Sempre que nos comunicamos com os clientes, uma palavra é mencionada repetidamente: garantia. Cada cliente deseja um período de garantia diferente, que varia de dois a três anos, e alguns desejam cinco anos.
Mas, na verdade, em muitos casos, os próprios clientes podem não saber de onde vem esse tempo de garantia, ou simplesmente seguem a multidão e acham que os LEDs devem ter garantia por tanto tempo.
Hoje, vou levá-lo ao mundo do LED para descobrir como a vida útil das lâmpadas é definida e avaliada.
Em primeiro lugar, quando se trata de LEDs, em termos de aparência, podemos dizer à primeira vista que eles são diferentes das fontes de luz tradicionais, porque quase todos os LEDs têm uma característica distintiva -um dissipador de calor.
Vários dissipadores de calor não existem para a beleza das lâmpadas LED, mas para fazer com que os LEDs funcionem melhor.
Então os clientes se perguntarão por que as fontes de luz anteriores raramente usavam radiadores, mas na era do LED quase todas as lâmpadas usam radiadores?
Como as fontes de luz anteriores dependiam de radiação térmica para emitir luz, como as lâmpadas de filamento de tungstênio, que dependem do calor para emitir luz, elas não têm medo do calor. A estrutura básica do LED é uma junção PN semicondutora. Se a temperatura for ligeiramente mais alta, o desempenho de trabalho diminuirá, portanto, a dissipação de calor é muito importante para o LED.
Primeiro, vamos dar uma olhada na composição e no diagrama esquemático do LED
Dicas: O chip de LED gera calor durante o funcionamento. Referimo-nos à temperatura da sua junção PN interna como temperatura de junção (Tj).
E, o mais importante, a vida útil das lâmpadas LED está intimamente relacionada à temperatura da junção.
Um conceito que precisamos entender: quando falamos sobre a vida útil de um LED, isso não significa que ele seja completamente inutilizável, mas quando a saída de luz do LED atinge 70%, geralmente pensamos que "sua vida útil acabou".
Como pode ser visto na figura acima, se a temperatura da junção for controlada a 105 °C, o fluxo luminoso da lâmpada LED será atenuado para 70% quando a lâmpada LED for usada por cerca de 10.000 horas; e se a temperatura da junção for controlada a cerca de 60 °C, seu tempo de operação será de cerca de 100.000 horas + hora, o fluxo luminoso diminuirá para 70%. A vida útil da lâmpada é aumentada em 10 vezes.
No dia a dia, o que mais encontramos é que a vida útil do LED é de 50.000 horas, o que na verdade é um dado quando a temperatura da junção é controlada a 85°C.
Considerando que a temperatura da junção desempenha um papel tão importante na vida útil das lâmpadas LED, como reduzi-la? Não se preocupe, vamos primeiro dar uma olhada em como a lâmpada dissipa o calor. Depois de entender o método de dissipação de calor, você naturalmente saberá como reduzir a temperatura da junção.
Como as lâmpadas dissipam o calor?
Primeiro, você precisa conhecer as três formas básicas de transferência de calor: condução, convecção e radiação.
Os principais caminhos de transmissão do radiador são condução e dissipação de calor por convecção, e dissipação de calor por radiação sob convecção natural.
Princípios básicos da transferência de calor:
Condução: A maneira como o calor viaja ao longo de um objeto de uma parte mais quente para uma parte mais fria.
Quais são os fatores que afetam a condução de calor?
① Condutividade térmica dos materiais de dissipação de calor
② Resistência térmica causada pela estrutura de dissipação de calor
3. Forma e tamanho do material termicamente condutor
Radiação: O fenômeno de objetos de alta temperatura irradiando calor diretamente para fora.
Quais são os fatores que afetam a radiação térmica?
① Resistência térmica do ambiente e do meio circundante (considerando principalmente o ar)
② As características do próprio material de radiação térmica (geralmente as cores escuras irradiam com mais força, mas na verdade a transferência de radiação não é particularmente importante, porque a temperatura da lâmpada não é muito alta e a radiação não é muito forte)
Convecção: Um método de transferência de calor pelo fluxo de gás ou líquido.
Quais são os fatores que afetam a convecção térmica?
① Fluxo e velocidade do gás
② Capacidade térmica específica, velocidade do fluxo e volume do líquido
Em lâmpadas LED, o dissipador de calor representa grande parte do custo da lâmpada. Portanto, em termos da estrutura do radiador, se os materiais e o design não forem bons o suficiente, a lâmpada terá muitos problemas no pós-venda.
Mas, na verdade, isso é apenas um prenúncio, e agora é o foco.
