في كل مرة نتواصل فيها مع عملائنا، نكرر كلمة واحدة: الضمان. كل عميل يطلب مدة ضمان مختلفة، تتراوح بين سنتين وثلاث سنوات، والبعض الآخر يطلب خمس سنوات.
ولكن في الواقع، في كثير من الحالات، قد لا يعرف العملاء أنفسهم من أين يأتي وقت الضمان هذا، أو أنهم يتبعون الحشد فقط ويعتقدون أن مصابيح LED يجب أن تكون مضمونة لفترة طويلة.
اليوم سوف آخذكم إلى عالم LED لمعرفة كيفية تعريف عمر المصابيح والحكم عليه.
أولاً وقبل كل شيء، عندما يتعلق الأمر بمصابيح LED، من حيث المظهر، يمكننا أن نقول من النظرة الأولى أنها تختلف عن مصادر الضوء التقليدية، لأن جميع مصابيح LED تقريبًا لها ميزة مميزة -بالوعة حرارية.
إن وجود أنواع مختلفة من مشعات الحرارة ليس من أجل جمال مصابيح LED، بل من أجل جعل مصابيح LED تعمل بشكل أفضل.
ثم سيتساءل العملاء لماذا نادراً ما استخدمت مصادر الإضاءة السابقة المشعات، ولكن في عصر LED تستخدم جميع المصابيح تقريباً المشعات؟
لأن مصادر الضوء السابقة اعتمدت على الإشعاع الحراري لإصدار الضوء، مثل مصابيح خيوط التنغستن التي تعتمد على الحرارة لإصدار الضوء، فهي لا تتأثر بالحرارة. التركيب الأساسي لمصابيح LED هو وصلة PN شبه موصلة. كلما ارتفعت درجة الحرارة قليلاً، انخفض أداء العمل، لذا فإن تبديد الحرارة مهم جدًا لمصابيح LED.
أولاً، دعونا نلقي نظرة على التركيب والرسم التخطيطي لمصابيح LED
نصائح: تُصدر رقاقة LED حرارة أثناء التشغيل. نشير إلى درجة حرارة وصلة PN الداخلية بـ "درجة حرارة الوصلة" (Tj).
والأهم من ذلك، أن عمر مصابيح LED يرتبط ارتباطًا وثيقًا بدرجة حرارة الوصلة.
مفهوم يجب أن نفهمه: عندما نتحدث عن عمر الصمام الثنائي الباعث للضوء، فهذا لا يعني أنه غير صالح للاستخدام تمامًا، ولكن عندما يصل خرج ضوء الصمام الثنائي الباعث للضوء إلى 70%، فإننا نعتقد عمومًا أن "عمره قد انتهى".
كما هو موضح في الشكل أعلاه، عند ضبط درجة حرارة الوصلة على 105 درجة مئوية، ينخفض التدفق الضوئي لمصباح LED إلى 70% عند استخدامه لمدة 10,000 ساعة تقريبًا؛ وعند ضبط درجة حرارة الوصلة على حوالي 60 درجة مئوية، يكون وقت تشغيله حوالي 100,000 ساعة فأكثر، وينخفض التدفق الضوئي إلى 70%. ويزداد عمر المصباح بعشرة أضعاف.
في الحياة اليومية، ما نواجهه في أغلب الأحيان هو أن عمر الصمام الثنائي الباعث للضوء هو 50000 ساعة، وهو في الواقع عمر افتراضي عندما يتم التحكم في درجة حرارة الوصلة عند 85 درجة مئوية.
بما أن درجة حرارة الوصلة تلعب دورًا بالغ الأهمية في عمر مصابيح LED، فكيف يمكن خفض درجة حرارة الوصلة؟ لا تقلق، دعنا أولًا نلقي نظرة على كيفية تبديد الحرارة في المصباح. بعد فهم آلية تبديد الحرارة، ستعرف تلقائيًا كيفية خفض درجة حرارة الوصلة.
كيف تقوم المصابيح بتبديد الحرارة؟
أولاً، عليك أن تعرف الطرق الأساسية الثلاثة لانتقال الحرارة: التوصيل، والحمل الحراري، والإشعاع.
