Bei jeder Kommunikation mit Kunden fällt immer wieder ein Wort: Garantie. Jeder Kunde wünscht sich eine andere Garantiezeit, die zwischen zwei und drei Jahren liegt, manche wünschen sich sogar fünf Jahre.
Tatsächlich wissen die Kunden jedoch in vielen Fällen selbst nicht, woher diese Garantiezeit stammt, oder sie folgen einfach der Masse und glauben, dass für LEDs eine so lange Garantie gelten sollte.
Heute nehme ich Sie mit in die Welt der LED und erfahre, wie die Lebensdauer von Lampen definiert und beurteilt wird.
Zunächst einmal können wir bei LEDs auf den ersten Blick erkennen, dass sie sich optisch von herkömmlichen Lichtquellen unterscheiden, denn fast alle LEDs haben ein besonderes Merkmal -ein Kühlkörper.
Verschiedene Kühlkörper dienen nicht der Schönheit von LED-Lampen, sondern der Verbesserung der Leistung der LEDs.
Dann werden sich die Kunden fragen, warum bei früheren Lichtquellen kaum Strahler zum Einsatz kamen, im LED-Zeitalter aber fast alle Lampen Strahler verwenden?
Da frühere Lichtquellen auf Wärmestrahlung angewiesen waren, um Licht zu emittieren, wie beispielsweise Wolfram-Glühlampen, die auf Wärme angewiesen sind, um Licht zu emittieren, haben sie keine Angst vor Hitze. Die Grundstruktur der LED ist ein Halbleiter-PN-Übergang. Wenn die Temperatur etwas höher ist, nimmt die Arbeitsleistung ab, daher ist die Wärmeableitung für LEDs sehr wichtig.
Schauen wir uns zunächst die Zusammensetzung und das schematische Diagramm der LED an
Tipps: Der LED-Chip erzeugt im Betrieb Wärme. Wir bezeichnen die Temperatur seiner internen PN-Verbindung als Verbindungstemperatur (Tj).
Und was am wichtigsten ist: Die Lebensdauer von LED-Lampen hängt eng mit der Sperrschichttemperatur zusammen.
Ein Konzept, das wir verstehen müssen: Wenn wir über die Lebensdauer einer LED sprechen, bedeutet das nicht, dass sie völlig unbrauchbar ist, aber wenn die Lichtleistung der LED 70 % erreicht, denken wir im Allgemeinen, dass „ihre Lebensdauer zu Ende ist“.
Wie aus der obigen Abbildung ersichtlich ist, verringert sich der Lichtstrom der LED-Lampe bei einer Temperatur von 105 °C nach etwa 10.000 Betriebsstunden auf 70 %. Bei einer Temperatur von etwa 60 °C beträgt die Betriebszeit etwa 100.000 Stunden, der Lichtstrom sinkt auf 70 %. Die Lebensdauer der Lampe erhöht sich um das Zehnfache.
Im Alltag begegnen wir am häufigsten der Angabe, dass die Lebensdauer einer LED 50.000 Stunden beträgt. Dies ist tatsächlich ein Wert, wenn die Sperrschichttemperatur auf 85 °C geregelt wird.
Da die Sperrschichttemperatur eine so wichtige Rolle für die Lebensdauer von LED-Lampen spielt, stellt sich die Frage, wie man die Sperrschichttemperatur senken kann. Keine Sorge, schauen wir uns zunächst an, wie die Lampe Wärme ableitet. Nachdem Sie die Wärmeableitungsmethode verstanden haben, wissen Sie natürlich, wie Sie die Sperrschichttemperatur senken können.
Wie leiten Lampen Wärme ab?
Zunächst müssen Sie die drei grundlegenden Arten der Wärmeübertragung kennen: Leitung, Konvektion und Strahlung.
Die Hauptübertragungswege des Heizkörpers sind Wärmeableitung durch Leitung und Konvektion sowie Wärmeableitung durch Strahlung bei natürlicher Konvektion.
