Cada vez que nos comunicamos con los clientes, una palabra se repite constantemente: garantía. Cada cliente desea un período de garantía diferente, que va desde dos hasta tres años, y algunos incluso quieren cinco años.
Pero, de hecho, en muchos casos, los propios clientes pueden desconocer de dónde proviene este período de garantía, o simplemente siguen la corriente y piensan que los LED deberían tener una garantía de tanto tiempo.
Hoy les llevaré al mundo de la tecnología LED para descubrir cómo se define y se evalúa 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.
Los disipadores de calor no sirven para embellecer las lámparas LED, sino para que los LED funcionen mejor.
Entonces, los clientes se preguntarán por qué las fuentes de luz anteriores rara vez usaban radiadores, pero en la era LED casi todas las lámparas los usan.
Debido a que las fuentes de luz anteriores dependían de la radiación térmica para emitir luz, como las lámparas de filamento de tungsteno, que dependen del calor para emitir luz, no se veían afectadas por él. La estructura básica de un LED es una unión PN semiconductora. Si la temperatura aumenta ligeramente, su rendimiento disminuirá, por lo que la disipación de calor es fundamental para un LED.
Primero, echemos un vistazo a la composición y al diagrama esquemático del LED.
Consejos: El chip LED genera calor durante su funcionamiento. Nos referimos a la temperatura de su unión PN interna como temperatura de unión (Tj).
Y, lo que es más importante, la vida útil de las lámparas LED está estrechamente relacionada con la temperatura de la unión.
Un concepto que debemos comprender: cuando hablamos de la vida útil de un LED, no significa que sea completamente inservible, pero cuando la intensidad luminosa del LED alcanza el 70%, generalmente pensamos que "su vida útil 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 aproximadamente 10 000 horas de uso; y si la temperatura de la unión se controla a unos 60 °C, su vida útil será de aproximadamente 100 000 horas, y el flujo luminoso disminuirá al 70 %. La vida útil de la lámpara se multiplica por 10.
En la vida cotidiana, lo que más solemos encontrar es que la vida útil de un LED es de 50.000 horas, un dato que en realidad se obtiene cuando la temperatura de la unión se controla a 85 °C.
Dado que la temperatura de la 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. Una vez que comprenda el método de disipación de calor, sabrá naturalmente cómo reducir la temperatura de la unión.
¿Cómo disipan el calor las lámparas?
En primer lugar, es necesario conocer las tres formas básicas de transferencia de calor: conducción, convección y radiación.
Las principales vías de transmisión del calor en el radiador son la conducción, la convección y la radiación por convección natural.
Principios básicos de la transferencia de calor:
Conducción: La forma en que el calor se transmite a lo largo de un objeto, desde una parte más caliente a una parte más fría.
¿Cuáles son los factores que afectan a 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 por el cual los objetos a alta temperatura irradian calor directamente hacia el exterior.
¿Cuáles son los factores que afectan a 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: Método para transferir calor mediante el flujo de un gas o un líquido.
¿Cuáles son los factores que afectan a la convección térmica?
① Flujo y velocidad del gas
② Capacidad calorífica específica, velocidad de flujo y volumen de líquido
En las lámparas LED, el disipador de calor representa una parte importante del costo. Por lo tanto, si la estructura del disipador no es la adecuada, los materiales y el diseño pueden generar numerosos problemas posventa.
Sin embargo, en realidad, esto es solo un presagio, y ahora es cuando nos centramos.
Como consumidor, ¿cómo determina si la disipación de calor de una lámpara es buena o no?
El método más profesional es, por supuesto, utilizar equipos profesionales para realizar pruebas de temperatura de la unión.
Sin embargo, este tipo de equipo profesional puede resultar prohibitivo para la gente común, por lo que lo único que nos queda es utilizar el método más tradicional: tocar la lámpara para comprobar la temperatura.
Entonces surge una nueva pregunta: ¿Es mejor sentir calor o no?
Si el radiador está caliente al tocarlo, definitivamente no es buena señal.
Si el radiador está caliente al tacto, el sistema de refrigeración debe estar defectuoso. Esto puede deberse a que el radiador tiene una capacidad de disipación de calor insuficiente y el calor del chip no se disipa a tiempo; o bien, la superficie efectiva de disipación de calor es insuficiente y existen deficiencias en el diseño estructural.
