Категорије: Истакнути чланци » Извори светлости
Број прегледа: 3486
Коментари на чланак: 0

Проблем прегревања ЛЕД светла и решења за осветљење

 

У поређењу са изворима светлости који брзо бледе, ЛЕД извори имају само један, али врло озбиљан недостатак. Њихова трајност и поузданост у великој мери зависе од ефикасности одвајања топлоте од компоненти које емитују светлост. Стога је заштитни круг ЛЕД-а од прегревања важан састојак сваког висококвалитетног ЛЕД система осветљења.

Просечно осветљење лед десет пута супериорнија у енергетској ефикасности (рентабилности) од традиционалне сијалице са жарном нити. Међутим, ако ЛЕД није инсталиран на радијатор довољне површине, онда ће највероватније пропасти. Опште је прихваћено, без урањања у детаље, да ефикаснији ЛЕД за осветљење треба ефикасније расипање топлоте од класичних.

Погледајмо ипак проблем дубље. Процењиваћемо две лампе: прва је халогена, друга је ЛЕД. А након тога - обратимо пажњу на начине очувања трајности ЛЕД-ова и продужавања живота својих возача. Чињеница је да би заштитни дио ЛЕД освјетљења требао осигурати сигуран рад и ЛЕД и возачких кругова.

На пример, имамо два светла. Оба уређаја дају снагу светлости од 10 вати. Једина разлика је у томе што халогени рефлектор захтева 100 вати електричне енергије, а ЛЕД само 30 вати.

Знамо да су ЛЕД-ови око 10 пута ефикаснији у произведеној светлости, али у стварности су изузетно осетљиви на високе температуре, па је стога температурни режим у коме је претварање енергије електричне струје у светло веома важно.

ЛЕД светла од 30 В

За лампу са халогеном лампом, радна температура чак и од +400 ° Ц је сигурна норма, док је за ЛЕД светла температура кристала од +115 ° Ц већ критично опасна, а максимална температура кућишта диоде је само +90 ° Ц. Због тога се ЛЕД не сме прегревати, а за то постоји неколико разлога.

Са повећањем температуре преласка светлости, ефикасност светлости ЛЕД опада, а то зависи и од дизајна ЛЕД-а и од стања околине. Штавише, ЛЕД-ови се у принципу разликују у коефицијенту негативне температуре директног пада напона преко спојнице. То значи да с порастом температуре прелаза, директни пад напона преко ње опада. Обично овај коефицијент варира од -3 до -6 мВ / К.

Дакле, ако је на 25 ° Ц директни пад напона преко ЛЕД-а 3,3 В, тада ће на 75 ° Ц већ бити 3 или мање волти. А ако ЛЕД покретач не смањи напон на свим склопним ЛЕД-има како температура расте, тада ће се у једном фином тренутку струја одржавати неадекватно висока, што ће довести до прегревања, преоптерећења, даљег пада директног пада напона и још бржег пораста температуре кристала. Јефтине ЛЕД лампе са отпорним ограничењем струје често показују овај недостатак у најнеочекиванијем тренутку.

Толеранције за флуктуације напона напајања у комбинацији са разликама у директном паду напона на ЛЕД (у фази производње, ЛЕД нису идеално идентичне у овом параметру), а због негативног температурног коефицијента пада напона - у било ком тренутку ови фактори заједно могу да проузрокују кршење безбедности Режим рада ЛЕД-а и изазива превртање до самоуништења.

Наравно, ако је дизајн ЛЕД лампе (посебно радијатора) довољно поуздан, тада се могу занемарити краткорочне капљице осветљења, јер су врло ретке и ове прегријавања су краткотрајне. Али ако је прегревање непрекидно, пораст температуре се одмах претвара у стварну претњу за лампу.

Снажни ЛЕД на радијатору

Разлози за неуспјех ЛЕД диода када се прегријавају

Прегревањем се ЛЕД-ови уништавају из више разлога. Први разлог је промена механичког напрезања унутар кристала који емитује светлост и монолитног ЛЕД склопа. Друго је кршење непропусности, продирања влаге и оксидације. Заштитни епоксидни слој се разграђује, на границама долази до деламинације, а кристални контакти подвргавају се корозији.

Треће, повећање броја дислокација у кристалу доводи до промене струјних путања и појаве тачака вишка густине струје и, следствено томе, до прегревања тих тачака. Најзад - феномен дифузије метала на контактима на повишеним температурама, што у коначници доводи и до неискоришћења ЛЕД-а.

Програмери за ЛЕД се труде да максимално смање ове факторе неуспеха, и зато све време технолошки побољшавају производни процес. Ипак, због прегревања, кварови су и даље неизбежни, мада постају ређи и побољшани производни процеси.

ЛЕД грејање

Механички притисак је најчешћи узрок превременог квара ЛЕД-ова. Дно црта је да се при прегријавању заптивач омекшава, електрични контакти и повезујући проводници се премјештају из „творничког“ положаја, а када се температура коначно спусти, настаје хлађење и поновно се очврсне, а истовремено притисне на већ помало помакнуте спојеве, што на крају доводи до очигледног кршења иницијално уједначене проводљивости. Срећом, ЛЕД диоде направљене без прикључних водича практично су лишене овог недостатка.