Como consumidor, como você avalia se a dissipação de calor de uma lâmpada é boa ou não?
O método mais profissional é, obviamente, usar equipamento profissional para realizar testes de temperatura de junção.
No entanto, esses equipamentos profissionais podem ser proibitivos para pessoas comuns, então tudo o que nos resta é usar o método mais tradicional de tocar a lâmpada para sentir a temperatura.
Surge então uma nova questão: é melhor sentir calor ou não?
Se o radiador estiver quente quando você tocá-lo, definitivamente não é bom.
Se o radiador estiver quente ao toque, o sistema de arrefecimento deve estar com defeito. Ou o radiador tem capacidade de dissipação de calor insuficiente e o calor do chip não pode ser dissipado a tempo; ou a área efetiva de dissipação de calor não é suficiente e há deficiências no projeto estrutural.
Mesmo que o corpo da lâmpada não esteja quente ao toque, isso não é necessariamente bom.
Quando a lâmpada LED está funcionando corretamente, um bom radiador deve ter uma temperatura mais baixa, mas um radiador mais frio não é necessariamente um bom radiador.
O chip não gera muito calor, conduz bem, dissipa calor suficiente e não esquenta muito na mão. É um bom sistema de resfriamento, a única "desvantagem" é que é um desperdício de material.
Se houver impurezas sob o substrato e não houver um bom contato com o dissipador de calor, o calor não será transferido para fora e se acumulará no chip. A parte externa não está quente ao toque, mas o chip interno já está muito quente.
Aqui, gostaria de recomendar um método útil - o "método de iluminação de meia hora" para determinar se a dissipação de calor é boa.
Nota: “Método de iluminação de meia hora” vem do artigo
Método de iluminação de meia hora:Como dissemos anteriormente, geralmente, à medida que a temperatura da junção do LED aumenta, o fluxo luminoso diminui. Portanto, medindo a variação da iluminação da lâmpada que brilha na mesma posição, podemos inferir a variação da temperatura da junção.
Primeiro, escolha um local que não seja perturbado pela luz externa e acenda a lâmpada.
Após acender, pegue imediatamente um fotômetro e meça, por exemplo 1000 lx.
Mantenha a posição da lâmpada e do iluminômetro inalterada. Após meia hora, use o iluminômetro para medir novamente. 500 lx significa que o fluxo luminoso caiu 50%. O interior está extremamente quente. Se você tocar na parte externa, ainda está bom. Isso significa que o calor não saiu. Diferença.
Se o valor medido for 900 lx e a iluminação cair apenas 10%, significa que é um dado normal e a dissipação de calor é muito boa.
Âmbito de aplicação do "método de iluminação de meia hora": Enumeramos a curva de variação "fluxo luminoso versus temperatura da junção" de vários chips comumente utilizados. A partir dessa curva, podemos ver quantos lúmens o fluxo luminoso caiu e, indiretamente, podemos saber quantos graus Celsius a temperatura da junção subiu.
Coluna um:
Para o chip OSRAM S5 (30 30), o fluxo luminoso caiu 20% em comparação a 25°C, e a temperatura da junção ultrapassou 120°C.
Coluna doiso:
Para o chip OSRAM S8 (50 50), o fluxo luminoso caiu 20% em comparação a 25°C, e a temperatura da junção excedeu 120°C.
Coluna três:
Para o chip OSRAM E5 (56 30), o fluxo luminoso caiu 20% em comparação a 25°C, e a temperatura da junção ultrapassou 140°C.
Coluna quatro:
Para o chip branco OSLOM SSL 90, o fluxo luminoso é 15% menor do que a 25°C, e a temperatura da junção excedeu 120°C.
Coluna cinco:
No chip Luminus Sensus Serise, o fluxo luminoso caiu 15% em comparação com 25°C, e a temperatura da junção excedeu 105°C.
Como pode ser visto nas imagens acima, se a iluminação no estado quente cair 20% após meia hora em comparação com o estado frio, a temperatura da junção basicamente excedeu a faixa de tolerância do chip. Basicamente, pode-se concluir que o sistema de resfriamento não é adequado.
Claro que essa é a maioria dos casos, e tudo tem exceções, como mostra a figura:
Claro, para a maioria dos LEDs, podemos usar o método de iluminação de meia hora para julgar se ele é bom ou não com uma queda de 20%.
Você aprendeu? Ao escolher luminárias no futuro, preste atenção. Você não pode apenas olhar para a aparência das luminárias, mas usar seu olhar atento para selecionar as luminárias.
Horário de publicação: 24 de maio de 2024
