À chaque fois que nous communiquons avec nos clients, un mot revient sans cesse : la garantie. Chaque client souhaite une durée de garantie différente, allant de deux à trois ans, voire cinq ans.
Mais en fait, dans de nombreux cas, les clients eux-mêmes ne savent peut-être pas d'où vient cette période de garantie, ou ils suivent simplement la foule et pensent que les LED devraient être garanties aussi longtemps.
Aujourd’hui, je vais vous emmener dans le monde des LED pour découvrir comment la durée de vie des lampes est définie et jugée.
Tout d’abord, en ce qui concerne les LED, en termes d’apparence, nous pouvons dire en un coup d’œil qu’elles sont différentes des sources lumineuses traditionnelles, car presque toutes les LED ont une caractéristique distinctive -un dissipateur thermique.
Les différents dissipateurs thermiques ne servent pas à embellir les lampes LED, mais à améliorer le fonctionnement des LED.
Les clients se demanderont alors pourquoi les sources lumineuses précédentes utilisaient rarement des radiateurs, mais à l’ère des LED, presque toutes les lampes utilisent des radiateurs ?
Les sources lumineuses précédentes, comme les lampes à filament de tungstène, s'appuyant sur le rayonnement thermique pour émettre de la lumière, ne craignent pas la chaleur. La structure de base des LED est une jonction PN semi-conductrice. Une température légèrement supérieure diminue les performances de fonctionnement ; la dissipation thermique est donc essentielle pour les LED.
Tout d’abord, examinons la composition et le schéma de principe des LED.
Conseils : La puce LED génère de la chaleur lorsqu'elle fonctionne. La température de sa jonction PN interne est appelée température de jonction (Tj).
Et, plus important encore, la durée de vie des lampes LED est étroitement liée à la température de jonction.
Un concept qu'il faut comprendre : lorsque l'on parle de la durée de vie d'une LED, cela ne signifie pas qu'elle est complètement inutilisable, mais lorsque le rendement lumineux de la LED atteint 70 %, on pense généralement que « sa durée de vie est terminée ».
Comme le montre la figure ci-dessus, si la température de jonction est maintenue à 105 °C, le flux lumineux de la lampe LED sera réduit de 70 % après environ 10 000 heures d'utilisation ; si la température de jonction est maintenue à environ 60 °C, le flux lumineux sera réduit de 70 % après environ 100 000 heures d'utilisation. La durée de vie de la lampe est ainsi décuplée.
Dans la vie quotidienne, ce que nous rencontrons le plus souvent est que la durée de vie des LED est de 50 000 heures, ce qui est en fait une donnée lorsque la température de jonction est contrôlée à 85 °C.
La température de jonction jouant un rôle crucial dans la durée de vie des lampes LED, comment la réduire ? Pas d'inquiétude, examinons d'abord comment la lampe dissipe la chaleur. Après avoir compris le mécanisme de dissipation thermique, vous saurez naturellement comment réduire la température de jonction.
Comment les lampes dissipent-elles la chaleur ?
Tout d’abord, vous devez connaître les trois principaux modes de transfert de chaleur : la conduction, la convection et le rayonnement.
Les principaux chemins de transmission du radiateur sont la dissipation de la chaleur par conduction et convection, et la dissipation de la chaleur par rayonnement sous convection naturelle.
Principes de base du transfert de chaleur :
Conduction: La façon dont la chaleur se propage le long d’un objet d’une partie plus chaude à une partie plus froide.
Quels sont les facteurs qui affectent la conduction thermique ?
1 Conductivité thermique des matériaux de dissipation thermique
2. Résistance thermique causée par la structure de dissipation thermique
③ Forme et taille du matériau thermoconducteur
Radiation: Phénomène par lequel des objets à haute température rayonnent de la chaleur directement vers l'extérieur.
Quels sont les facteurs qui affectent le rayonnement thermique ?
1 Résistance thermique du milieu environnant et du milieu (principalement en considérant l'air)
2. Les caractéristiques du matériau de rayonnement thermique lui-même (généralement les couleurs sombres rayonnent plus fort, mais en fait le transfert de rayonnement n'est pas particulièrement important, car la température de la lampe n'est pas trop élevée et le rayonnement n'est pas très fort)
Convection: Méthode de transfert de chaleur par le flux de gaz ou de liquide.
Quels sont les facteurs qui affectent la convection thermique ?
1 Débit et vitesse du gaz
2. Capacité thermique spécifique, vitesse d'écoulement et volume de liquide
Dans les lampes LED, le dissipateur thermique représente une part importante du coût de la lampe. Par conséquent, si la structure du radiateur est mal conçue et que les matériaux utilisés ne sont pas de qualité suffisante, la lampe rencontrera de nombreux problèmes après-vente.
Mais en réalité, ce ne sont là que des préfigurations, et c'est maintenant que se concentre l'attention.
En tant que consommateur, comment jugez-vous si la dissipation thermique d’une lampe est bonne ou non ?