Лепљени спојеви између ЛЕД и подлоге такође имају сличан проблем. Редовити циклични, невидљиви за око, завршава омекшавање и стврдњавање са појавом пукотина у привезама и кршењем почетног контакта. Зато се ЛЕД кварови јављају због отвореног круга, а та празнина се често не види. Да бисте спречили овај проблем, можете да смањите разлику између сигурне радне температуре ЛЕД-а и температуре околине.

Снажне ЛЕД диоде (троше више електричне енергије) дају више свјетла, али њихов свјетлосни учинак је и даље ограничен. Због тога потрошачи и произвођачи често имају опасно искушење да ЛЕД лампицама у лампици раде пуном снагом како би добили максимално могуће осветљење. Али заиста је опасно ако не обезбедите довољно ефикасно хлађење.

Наравно, дизајнери желе да направе елегантне чворове занимљивих облика, али понекад заборављају да је потребно да се обезбеди адекватно кретање ваздуха и адекватно расипање топлоте - ово је често најважније за ЛЕД диоде, након стабилног и висококвалитетног извора напајања.

Да, и директна инсталација ЛЕД светла је важна. Ако је једна лампица постављена изнад друге као снажна, проток ваздуха из доње лампе може се успорити горњим, па ће доња бити у лошијим температурним условима. Или, на пример, топлотна изолација у зиду или на плафону просторије може ометати расипање топлоте, чак и ако су током пројектовања лампе сви топлотни прорачуни изведени савршено и технолошки изведени што је могуће коректније. Свеједно, вероватноћа неуспеха расте једноставно због осипа и неписмене инсталације готовог производа.

Једно од вредних решења проблема прегревања ЛЕД-ова је укључивање температурне заштите у возачком кругу са повратном информацијом тачно према температури. Када се температура емитора из неког разлога опасно повећа - да се смањи снага, како би се температура одржала у сигурном опсегу, струја се аутоматски смањује.

Најједноставније решење је додавање у круг. позитивни температурни коефицијент термистор (Могуће је са негативним коефицијентом температуре, али тада би круг требао обрнути сигнал у повратном кругу).


Пример топлотне заштите помоћу термистора

На пример, размотрите склоп заснован на специјализованом микроконтролеру са кругом који ограничава струју. Када температура порасте изнад одређеног прага (постављеног термистором и отпорницима), термистор са позитивним коефицијентом отпора, постављен на хладњак заједно са ЛЕД-има, повећава свој отпор, што доводи до одговарајућег смањења струје у излазном кругу возача.

С тим у вези, возачки кругови са контролом светлости су веома погодни ПВМ (импулса ширина пулса), која вам омогућава да истовремено и ручно подесите светлост и заштитите ЛЕД од прегревања.

Пример топлотне заштите помоћу термистора

Раствор са термистором је погодан у томе што ће се промена струје, а самим тим и пад светлине, догодити у таквој шеми глатко, невидљиво очима и нервном систему, што значи да ништа неће трептати и неће изазвати иритацију код људи и животиња у околини. Температура горње границе једноставно се одређује избором термистора и отпорника. Ово је много боље од решења са температурним сензорима, који једноставно оштро отварају круг и чекају да се радијатор охлади, а затим поново укључите осветљење при пуној светлости.

Специјализовани ЛЕД чипови за возаченаравно, коштати новца, али поузданост и трајност лампе добијене заузврат ће више пута платити ову инвестицију.

Вриједно је запамтити да се, под нормалним температурним условима рада ЛЕД-ова, њихов радни век мери у десетинама хиљада сати, а онда питања у вези са материјалним трошковима „исправног“ возача нестају сама од себе.

Важно је само да возачу обезбедите константно ниску температуру, јер то једноставно не треба да га постављате близу радијатора ЛЕД-ова. Погрешно раде они који се труде да запечате постављање компоненти унутар пројектора. Кућиште возача је боље приказати као засебну јединицу. Овде су сигурност и опрезност кључни за трајност ЛЕД диода.

Најбољи микроелементи за управљање напајањем ЛЕД диода опремљени су унутрашњим круговима за заштиту од сопственог прегревања у случају да микроконтролер, због дизајнерских разлога произвођача софтвера, ипак буде смештен у истом кућишту са приметно грејним компонентама, попут радијатора. Али боље је не дозволити да се микро круг прегрева изнад 70 ° Ц и опремити га сопственим радијатором. Тада ће и ЛЕД и микро-склоп возача живети дуже.

Зависност ЛЕД струје од температуре радијатора

Решење које користи два серијски повезана термистора у термички заштитном кругу може бити занимљиво. То ће бити различити термистори, пошто су границе сигурне температуре за микро круг и за ЛЕД диоде различите. Али резултат ће бити постигнут оним што је потребно - глатком контролом осветљења и када се возач прегрева, и када се ЛЕД прегревају.

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Шта је деградација ЛЕД-а?
  • Како одабрати прави управљачки програм за ЛЕД
  • Како одабрати напајање за ЛЕД диоде
  • Која је разлика између напајања и драјвера за ЛЕД: теорија и пракса, ...
  • Предности ЛЕД расвете

  •