Cada vez que nos comunicamos con nuestros clientes, se menciona repetidamente una palabra: garantía. Cada cliente solicita un periodo de garantía diferente, que varía entre dos y tres años, y algunos hasta cinco.
Pero, de hecho, en muchos casos, los propios clientes pueden no saber de dónde proviene este tiempo de garantía, o simplemente siguen a la multitud y piensan que los LED deben tener una garantía por un tiempo tan largo.
Hoy os llevaré al mundo del LED para descubrir cómo se define y se juzga la vida útil de las lámparas.
En primer lugar, cuando se trata de LED, en términos de apariencia, podemos decir a simple vista que son diferentes de las fuentes de luz tradicionales, porque casi todos los LED tienen una característica distintiva:un disipador de calor.
Varios disipadores de calor no sirven para la belleza de las lámparas LED, sino para hacer que los LED funcionen mejor.
Entonces los clientes se preguntarán por qué las fuentes de iluminación anteriores rara vez usaban radiadores, pero en la era LED casi todas las lámparas usan radiadores.
Dado que las fuentes de luz anteriores dependían de la radiación térmica para emitir luz, como las lámparas de filamento de tungsteno, que se basan en el calor, no le temen al calor. La estructura básica del LED es una unión PN semiconductora. Si la temperatura es ligeramente superior, el rendimiento de trabajo disminuirá, por lo que la disipación de calor es fundamental para los LED.
Primero, echemos un vistazo a la composición y el diagrama esquemático del LED.
Consejos: El chip LED genera calor durante su funcionamiento. La temperatura de su unión PN interna se denomina temperatura de unión (Tj).
Y lo más importante es que la vida útil de las lámparas LED está estrechamente relacionada con la temperatura de la unión.
Un concepto que debemos entender: Cuando hablamos de la vida útil de un LED, no significa que sea completamente inutilizable, sino que cuando la potencia luminosa del LED llega al 70%, generalmente pensamos que ‘su vida ha terminado’.
Como se puede observar en la figura anterior, si la temperatura de la unión se controla a 105 °C, el flujo luminoso de la lámpara LED se atenuará al 70 % tras unas 10 000 horas de uso. Si la temperatura de la unión se controla a unos 60 °C, tras una vida útil de aproximadamente 100 000 horas, el flujo luminoso se reducirá al 70 %. La vida útil de la lámpara se multiplica por diez.
En la vida diaria, lo que más nos encontramos es que la vida útil del LED es de 50.000 horas, lo que en realidad es un dato cuando la temperatura de unión se controla a 85°C.
Dado que la temperatura de unión juega un papel tan importante en la vida útil de las lámparas LED, ¿cómo reducirla? No se preocupe, primero veamos cómo la lámpara disipa el calor. Después de comprender el método de disipación de calor, sabrá cómo reducirla.
¿Cómo disipan el calor las lámparas?
Primero, necesitas conocer las tres formas básicas de transferencia de calor: conducción, convección y radiación.
Las principales vías de transmisión del radiador son la disipación de calor por conducción y convección, y la disipación de calor por radiación por convección natural.
Principios básicos de la transferencia de calor:
Conducción: La forma en que el calor viaja a lo largo de un objeto desde una parte más cálida a una parte más fría.
¿Cuáles son los factores que afectan la conducción del calor?
① Conductividad térmica de los materiales de disipación de calor
② Resistencia térmica causada por la estructura de disipación de calor
③ Forma y tamaño del material conductor térmico
Radiación: El fenómeno de los objetos de alta temperatura que irradian calor directamente hacia afuera.
¿Cuáles son los factores que afectan la radiación térmica?
① Resistencia térmica del entorno y del medio circundante (considerando principalmente el aire)
② Las características del propio material de radiación térmica (generalmente los colores oscuros irradian con más fuerza, pero de hecho la transferencia de radiación no es particularmente importante, porque la temperatura de la lámpara no es demasiado alta y la radiación no es muy fuerte)
Convección: Un método de transferencia de calor mediante el flujo de gas o líquido.
¿Cuáles son los factores que afectan la convección térmica?
① Flujo y velocidad del gas
② Capacidad calorífica específica, velocidad de flujo y volumen del líquido
En las lámparas LED, el disipador de calor representa una gran parte de su coste. Por lo tanto, si la estructura del radiador no es lo suficientemente buena, los materiales y el diseño pueden causar problemas de posventa.
Sin embargo, en realidad, esto es sólo un anticipo, y ahora es el momento de centrarse en ello.
Como consumidor, ¿cómo puede usted juzgar si la disipación de calor de una lámpara es buena o no?