La méthode la plus professionnelle consiste bien sûr à utiliser un équipement professionnel pour effectuer des tests de température de jonction.
Cependant, un tel équipement professionnel peut être prohibitif pour les gens ordinaires, il ne nous reste donc plus qu'à utiliser la méthode la plus traditionnelle qui consiste à toucher la lampe pour détecter la température.
Une nouvelle question se pose alors : est-il préférable d’avoir chaud ou non ?
Si le radiateur est chaud lorsque vous le touchez, ce n'est certainement pas bon.
Si le radiateur est chaud au toucher, le système de refroidissement est défectueux. Soit la capacité de dissipation thermique du radiateur est insuffisante, ce qui empêche la dissipation rapide de la chaleur de la puce ; soit la surface de dissipation thermique effective est insuffisante, ce qui entraîne des défauts de conception structurelle.
Même si le corps de la lampe n'est pas chaud au toucher, ce n'est pas forcément bon.
Lorsque la lampe LED fonctionne correctement, un bon radiateur doit avoir une température plus basse, mais un radiateur plus froid n'est pas forcément un bon radiateur.
La puce ne génère pas beaucoup de chaleur, conduit bien, dissipe suffisamment la chaleur et ne chauffe pas trop en main. C'est un bon système de refroidissement, mais son seul inconvénient est qu'il représente un léger gaspillage de matériau.
S'il y a des impuretés sous le substrat et que le contact avec le dissipateur thermique est mauvais, la chaleur ne sera pas transférée et s'accumulera sur la puce. L'extérieur n'est pas chaud au toucher, mais l'intérieur de la puce est déjà très chaud.
Ici, je voudrais recommander une méthode utile - la « méthode d'éclairage d'une demi-heure » pour déterminer si la dissipation thermique est bonne.
Remarque : « Méthode d'éclairage d'une demi-heure » provient de l'article
Méthode d'éclairage d'une demi-heure :Comme indiqué précédemment, généralement, lorsque la température de jonction d'une LED augmente, le flux lumineux diminue. Ainsi, en mesurant la variation d'éclairement de la lampe située au même endroit, nous pouvons en déduire la variation de la température de jonction.
Tout d’abord, choisissez un endroit qui n’est pas perturbé par la lumière extérieure et allumez la lampe.
Après l'allumage, prenez immédiatement un luxmètre et mesurez-le, par exemple 1000 lx.
Maintenez la position de la lampe et de l'éclairementmètre inchangés. Après une demi-heure, utilisez l'éclairementmètre pour effectuer une nouvelle mesure. 500 lx signifie que le flux lumineux a diminué de 50 %. L'intérieur est extrêmement chaud. Si vous touchez l'extérieur, il est encore intact. Cela signifie que la chaleur n'est pas sortie. Différence.
Si la valeur mesurée est de 900 lx et que l'éclairage ne baisse que de 10 %, cela signifie qu'il s'agit d'une donnée normale et que la dissipation thermique est très bonne.
Champ d'application de la méthode d'éclairage d'une demi-heure : nous énumérons la courbe d'évolution du flux lumineux en fonction de la température de jonction de plusieurs puces couramment utilisées. Cette courbe permet de déterminer la baisse du flux lumineux en lumens et, indirectement, de connaître l'augmentation de la température de jonction en degrés Celsius.
Colonne 1 :
Pour la puce OSRAM S5 (30 30), le flux lumineux a chuté de 20% par rapport à 25°C, et la température de jonction a dépassé 120°C.
Colonne deuxo:
Pour la puce OSRAM S8 (50 50), le flux lumineux a chuté de 20% par rapport à 25°C, et la température de jonction a dépassé 120°C.
Colonne trois :
Pour la puce OSRAM E5 (56 30), le flux lumineux a chuté de 20% par rapport à 25°C, et la température de jonction a dépassé 140°C.
Colonne quatre :
Pour la puce blanche OSLOM SSL 90, le flux lumineux est inférieur de 15 % à celui à 25 °C et la température de jonction a dépassé 120 °C.
Cinquième colonne :
Puce Luminus Sensus Serise, le flux lumineux a chuté de 15 % par rapport à 25 ℃ et la température de jonction a dépassé 105 ℃.
Comme le montrent les images ci-dessus, si l'éclairage à chaud diminue de 20 % après une demi-heure par rapport à l'état froid, la température de jonction dépasse largement la plage de tolérance de la puce. On peut donc conclure que le système de refroidissement est défectueux.
Bien sûr, c'est la majorité des cas, et tout a des exceptions, comme le montre la figure :
Bien sûr, pour la plupart des LED, nous pouvons utiliser la méthode d'éclairage d'une demi-heure pour juger si elle est bonne ou non dans une baisse de 20 %.
Avez-vous appris ? Lorsque vous choisirez des lampes, soyez attentif. Ne vous contentez pas de regarder l'apparence des lampes, mais utilisez votre œil averti pour les choisir.
Date de publication : 24 mai 2024
