Ogni volta che comunichiamo con i clienti, una parola viene ripetuta più volte: garanzia. Ogni cliente desidera un periodo di garanzia diverso, che va da due a tre anni, e alcuni ne richiedono cinque.
Ma in realtà, in molti casi, i clienti stessi potrebbero non sapere da dove deriva questo periodo di garanzia, oppure semplicemente seguono la massa e pensano che i LED debbano essere garantiti per un periodo così lungo.
Oggi vi porterò nel mondo dei LED per scoprire come viene definita e valutata la durata delle lampade.
Innanzitutto, quando si parla di LED, in termini di aspetto, possiamo dire a colpo d'occhio che sono diversi dalle fonti luminose tradizionali, perché quasi tutti i LED hanno una caratteristica distintiva:un dissipatore di calore.
I vari dissipatori di calore non servono per abbellire le lampade a LED, ma per farle funzionare meglio.
Allora i clienti si chiederanno perché le precedenti fonti luminose raramente utilizzavano radiatori, mentre nell'era dei LED quasi tutte le lampade utilizzano radiatori?
Poiché le precedenti sorgenti luminose si basavano sulla radiazione termica per emettere luce, come le lampade a filamento di tungsteno, che sfruttano il calore per emettere luce, non temono il calore. La struttura di base del LED è una giunzione PN a semiconduttore. Se la temperatura è leggermente superiore, le prestazioni operative diminuiscono, quindi la dissipazione del calore è molto importante per i LED.
Per prima cosa, diamo un'occhiata alla composizione e allo schema elettrico del LED
Suggerimenti: il chip LED genera calore durante il funzionamento. La temperatura della giunzione PN interna viene definita temperatura di giunzione (Tj).
E, cosa più importante, la durata delle lampade a LED è strettamente correlata alla temperatura di giunzione.
Un concetto che dobbiamo capire: quando parliamo della durata di un LED, non significa che sia completamente inutilizzabile, ma quando la resa luminosa del LED raggiunge il 70%, generalmente pensiamo che "la sua durata sia terminata".
Come si può vedere dalla figura sopra, se la temperatura di giunzione è controllata a 105 °C, il flusso luminoso della lampada LED si attenuerà al 70% quando la lampada LED viene utilizzata per circa 10.000 ore; e se la temperatura di giunzione è controllata a circa 60 °C, il suo tempo di funzionamento sarà di circa 100.000 ore + ora, il flusso luminoso diminuirà al 70%. La durata della lampada aumenta di 10 volte.
Nella vita quotidiana, ciò che più spesso riscontriamo è che la durata di vita dei LED è di 50.000 ore, un dato che si ottiene quando la temperatura di giunzione è mantenuta a 85°C.
Poiché la temperatura di giunzione gioca un ruolo così importante nella durata delle lampade a LED, come si può ridurre la temperatura di giunzione? Niente paura, diamo prima un'occhiata a come la lampada dissipa il calore. Dopo aver compreso il metodo di dissipazione del calore, saprete naturalmente come ridurre la temperatura di giunzione.
Come dissipano il calore le lampade?
Per prima cosa, è necessario conoscere i tre metodi fondamentali di trasmissione del calore: conduzione, convezione e irraggiamento.
I principali percorsi di trasmissione del radiatore sono la dissipazione del calore per conduzione e convezione e la dissipazione del calore per radiazione mediante convezione naturale.
Principi fondamentali del trasferimento di calore:
Conduzione: Il modo in cui il calore si propaga lungo un oggetto da una parte più calda a una più fredda.
Quali sono i fattori che influenzano la conduzione del calore?
① Conduttività termica dei materiali di dissipazione del calore
② Resistenza termica causata dalla struttura di dissipazione del calore
③ Forma e dimensione del materiale termicamente conduttivo
Radiazione: Il fenomeno per cui oggetti ad alta temperatura irradiano calore direttamente verso l'esterno.
Quali sono i fattori che influenzano la radiazione termica?
① Resistenza termica dell'ambiente circostante e del mezzo (considerando principalmente l'aria)
② Le caratteristiche del materiale di radiazione termica stesso (generalmente i colori scuri irradiano con più forza, ma in realtà il trasferimento della radiazione non è particolarmente importante, perché la temperatura della lampada non è troppo alta e la radiazione non è molto forte)
Convezione: Un metodo per trasferire calore tramite il flusso di gas o liquido.
Quali sono i fattori che influenzano la convezione termica?
① Flusso e velocità del gas
② Capacità termica specifica, velocità di flusso e volume del liquido
Nelle lampade a LED, il dissipatore di calore rappresenta una parte importante del costo della lampada. Pertanto, in termini di struttura del radiatore, se i materiali e il design non sono sufficientemente buoni, la lampada avrà molti problemi post-vendita.
Tuttavia, in realtà, queste sono solo delle anticipazioni, ora è il momento di concentrarsi.
Come consumatore, come fai a valutare se la dissipazione del calore di una lampada è buona o meno?
