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更新2022/05/04

LEDの温度

高温に弱いLED

LEDは基本的に半導体なので高温に大変弱いという性質があります。
これはLEDの半導体接合面の温度が150度を超えると半導体として機能しなくなるからです。
150度という温度は一見すると、かなり高い温度なので十分余裕があるように思えますが、ケース表面や周囲温度のことではなくLED内部の温度を指すのでLEDに流す電流値や周囲温度によっては簡単に150度を超えます。
何も発熱の対策をせずに使用すると、熱が逃げないためLED内部温度がどんどん高くなっていきます。
そして・・・、最後は(煙や火花を出して!)終わり。 目安としては(本当に目安!)、ケースを触っても熱を感じないか、ほんのり暖かいかもという程度であれば大丈夫ですが、ケースが触れないほど熱くなっている!という場合はLEDが壊れる寸前か既に壊れている状況です。

超高輝度LED


上の写真は、基板上に実装した最近の白と橙色の超高輝度チップLEDを映したものです。
写真だとわかりにくいかもしれませんが、数千mcdのレベルで発光する代物です。
今までのものが、数十~数百mcdですので、驚くべき違いですね。
直視すると目が痛いぐらいに明るく見えます。
20mAも流していないのにこの明るさとは驚きです。

発熱と放熱

ところで、この非常に明るいLED。
LED1ケでは発光面積が小さいため、照光用で使う場合は、何個も基板に実装する場合があります。
以前、パネルの背面照光で50x50x10mm程度の空間に10個実装した時は制限抵抗の発熱と相まって、LEDをマウントした基板が相当熱くなりました。
もちろん消費電力を計算すれば、当たり前なのですが、LEDは使用数が増える傾向にあるので、放熱対策には要注意です。
放熱対策として、簡単には基板やLEDに熱が蓄積しないように基板の銅パターン面積を多くし熱の分散と放熱面積を増やしたり、空気が対流するよう空気穴をあけたりします。
それでもLEDの温度が上がる場合は、基板をセラミック材に変更、ヒートシンクを追加、ファンを使った強制空冷などを行います。

(最新)

(中の人)


電子回路とファームウェア専門の元エンジニアが、初心者の頃の疑問や勉強・経験で知った「そうだったのか」を2009年から書いています。 ⇒続き

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