المسارات الرئيسية لنقل الحرارة في المبرد هي تبديد الحرارة بالتوصيل والحمل الحراري، وتبديد الحرارة بالإشعاع تحت الحمل الحراري الطبيعي.
المبادئ الأساسية لانتقال الحرارة:
التوصيل: الطريقة التي تنتقل بها الحرارة عبر الجسم من جزء أكثر دفئًا إلى جزء أكثر برودة.
ما هي العوامل المؤثرة على التوصيل الحراري؟
① التوصيل الحراري لمواد تبديد الحرارة
② المقاومة الحرارية الناتجة عن هيكل تبديد الحرارة
③ شكل وحجم المادة الموصلة للحرارة
إشعاع: ظاهرة إشعاع الحرارة مباشرة إلى الخارج للأجسام ذات درجة الحرارة المرتفعة.
ما هي العوامل المؤثرة على الإشعاع الحراري؟
① المقاومة الحرارية للبيئة المحيطة والوسط (مع الأخذ في الاعتبار الهواء بشكل أساسي)
② خصائص مادة الإشعاع الحراري نفسها (عادةً ما تشع الألوان الداكنة بقوة أكبر، ولكن في الواقع لا يكون نقل الإشعاع مهمًا بشكل خاص، لأن درجة حرارة المصباح ليست مرتفعة جدًا والإشعاع ليس قويًا جدًا)
الحمل الحراري: طريقة لنقل الحرارة عن طريق تدفق الغاز أو السائل.
ما هي العوامل المؤثرة على الحمل الحراري؟
① تدفق الغاز وسرعته
② السعة الحرارية النوعية وسرعة التدفق وحجم السائل
في مصابيح LED، يُشكّل المشتت الحراري جزءًا كبيرًا من تكلفة المصباح. لذلك، فيما يتعلق بهيكل المبرد، إذا لم تكن المواد والتصميم جيدين بما يكفي، فسيواجه المصباح العديد من مشاكل ما بعد البيع.
ولكن في الواقع، هذه مجرد مقدمة لما سيحدث، والآن يأتي التركيز على ما سيحدث.
باعتبارك مستهلكًا، كيف يمكنك الحكم على ما إذا كان تبديد الحرارة للمصباح جيدًا أم لا؟
الطريقة الأكثر احترافية هي بالطبع استخدام معدات احترافية لإجراء اختبار درجة حرارة الوصلة.
ومع ذلك، قد تكون هذه المعدات المهنية باهظة الثمن بالنسبة للأشخاص العاديين، لذلك كل ما تبقى لنا هو استخدام الطريقة الأكثر تقليدية وهي لمس المصباح لاستشعار درجة الحرارة.
ثم يطرح سؤال جديد: هل الشعور بالحر أفضل أم لا؟
إذا كان المبرد ساخنًا عند لمسه، فهو بالتأكيد ليس جيدًا.
إذا كان المبرد ساخنًا عند اللمس، فلا بد أن نظام التبريد معطل. إما أن سعة تبديد الحرارة للمبرد غير كافية، وبالتالي لا يمكن تبديد حرارة الشريحة في الوقت المناسب؛ أو أن مساحة تبديد الحرارة الفعالة غير كافية، وهناك عيوب في التصميم الهيكلي.
حتى لو لم يكن جسم المصباح ساخنًا عند لمسه، فهذا لا يعني بالضرورة أنه جيد.
عندما يعمل مصباح LED بشكل صحيح، يجب أن يكون للمبرد الجيد درجة حرارة منخفضة، ولكن المبرد الأكثر برودة ليس بالضرورة جيدًا.
لا تُولّد الشريحة حرارةً كبيرة، وهي موصلة للكهرباء بشكل جيد، وتُبدد حرارةً كافية، ولا تُشعرك بحرارةٍ زائدةٍ في اليد. نظام التبريد هذا جيد، لكن عيبه الوحيد هو إهدارٌ طفيفٌ للمواد.
في حال وجود شوائب تحت الطبقة السفلية وعدم وجود اتصال جيد مع المشتت الحراري، لن تنتقل الحرارة للخارج وستتراكم على الشريحة. صحيح أن السطح الخارجي ليس ساخنًا عند اللمس، لكن الشريحة من الداخل ساخنة جدًا.