Grundprinzipien der Wärmeübertragung:
Leitung: Die Art und Weise, wie Wärme entlang eines Objekts von einem wärmeren zu einem kühleren Teil wandert.
Welche Faktoren beeinflussen die Wärmeleitung?
① Wärmeleitfähigkeit von Wärmeableitungsmaterialien
② Wärmewiderstand durch Wärmeableitungsstruktur
③ Form und Größe des wärmeleitenden Materials
Strahlung: Das Phänomen, dass Objekte mit hoher Temperatur Wärme direkt nach außen abstrahlen.
Welche Faktoren beeinflussen die Wärmestrahlung?
① Wärmewiderstand der Umgebung und des Mediums (hauptsächlich Luft)
2. Die Eigenschaften des Wärmestrahlungsmaterials selbst (im Allgemeinen strahlen dunkle Farben stärker, aber tatsächlich ist die Strahlungsübertragung nicht besonders wichtig, da die Temperatur der Lampe nicht zu hoch und die Strahlung nicht sehr stark ist).
Konvektion: Eine Methode zur Wärmeübertragung durch den Fluss von Gas oder Flüssigkeit.
Welche Faktoren beeinflussen die thermische Konvektion?
① Gasfluss und Geschwindigkeit
② Spezifische Wärmekapazität, Fließgeschwindigkeit und Flüssigkeitsvolumen
Bei LED-Lampen macht der Kühlkörper einen großen Teil der Lampenkosten aus. Wenn Material und Design des Kühlkörpers nicht gut genug sind, kann es daher zu zahlreichen After-Sales-Problemen kommen.
Tatsächlich handelt es sich dabei jedoch nur um Vorahnungen, und jetzt liegt der Schwerpunkt.
Wie beurteilen Sie als Verbraucher, ob die Wärmeableitung einer Lampe gut ist oder nicht?
Die professionellste Methode ist natürlich die Verwendung professioneller Geräte zur Durchführung von Sperrschichttemperaturtests.
Für den Normalbürger ist eine solche professionelle Ausrüstung jedoch möglicherweise unerschwinglich, sodass uns nur die traditionelle Methode bleibt, die Temperatur durch Berühren der Lampe zu messen.
Dann stellt sich eine neue Frage: Ist es besser, sich heiß zu fühlen oder nicht?
Wenn der Heizkörper beim Berühren heiß ist, ist das definitiv nicht gut.
Wenn sich der Kühler heiß anfühlt, ist das Kühlsystem defekt. Entweder verfügt der Kühler über eine unzureichende Wärmeableitungskapazität und kann die Chipwärme nicht rechtzeitig abführen. Oder die effektive Wärmeableitungsfläche reicht nicht aus und es liegen Mängel im konstruktiven Design vor.
Auch wenn sich der Lampenkörper nicht heiß anfühlt, ist das nicht unbedingt gut.
Wenn die LED-Lampe richtig funktioniert, muss ein guter Heizkörper eine niedrigere Temperatur haben, aber ein kühlerer Heizkörper ist nicht unbedingt ein guter.
Der Chip erzeugt nicht viel Wärme, leitet die Wärme gut, gibt genügend Wärme ab und fühlt sich in der Hand nicht zu heiß an. Das ist ein gutes Kühlsystem, der einzige „Nachteil“ ist, dass es etwas Materialverschwendung ist.
Wenn sich unter dem Substrat Verunreinigungen befinden und kein guter Kontakt zum Kühlkörper besteht, wird die Wärme nicht nach außen abgeleitet und staut sich auf dem Chip. Von außen fühlt er sich nicht heiß an, aber im Inneren ist der Chip bereits sehr heiß.
Hier möchte ich eine nützliche Methode empfehlen – die „Halbstunden-Beleuchtungsmethode“, um festzustellen, ob die Wärmeableitung gut ist.
