Каждый раз, когда мы общаемся с клиентами, постоянно упоминается одно слово: гарантия. Каждый клиент хочет разный гарантийный срок: от двух до трех лет, а некоторые хотят пять лет.
Но на самом деле во многих случаях клиенты сами могут не знать, откуда берется этот гарантийный срок, или просто идут за толпой и думают, что на светодиоды должна быть гарантия на такой длительный срок.
Сегодня я познакомлю вас с миром светодиодов, чтобы узнать, как определяется и оценивается срок службы ламп.
Прежде всего, что касается светодиодов, то по внешнему виду можно с первого взгляда сказать, что они отличаются от традиционных источников света, поскольку почти все светодиоды имеют отличительную особенность –теплоотвод.
Различные радиаторы предназначены не для красоты светодиодных ламп, а для того, чтобы светодиоды работали лучше.
Тогда клиенты зададутся вопросом, почему в предыдущих источниках света редко использовались радиаторы, а в эпоху светодиодов радиаторы используются почти во всех лампах?
Поскольку предыдущие источники света излучали свет за счет теплового излучения, например, лампы накаливания, которые излучают свет за счет тепла, поэтому они не боятся тепла. Базовая структура светодиода представляет собой полупроводниковый PN-переход. Если температура будет немного выше, рабочие характеристики снизятся, поэтому рассеивание тепла очень важно для светодиодов.
Для начала давайте взглянем на состав и принципиальную схему светодиода.
Советы: Светодиодный чип будет выделять тепло во время работы. Мы называем температуру его внутреннего PN-перехода температурой перехода (Tj).
И, что самое главное, срок службы светодиодных ламп тесно связан с температурой перехода.
Концепция, которую нам необходимо понять: когда мы говорим о сроке службы светодиода, это не означает, что он полностью непригоден для использования, но когда светоотдача светодиода достигает 70%, мы обычно думаем, что «его срок службы закончился».
Как видно из приведенного выше рисунка, если температура перехода поддерживается на уровне 105°C, то световой поток светодиодной лампы уменьшится до 70%, когда светодиодная лампа будет использоваться в течение примерно 10 000 часов; а если температуру перехода поддерживать на уровне около 60°С, то время его работы составит около 100 000 часов + час, световой поток уменьшится до 70%. Срок службы лампы увеличивается в 10 раз.
В повседневной жизни мы чаще всего сталкиваемся с тем, что срок службы светодиодов составляет 50 000 часов, что на самом деле соответствует данным, когда температура перехода поддерживается на уровне 85°C.
Поскольку температура перехода играет такую важную роль в жизни светодиодных ламп, как снизить температуру перехода? Не волнуйтесь, давайте сначала посмотрим, как лампа рассеивает тепло. Поняв метод отвода тепла, вы, естественно, будете знать, как снизить температуру перехода.
Как лампы рассеивают тепло?
Во-первых, вам необходимо знать три основных способа передачи тепла: проводимость, конвекция и излучение.
Основными путями передачи тепла радиатора являются кондукционный и конвекционный отвод тепла, а также радиационный отвод тепла при естественной конвекции.
Основные принципы теплопередачи:
Проводимость: Способ распространения тепла вдоль объекта от более теплой части к более холодной.
Какие факторы влияют на теплопроводность?
① Теплопроводность теплоотводящих материалов
② Термическое сопротивление, обусловленное структурой рассеивания тепла.
③ Форма и размер теплопроводящего материала.
Радиация: Явление высокотемпературных объектов, излучающих тепло непосредственно наружу.
Какие факторы влияют на тепловое излучение?
① Термическое сопротивление окружающей среды и среды (в основном с учетом воздуха)
② Характеристики самого материала теплового излучения (обычно темные цвета излучают более сильно, но на самом деле передача излучения не особенно важна, поскольку температура лампы не слишком высока и излучение не очень сильное)
Конвекция: Способ передачи тепла потоком газа или жидкости.
Какие факторы влияют на тепловую конвекцию?
① Расход и скорость газа
② Удельная теплоемкость, скорость потока и объем жидкости.
В светодиодных лампах радиатор составляет большую часть стоимости лампы. Следовательно, с точки зрения конструкции радиатора, если материалы и конструкция недостаточно хороши, у лампы возникнет множество проблем после продажи.
Однако на самом деле это лишь предзнаменования, и сейчас в центре внимания.
