Cada vegada que ens comuniquem amb els clients, es menciona repetidament una paraula: garantia. Cada client vol un període de garantia diferent, que va des de dos fins a tres anys, i alguns en volen cinc.
Però, de fet, en molts casos, els propis clients poden no saber d'on prové aquest temps de garantia, o simplement segueixen la massa i pensen que els LED haurien de tenir garantia durant tant de temps.
Avui us portaré al món dels LED per descobrir com es defineix i es jutja la vida útil de les làmpades.
En primer lloc, pel que fa als LED, pel que fa a l'aspecte, podem dir a primera vista que són diferents de les fonts de llum tradicionals, perquè gairebé tots els LED tenen una característica distintiva:un dissipador de calor.
Diversos dissipadors de calor no són per la bellesa de les làmpades LED, sinó per fer que els LED funcionin millor.
Aleshores, els clients es preguntaran per què les fonts de llum anteriors rarament utilitzaven radiadors, però a l'era LED gairebé totes les làmpades utilitzen radiadors?
Com que les fonts de llum anteriors depenien de la radiació tèrmica per emetre llum, com ara les làmpades de filament de tungstè, que depenen de la calor per emetre llum, no tenen por de la calor. L'estructura bàsica del LED és una unió PN semiconductora. Si la temperatura és lleugerament més alta, el rendiment de funcionament disminuirà, per la qual cosa la dissipació de calor és molt important per al LED.
Primer, fem una ullada a la composició i el diagrama esquemàtic d'un LED.
Consells: El xip LED generarà calor quan funciona. Ens referim a la temperatura de la seva unió PN interna com a temperatura de unió (Tj).
I, el més important, la vida útil de les làmpades LED està estretament relacionada amb la temperatura de la unió.
Un concepte que hem d'entendre: quan parlem de la vida útil d'un LED, no vol dir que sigui completament inutilitzable, però quan la potència lluminosa del LED arriba al 70%, generalment pensem que "la seva vida útil s'ha acabat".
Com es pot veure a la figura anterior, si la temperatura de la unió es controla a 105 °C, el flux lluminós de la làmpada LED s'atenuarà fins al 70% quan la làmpada LED s'utilitza durant unes 10.000 hores; i si la temperatura de la unió es controla a uns 60 °C, el seu temps de funcionament serà d'unes 100.000 hores + hora, el flux lluminós disminuirà fins al 70%. La vida útil de la làmpada augmenta 10 vegades.
A la vida quotidiana, el que trobem més sovint és que la vida útil dels LED és de 50.000 hores, que en realitat és una dada quan la temperatura de la unió es controla a 85 °C.
Com que la temperatura de la unió juga un paper tan important en la vida útil de les làmpades LED, com es pot reduir la temperatura de la unió? No us preocupeu, primer veurem com dissipa la calor la làmpada. Després d'entendre el mètode de dissipació de calor, sabreu naturalment com reduir la temperatura de la unió.
Com dissipen les làmpades la calor?
Primer, cal conèixer les tres formes bàsiques de transferència de calor: conducció, convecció i radiació.
Les principals vies de transmissió del radiador són la dissipació de calor per conducció i convecció, i la dissipació de calor per radiació sota convecció natural.
Principis bàsics de la transferència de calor:
Conducció: La manera com la calor viatja al llarg d'un objecte des d'una part més càlida fins a una de més freda.
Quins són els factors que afecten la conductivitat tèrmica?
① Conductivitat tèrmica dels materials de dissipació de calor
② Resistència tèrmica causada per l'estructura de dissipació de calor
③ Forma i mida del material tèrmicament conductor
Radiació: El fenomen dels objectes a alta temperatura que irradien calor directament cap a l'exterior.
Quins són els factors que afecten la radiació tèrmica?
① Resistència tèrmica de l'entorn i del medi circumdant (principalment tenint en compte l'aire)
② Les característiques del material de radiació tèrmica en si (generalment els colors foscos irradien amb més força, però de fet la transferència de radiació no és particularment important, perquè la temperatura de la làmpada no és massa alta i la radiació no és gaire forta)
Convecció: Un mètode de transferència de calor mitjançant el flux d'un gas o líquid.
Quins són els factors que afecten la convecció tèrmica?
① Flux i velocitat de gas
② Capacitat calorífica específica, velocitat de flux i volum de líquid
En les làmpades LED, el dissipador de calor representa una gran part del cost de la làmpada. Per tant, pel que fa a l'estructura del radiador, si els materials i el disseny no són prou bons, la làmpada tindrà molts problemes postvenda.
No obstant això, de fet, això només és un presagi, i ara és el que importa.
Com a consumidor, com jutges si la dissipació de calor d'una làmpada és bona o no?
El mètode més professional és, per descomptat, utilitzar equips professionals per dur a terme proves de temperatura de les unions.