Il metodo più professionale è ovviamente quello di utilizzare attrezzature professionali per eseguire test sulla temperatura di giunzione.
Tuttavia, per la gente comune, tali apparecchiature professionali potrebbero risultare proibitive, quindi non ci resta che utilizzare il metodo più tradizionale, ovvero toccare la lampada per rilevarne la temperatura.
Poi sorge una nuova domanda: è meglio avere caldo o no?
Se il radiatore è caldo quando lo tocchi, sicuramente non va bene.
Se il radiatore è caldo al tatto, il sistema di raffreddamento deve essere difettoso. O il radiatore ha una capacità di dissipazione del calore insufficiente e il calore del chip non può essere dissipato in tempo; oppure l'area di dissipazione del calore effettiva non è sufficiente e ci sono carenze nella progettazione strutturale.
Anche se il corpo della lampada non è caldo al tatto, non è detto che sia buono.
Se la lampada a LED funziona correttamente, un buon radiatore deve avere una temperatura più bassa, ma un radiatore più freddo non è necessariamente un buon radiatore.
Il chip non genera molto calore, è ben conduttore, dissipa abbastanza calore e non risulta eccessivamente caldo al tatto. È un buon sistema di raffreddamento, l'unico "svantaggio" è che comporta un po' di spreco di materiale.
Se ci sono impurità sotto il substrato e non c'è un buon contatto con il dissipatore, il calore non verrà trasferito all'esterno e si accumulerà sul chip. L'esterno non è caldo al tatto, ma il chip all'interno è già molto caldo.
Vorrei qui consigliare un metodo utile, il "metodo dell'illuminazione di mezz'ora", per determinare se la dissipazione del calore è buona.
Nota: "Metodo di illuminazione di mezz'ora" proviene dall'articolo
Metodo di illuminazione di mezz'ora:Come abbiamo detto prima, generalmente all'aumentare della temperatura di giunzione del LED, il flusso luminoso diminuisce. Quindi, finché misuriamo la variazione di illuminazione della lampada che illumina la stessa posizione, possiamo dedurre la variazione della temperatura di giunzione.
Per prima cosa, scegli un posto che non sia disturbato dalla luce esterna e accendi la lampada.
Dopo aver acceso la luce, prendi subito un esposimetro e misuralo, ad esempio 1000 lx.
Mantenere invariata la posizione della lampada e dell'illuminatore. Dopo mezz'ora, utilizzare l'illuminatore per effettuare una nuova misurazione. 500 lx significa che il flusso luminoso è diminuito del 50%. L'interno è estremamente caldo. Se si tocca l'esterno, è ancora a posto. Significa che il calore non è fuoriuscito. Differenza.
Se il valore misurato è 900 lx e l'illuminazione diminuisce solo del 10%, significa che si tratta di un dato normale e che la dissipazione del calore è molto buona.
Ambito di applicazione del "metodo di illuminazione di mezz'ora": enumeriamo la curva di variazione del "flusso luminoso in funzione della temperatura di giunzione" di diversi chip comunemente utilizzati. Da questa curva, possiamo vedere di quanti lumen è diminuito il flusso luminoso e possiamo sapere indirettamente di quanti gradi Celsius è aumentata la temperatura di giunzione.
Colonna uno:
Per il chip OSRAM S5 (30 30), il flusso luminoso è diminuito del 20% rispetto ai 25°C e la temperatura di giunzione ha superato i 120°C.
Colonna two:
Per il chip OSRAM S8 (50 50), il flusso luminoso è diminuito del 20% rispetto ai 25°C e la temperatura di giunzione ha superato i 120°C.
Colonna tre:
Per il chip OSRAM E5 (56 30), il flusso luminoso è diminuito del 20% rispetto ai 25°C e la temperatura di giunzione ha superato i 140°C.
Colonna quattro:
Per il chip bianco OSLOM SSL 90, il flusso luminoso è inferiore del 15% rispetto a quello a 25°C e la temperatura di giunzione ha superato i 120°C.
Colonna cinque:
Chip Luminus Sensus Serise, il flusso luminoso è diminuito del 15% rispetto ai 25℃ e la temperatura di giunzione ha superato i 105℃.
Come si può vedere dalle immagini sopra, se l'illuminazione a caldo diminuisce del 20% dopo mezz'ora rispetto allo stato freddo, la temperatura di giunzione ha sostanzialmente superato l'intervallo di tolleranza del chip. Si può quindi concludere che il sistema di raffreddamento non è idoneo.
Naturalmente, questa è la maggior parte dei casi, e tutto ha le sue eccezioni, come mostrato nella figura:
Naturalmente, per la maggior parte dei LED, possiamo usare il metodo di illuminazione di mezz'ora per giudicare se sono buoni o meno entro un calo del 20%.
Hai imparato? Quando in futuro sceglierai le lampade, dovrai prestare attenzione. Non puoi limitarti a guardare l'aspetto delle lampade, ma usa la tua vista acuta per selezionarle.
Data di pubblicazione: 24-05-2024