Hinweis: „Halbstunden-Beleuchtungsmethode“ stammt aus dem Artikel
Halbstündige Beleuchtungsmethode:Wie bereits erwähnt, nimmt der Lichtstrom im Allgemeinen mit steigender LED-Sperrschichttemperatur ab. Messen wir dann die Änderung der Beleuchtungsstärke der Lampe, die an derselben Position leuchtet, können wir auf die Änderung der Sperrschichttemperatur schließen.
Wählen Sie zunächst einen Ort, der nicht durch Außenlicht gestört wird, und zünden Sie die Lampe an.
Nehmen Sie nach dem Aufleuchten sofort ein Lichtmessgerät und messen Sie es, zum Beispiel 1000 lx.
Behalten Sie die Position der Lampe und des Beleuchtungsstärkemessgeräts unverändert bei. Messen Sie nach einer halben Stunde erneut mit dem Beleuchtungsstärkemessgerät. 500 lx bedeuten, dass der Lichtstrom um 50 % gesunken ist. Im Inneren ist es extrem heiß. Wenn Sie die Außenseite berühren, ist sie noch in Ordnung. Das bedeutet, dass keine Wärme nach außen entwichen ist. Unterschied.
Wenn der Messwert 900 lx beträgt und die Beleuchtungsstärke nur um 10 % abfällt, handelt es sich um einen normalen Wert und die Wärmeableitung ist sehr gut.
Der Anwendungsbereich der „Halbstunden-Beleuchtungsmethode“: Wir listen die Änderungskurve „Lichtstrom VS Sperrschichttemperatur“ mehrerer häufig verwendeter Chips auf. Anhand dieser Kurve können wir erkennen, um wie viele Lumen der Lichtstrom gesunken ist, und indirekt auch, um wie viele Grad Celsius die Sperrschichttemperatur gestiegen ist.
Spalte eins:
Beim OSRAM S5 (30 30) Chip ist der Lichtstrom im Vergleich zu 25°C um 20% gesunken und die Sperrschichttemperatur hat 120°C überschritten.
Spalte two:
Beim OSRAM S8 (50 50) Chip sank der Lichtstrom im Vergleich zu 25 °C um 20 %, und die Sperrschichttemperatur hat 120 °C überschritten.
Spalte drei:
Beim OSRAM E5 (56 30) Chip sank der Lichtstrom im Vergleich zu 25°C um 20% und die Sperrschichttemperatur hat 140°C überschritten.
Spalte vier:
Beim weißen Chip OSLOM SSL 90 ist der Lichtstrom 15 % niedriger als bei 25 °C und die Sperrschichttemperatur hat 120 °C überschritten.
Spalte fünf:
Beim Chip der Luminus Sensus-Serie ist der Lichtstrom im Vergleich zu 25 °C um 15 % gesunken und die Sperrschichttemperatur hat 105 °C überschritten.
Wie aus den obigen Bildern ersichtlich ist, liegt die Sperrschichttemperatur grundsätzlich außerhalb des Toleranzbereichs des Chips, wenn die Beleuchtung im heißen Zustand nach einer halben Stunde im Vergleich zum kalten Zustand um 20 % abfällt. Es kann grundsätzlich davon ausgegangen werden, dass das Kühlsystem nicht geeignet ist.
Dies ist natürlich die Mehrzahl der Fälle, und wie in der Abbildung gezeigt, gibt es für alles Ausnahmen:
Natürlich können wir bei den meisten LEDs die Methode der halbstündigen Beleuchtung verwenden, um zu beurteilen, ob sie bei einem Abfall von 20 % in Ordnung sind oder nicht.
Hast du gelernt? Wenn Sie in Zukunft Lampen auswählen, müssen Sie darauf achten. Sie können nicht nur auf das Aussehen der Lampen achten, sondern Ihre scharfen Augen verwenden, um die Lampen auszuwählen.
Veröffentlichungszeit: 24. Mai 2024