Aunque el cuerpo de la lámpara no esté caliente al tacto, no significa necesariamente que esté en buen estado.
Cuando la lámpara LED funciona correctamente, un buen radiador debe tener una temperatura más baja, pero un radiador más frío no es necesariamente un buen radiador.
El chip no genera mucho calor, conduce bien el calor, lo disipa lo suficiente y no se siente demasiado caliente al tacto. Es un buen sistema de refrigeración; la única desventaja es que supone un pequeño desperdicio de material.
Si hay impurezas debajo del sustrato y no hay un buen contacto con el disipador de calor, este no se transferirá y se acumulará en el chip. Aunque no esté caliente al tacto por fuera, el chip en su interior ya estará muy caliente.
En este sentido, me gustaría recomendar un método útil: el "método de iluminación de media hora" para determinar si la disipación del calor es adecuada.
Nota: El "método de iluminación de media hora" proviene del artículo.
Método de iluminación de media hora:Como ya mencionamos, generalmente, a medida que aumenta la temperatura de la unión del LED, disminuye el flujo luminoso. Por lo tanto, si medimos el cambio en la iluminación de la lámpara que brilla en la misma posición, podemos inferir el cambio en la temperatura de la unión.
Primero, elige un lugar que no reciba luz externa y enciende la lámpara.
Tras encender la luz, coja inmediatamente un fotómetro y mídalo; por ejemplo, 1000 lux.
Mantenga la posición de la lámpara y del medidor de iluminancia sin cambios. Después de media hora, vuelva a medir con el medidor de iluminancia. 500 lx significa que el flujo luminoso ha disminuido un 50%. Está extremadamente caliente en el interior. Si toca el exterior, todavía está bien. Significa que el calor no se ha disipado. Diferencia.
Si el valor medido es de 900 lx y la iluminación solo disminuye un 10%, significa que se trata de datos normales y que la disipación de calor es muy buena.
Ámbito de aplicación del método de iluminación de media hora: Analizamos la curva de variación del flujo luminoso en función de la temperatura de la unión de varios chips de uso común. A partir de esta curva, podemos observar la disminución del flujo luminoso en lúmenes y, de forma indirecta, determinar el aumento de la temperatura de la unión en grados Celsius.
Columna uno:
En el caso del chip OSRAM S5 (30 30), el flujo luminoso disminuyó un 20 % en comparación con los 25 °C, y la temperatura de la unión superó los 120 °C.
Columna two:
En el caso del chip OSRAM S8 (50 50), el flujo luminoso disminuyó un 20 % en comparación con los 25 °C, y la temperatura de la unión superó los 120 °C.
Columna tres:
En el caso del chip OSRAM E5 (56 30), el flujo luminoso disminuyó un 20 % en comparación con los 25 °C, y la temperatura de la unión superó los 140 °C.
Cuarta columna:
En el caso del chip blanco OSLOM SSL 90, el flujo luminoso es un 15 % inferior al que se obtiene a 25 °C, y la temperatura de la unión ha superado los 120 °C.
Quinta columna:
En el chip Luminus Sensus Series, el flujo luminoso disminuyó un 15 % en comparación con 25 ℃, y la temperatura de la unión superó los 105 ℃.
Como se puede apreciar en las imágenes anteriores, si la iluminación en estado caliente disminuye un 20 % después de media hora en comparación con el estado frío, la temperatura de la unión ha superado el rango de tolerancia del chip. En consecuencia, se puede concluir que el sistema de refrigeración no cumple con los requisitos.
Por supuesto, esto ocurre en la mayoría de los casos, y todo tiene excepciones, como se muestra en la figura:
Por supuesto, para la mayoría de los LED, podemos utilizar el método de iluminación de media hora para determinar si son buenos o no, con una variación máxima del 20%.
¿Ya aprendiste? Cuando elijas lámparas en el futuro, debes prestar atención. No basta con fijarte en su apariencia; usa tu buen ojo para seleccionarlas.
Fecha de publicación: 24 de mayo de 2024