هنا، أود أن أوصي بطريقة مفيدة - "طريقة الإضاءة لمدة نصف ساعة" لتحديد ما إذا كان تبديد الحرارة جيدًا.
ملاحظة: "طريقة الإضاءة لمدة نصف ساعة" مأخوذة من المقال
طريقة الإضاءة لمدة نصف ساعة:كما ذكرنا سابقًا، عادةً ما ينخفض التدفق الضوئي مع ارتفاع درجة حرارة وصلة LED. لذا، بمجرد قياس التغير في إضاءة المصباح المضاء في نفس الموضع، يُمكننا استنتاج التغير في درجة حرارة الوصلة.
أولاً، اختر مكانًا غير مضطرب بالضوء الخارجي وأشعل المصباح.
بعد الإضاءة، خذ على الفور مقياس الضوء وقم بقياسه، على سبيل المثال 1000 لوكس.
حافظ على وضع المصباح ومقياس الإضاءة دون تغيير. بعد نصف ساعة، استخدم مقياس الإضاءة للقياس مرة أخرى. 500 لوكس تعني انخفاض التدفق الضوئي بنسبة 50%. الجو حار جدًا من الداخل. إذا لمست الخارج، فسيظل الجو على ما يرام. هذا يعني أن الحرارة لم تخرج. الفرق.
إذا كانت القيمة المقاسة 900 لوكس وانخفضت الإضاءة بنسبة 10% فقط، فهذا يعني أن هذه بيانات طبيعية وأن تبديد الحرارة جيد جدًا.
نطاق تطبيق "طريقة الإضاءة نصف ساعة": نحصي منحنى تغير "التدفق الضوئي مقابل درجة حرارة الوصلة" لعدة شرائح شائعة الاستخدام. من هذا المنحنى، يمكننا معرفة مقدار انخفاض التدفق الضوئي باللومن، ويمكننا أيضًا معرفة درجة حرارة الوصلة بشكل غير مباشر.
العمود الأول:
بالنسبة لشريحة OSRAM S5 (30 30)، انخفض التدفق الضوئي بنسبة 20% مقارنة بـ 25 درجة مئوية، وتجاوزت درجة حرارة الوصلة 120 درجة مئوية.
العمود الثانيo:
بالنسبة لشريحة OSRAM S8 (50 50)، انخفض التدفق الضوئي بنسبة 20% مقارنة بـ 25 درجة مئوية، وتجاوزت درجة حرارة الوصلة 120 درجة مئوية.
العمود الثالث:
بالنسبة لشريحة OSRAM E5 (56 30)، انخفض التدفق الضوئي بنسبة 20% مقارنة بـ 25 درجة مئوية، وتجاوزت درجة حرارة الوصلة 140 درجة مئوية.
العمود الرابع:
بالنسبة لرقاقة OSLOM SSL 90 البيضاء، يكون التدفق الضوئي أقل بنسبة 15% من التدفق الضوئي عند 25 درجة مئوية، كما تجاوزت درجة حرارة الوصلة 120 درجة مئوية.
العمود الخامس:
شريحة Luminus Sensus Serise، انخفض التدفق الضوئي بنسبة 15% مقارنة بـ 25 درجة مئوية، وتجاوزت درجة حرارة الوصلة 105 درجة مئوية.
كما يتضح من الصور أعلاه، إذا انخفضت الإضاءة في الحالة الساخنة بنسبة 20% بعد نصف ساعة مقارنةً بالحالة الباردة، فإن درجة حرارة الوصلة قد تجاوزت فعليًا نطاق تحمل الشريحة. ويمكن الحكم على نظام التبريد بأنه غير مؤهل.
وبالطبع هذه هي أغلب الحالات، ولكل شيء استثناءات، كما هو موضح في الشكل:
بالطبع، بالنسبة لمعظم مصابيح LED، يمكننا استخدام طريقة الإضاءة لمدة نصف ساعة للحكم على ما إذا كانت جيدة أم لا ضمن انخفاض بنسبة 20%.
هل تعلمت؟ عند اختيار المصابيح مستقبلًا، عليك الانتباه جيدًا. لا تكتفِ بالنظر إلى شكلها، بل استخدم عينك الثاقبة لاختيار المصابيح.
وقت النشر: ٢٤ مايو ٢٠٢٤