Как потребитель, как вы оцениваете, хорошо ли рассеивается тепло лампы?
Самый профессиональный метод — это, конечно, использовать профессиональное оборудование для проведения испытаний температуры перехода.
Однако такое профессиональное оборудование может оказаться непосильным для обычных людей, поэтому все, что нам остается, — это использовать самый традиционный метод прикосновения к лампе для определения температуры.
Тогда возникает новый вопрос. Лучше чувствовать себя жарко или нет?
Если радиатор горячий при прикосновении к нему, это точно нехорошо.
Если радиатор горячий на ощупь, значит, система охлаждения неисправна. Либо радиатор имеет недостаточную теплоотдачу и тепло чипа не успевает рассеиваться; или эффективная площадь теплоотвода недостаточна, и имеются недостатки в конструктивном решении.
Даже если корпус лампы не горячий на ощупь, это не обязательно хорошо.
Когда светодиодная лампа работает правильно, хороший радиатор должен иметь более низкую температуру, но более холодный радиатор не обязательно является хорошим.
Чип не выделяет много тепла, хорошо проводит тепло, рассеивает достаточно тепла и не нагревается в руке. Это хорошая система охлаждения, единственный «недостаток» — это некоторая трата материала.
Если под подложкой есть загрязнения и нет хорошего контакта с радиатором, тепло не будет передаваться наружу и будет накапливаться на кристалле. На ощупь снаружи он не горячий, но чип внутри уже очень горячий.
Здесь хотелось бы порекомендовать полезный метод — «метод получасового освещения», чтобы определить, хороший ли отвод тепла.
Примечание: «Получасовой метод освещения» взят из статьи
Получасовой метод освещения:Как мы уже говорили ранее, обычно по мере увеличения температуры перехода светодиода световой поток уменьшается. Затем, измеряя изменение освещенности лампы, светящейся в том же положении, мы можем сделать вывод об изменении температуры перехода.
Сначала выберите место, не освещенное внешним светом, и зажгите лампу.
После освещения сразу возьмите люксметр и измерьте его, например 1000 лк.
Положение лампы и освещенности оставьте неизменным. Через полчаса повторите измерение с помощью измерителя освещенности. 500 лк означает, что световой поток упал на 50%. Внутри очень жарко. Если прикоснуться к внешней стороне, все еще в порядке. Это значит, что тепло не вышло. Разница.
Если измеренное значение составляет 900 лк, а освещенность падает всего на 10%, это означает, что это нормальные данные и теплоотдача очень хорошая.
Область применения «метода получасового освещения»: Перечисляем кривую изменения «световой поток в зависимости от температуры перехода» нескольких часто используемых микросхем. По этой кривой мы можем видеть, на сколько люмен упал световой поток, и можем косвенно узнать, на сколько градусов Цельсия поднялась температура перехода.
Столбец первый:
У чипа OSRAM S5 (30 30) световой поток упал на 20% по сравнению с 25°С, а температура перехода превысила 120°С.
Столбец второйo:
У чипа OSRAM S8 (50 50) световой поток упал на 20% по сравнению с 25°С, а температура перехода превысила 120°С.
Столбец третий:
У чипа OSRAM E5 (56 30) световой поток упал на 20% по сравнению с 25°C, а температура перехода превысила 140°C.
Столбец четвертый:
Для белого чипа OSLOM SSL 90 световой поток на 15% ниже, чем при 25°С, а температура перехода превысила 120°С.
Столбец пятый:
Чип Luminus Sensus Serise, световой поток упал на 15% по сравнению с 25 ℃, а температура перехода превысила 105 ℃.
Как видно из приведенных выше изображений, если освещенность в горячем состоянии через полчаса падает на 20% по сравнению с холодным состоянием, температура перехода практически превысила диапазон допуска микросхемы. В принципе можно судить о том, что система охлаждения некачественная.
Конечно, это большинство случаев, и во всем есть исключения, как показано на рисунке:
Конечно, для большинства светодиодов мы можем использовать метод получасового освещения, чтобы судить, хороший он или нет, с точностью до 20%.
Вы научились? Когда вы будете выбирать лампы в будущем, вам следует обратить на это внимание. Вы можете не просто смотреть на внешний вид ламп, а использовать зоркий глаз для выбора ламп.
Время публикации: 24 мая 2024 г.