El método más profesional es, por supuesto, utilizar equipo profesional para realizar pruebas de temperatura de unión.
Sin embargo, este tipo de equipos profesionales pueden resultar prohibitivos para la gente común, por lo que todo lo que nos queda es utilizar el método más tradicional de tocar la lámpara para detectar la temperatura.
Entonces surge una nueva pregunta: ¿Es mejor sentir calor o no?
Si el radiador está caliente cuando lo tocas, definitivamente no es bueno.
Si el radiador está caliente al tacto, el sistema de refrigeración debe estar defectuoso. O bien, el radiador tiene una capacidad de disipación térmica insuficiente y el calor del chip no se disipa a tiempo; o bien, el área de disipación térmica efectiva es insuficiente y existen deficiencias en el diseño estructural.
Incluso si el cuerpo de la lámpara no está caliente al tacto, no es necesariamente bueno.
Cuando la lámpara LED funciona correctamente, un buen radiador debe tener una temperatura más baja, pero un radiador más frío no es necesariamente bueno.
El chip no genera mucho calor, conduce bien, disipa suficiente calor y no se siente demasiado caliente en la mano. Es un buen sistema de refrigeración; la única desventaja es que desperdicia algo de material.
Si hay impurezas bajo el sustrato y no hay buen contacto con el disipador de calor, el calor no se transferirá y se acumulará en el chip. No está caliente al tacto por fuera, pero el chip por dentro ya está muy caliente.
Aquí me gustaría recomendar un método útil: el "método de iluminación de media hora" para determinar si la disipación del calor es buena.
Nota: El "Método de iluminación de media hora" proviene del artículo
Método de iluminación de media hora:Como se mencionó anteriormente, generalmente, a medida que aumenta la temperatura de la unión del LED, el flujo luminoso disminuye. Por lo tanto, al medir el cambio en la iluminación de la lámpara en la misma posición, podemos inferir el cambio en la temperatura de la unión.
Primero, elige un lugar que no esté perturbado por la luz externa y enciende la lámpara.
Después de encenderlo, tome inmediatamente un fotómetro y mida, por ejemplo 1000 lx.
Mantenga la posición de la lámpara y el iluminancímetro sin cambios. Después de media hora, vuelva a medir con el iluminancímetro. 500 lx significa que el flujo luminoso ha disminuido un 50 %. Hace mucho calor en el interior. Si toca el exterior, sigue estando bien. Significa que el calor no ha desaparecido. Diferencia.
Si el valor medido es 900 lx y la iluminación solo cae un 10%, significa que es un dato normal y la disipación de calor es muy buena.
Ámbito de aplicación del método de iluminación de media hora: Se enumera la curva de variación del flujo luminoso frente a la temperatura de la unión de varios chips de uso común. A partir de esta curva, se puede observar cuántos lúmenes ha disminuido el flujo luminoso y, indirectamente, cuántos grados Celsius ha aumentado la temperatura de la unión.
Columna uno:
En el chip OSRAM S5 (30 30), el flujo luminoso cayó un 20% en comparación con los 25 °C y la temperatura de unión superó los 120 °C.
Columna doso:
En el chip OSRAM S8 (50 50), el flujo luminoso cayó un 20% en comparación con los 25 °C y la temperatura de la unión superó los 120 °C.
Columna tres:
En el chip OSRAM E5 (56 30), el flujo luminoso cayó un 20% en comparación con los 25 °C y la temperatura de la unión superó los 140 °C.
Columna cuatro:
En el chip blanco OSLOM SSL 90, el flujo luminoso es un 15 % inferior al de 25 °C y la temperatura de unión ha superado los 120 °C.
Columna cinco:
Chip Luminus Sensus Serise, el flujo luminoso se redujo un 15% en comparación con 25 ℃ y la temperatura de la unión superó los 105 ℃.
Como se puede observar en las imágenes anteriores, si la iluminación en caliente disminuye un 20 % después de media hora en comparación con el estado frío, la temperatura de la unión prácticamente ha superado el rango de tolerancia del chip. Se puede concluir que el sistema de refrigeración no es adecuado.
Por supuesto, esta es la mayoría de los casos, y todo tiene excepciones, como se muestra en la figura:
Por supuesto, para la mayoría de los LED, podemos usar el método de iluminación de media hora para juzgar si es bueno o no con una caída del 20%.
¿Has aprendido? Al elegir lámparas en el futuro, debes prestar atención. No te fijes solo en su apariencia, sino que debes usar tu ojo perspicaz para elegirlas.
Hora de publicación: 24 de mayo de 2024