Tanmateix, aquest equipament professional pot ser prohibitiu per a la gent corrent, així que tot el que ens queda és utilitzar el mètode més tradicional de tocar la làmpada per detectar la temperatura.
Aleshores sorgeix una nova pregunta. És millor tenir calor o no?
Si el radiador està calent quan el toques, definitivament no és bo.
Si el radiador està calent al tacte, el sistema de refrigeració ha d'estar defectuós. O bé el radiador té una capacitat de dissipació de calor insuficient i la calor del xip no es pot dissipar a temps; o bé l'àrea de dissipació de calor efectiva no és suficient i hi ha deficiències en el disseny estructural.
Fins i tot si el cos de la làmpada no està calent al tacte, no és necessàriament bo.
Quan la làmpada LED funciona correctament, un bon radiador ha de tenir una temperatura més baixa, però un radiador més fred no és necessàriament bo.
El xip no genera gaire calor, té una bona conductivitat, dissipa prou calor i no s'escalfa massa a la mà. És un bon sistema de refrigeració, l'únic "inconvenient" és que suposa un petit malbaratament de material.
Si hi ha impureses sota el substrat i no hi ha un bon contacte amb el dissipador de calor, la calor no es transferirà cap a fora i s'acumularà al xip. No està calent al tacte a l'exterior, però el xip de dins ja està molt calent.
Aquí, m'agradaria recomanar un mètode útil: el "mètode d'il·luminació de mitja hora" per determinar si la dissipació de calor és bona.
Nota: El "Mètode d'il·luminació de mitja hora" prové de l'article
Mètode d'il·luminació de mitja hora:Com hem dit abans, generalment a mesura que augmenta la temperatura de la unió del LED, el flux lluminós disminuirà. Aleshores, sempre que mesurem el canvi en la il·luminació de la làmpada que brilla a la mateixa posició, podem inferir el canvi en la temperatura de la unió.
Primer, trieu un lloc que no estigui il·luminat per la llum externa i enceneu el llum.
Després d'encendre-la, agafeu immediatament un luxòmetre i mesureu-lo, per exemple 1000 lx.
Mantingueu la posició de la làmpada i l'il·luminòmetre sense canvis. Després de mitja hora, utilitzeu l'il·luminòmetre per tornar a mesurar. 500 lx significa que el flux lluminós ha disminuït un 50%. L'interior és extremadament calent. Si toqueu l'exterior, encara està bé. Significa que la calor no ha sortit. Diferència.
Si el valor mesurat és de 900 lx i la il·luminació només baixa un 10%, vol dir que es tracta d'una dada normal i que la dissipació de calor és molt bona.
L'àmbit d'aplicació del "mètode d'il·luminació de mitja hora": Enumerem la corba de canvi "flux lluminós VS temperatura de la unió" de diversos xips d'ús comú. A partir d'aquesta corba, podem veure quants lúmens ha baixat el flux lluminós i, indirectament, podem saber a quants graus Celsius ha augmentat la temperatura de la unió.
Columna u:
Per al xip OSRAM S5 (30 30), el flux lluminós ha disminuït un 20% en comparació amb els 25 °C, i la temperatura de la unió ha superat els 120 °C.
Columna two:
Per al xip OSRAM S8 (50 50), el flux lluminós ha disminuït un 20% en comparació amb els 25 °C, i la temperatura de la unió ha superat els 120 °C.
Columna tres:
Per al xip OSRAM E5 (56 30), el flux lluminós ha disminuït un 20% en comparació amb els 25 °C, i la temperatura de la unió ha superat els 140 °C.
Columna quatre:
Per al xip blanc OSLOM SSL 90, el flux lluminós és un 15% inferior al que es troba a 25 °C i la temperatura de la unió ha superat els 120 °C.
Cinquena columna:
Xip Luminus Sensus Serise, el flux lluminós va disminuir un 15% en comparació amb els 25 ℃, i la temperatura de la unió ha superat els 105 ℃.
Com es pot veure a les imatges anteriors, si la il·luminació en estat calent baixa un 20% després de mitja hora en comparació amb l'estat fred, la temperatura de la unió ha superat bàsicament el rang de tolerància del xip. Bàsicament, es pot jutjar que el sistema de refrigeració no està qualificat.
Naturalment, aquesta és la majoria dels casos, i tot té excepcions, com es mostra a la figura:
Per descomptat, per a la majoria de LEDs, podem utilitzar el mètode d'il·luminació de mitja hora per jutjar si és bo o no amb una caiguda del 20%.
Ho has après? Quan triïs làmpades en el futur, has de parar atenció. No pots només mirar l'aspecte de les làmpades, sinó que també has de fer servir la teva mirada per seleccionar-les.
Data de publicació: 24 de maig de 2024
