Модерно осветљење је револуционисано захваљујући-технологији светлећих диода (ЛЕД), која обезбеђује енергетску ефикасност, издржљивост и разноврсност. Предмет да лиЛЕД светлаМеђутим, и даље се често пита како се прегревају и како контролишу топлотну снагу у поређењу са сијалицама са жарном нити или флуоресцентним сијалицама. Иако се ЛЕД диоде често промовишу као „кул“ опције осветљења, производња топлоте је и даље могућа. Овај чланак упоређује управљање топлотом ЛЕД диода са оним код конвенционалних сијалица, истражује науку која лежи у основи производње топлоте ЛЕД диода и разматра последице по животни век, перформансе и безбедност.
Како функционишу ЛЕД диоде за{0}}генерисање топлоте?
ЛЕД диоде заиста генеришу топлоту, за разлику од онога што многи људи мисле, али њихов рад се веома разликује од оних претходних технологија осветљења.
Наука о стварању топлоте из ЛЕД диода
Електролуминисценција, процес у коме електрична енергија тече кроз полупроводнички материјал, активирајући електроне и ослобађајући фотоне (светлост), је начин на који ЛЕД диоде производе светлост. Међутим, није сва енергија трансформисана у светлост. Полупроводнички спој, који је центар ЛЕД чипа, је место где се око 70–80% електричне енергије у ЛЕД диодама претвара у топлоту. Да би диода функционисала и избегла оштећења, ову топлоту треба ослободити.
Важне разлике од старијих сијалица
Волфрамове нити се загревају док не засијају у сијалицама са жарном нити. Они губе више од 90% своје енергије у облику топлоте која емитује као инфрацрвено зрачење. Постоји опасност од опекотина јер се стаклена сијалица прилично загрева.
Флуоресцентна светла: Флуоресцентна светла емитују светлост употребом фосфорних премаза и живине паре. Отприлике 80% њихове енергије се губи као топлота, која се производи на електродама и кроз баласт.
ЛЕД диоде генеришу мање отпадне топлоте у целини, али због њихове мале величине, топлота је концентрисана на споју, што захтева софистицирано управљање топлотом како би се спречио рани квар.
ЛЕД термално управљање у поређењу са конвенционалним сијалицама
На дуговечност, безбедност и ефикасност система осветљења утиче начин на који се топлота контролише.
1. ЛЕД расипање топлоте
Да би уклонили топлоту из полупроводника, ЛЕД диоде користе и пасивне и активне технике хлађења:
Расхладни елементи: Расхладни елементи направљени од бакра или алуминијума користе проводљивост да апсорбују и дистрибуирају топлоту. Њихови ребрасти дизајни оптимизују површину протока ваздуха.
Термални јастучићи и лепкови: Ове супстанце повећавају пренос топлоте побољшавајући контакт између ЛЕД чипа и хладњака.
Дизајн ПЦБ: Секундарни хладњаци се праве коришћењем штампаних плоча (ПЦБ) са металним језгром, као што су алуминијумске ПЦБ.
Активно хлађење: Да би брзо одвели топлоту,-ЛЕД диоде велике снаге (као оне које се виде на светлима стадиона) могу да користе течно хлађење или вентилаторе.
Пример: Да би уклонила топлоту из диоде, стандардна ЛЕД сијалица има хладњак у својој основи, који је често сакривен иза пластичног кућишта.
2. Управљање топлотом код старијих сијалица
Сијалице са жарном нити ослобађају топлоту у околни ваздух. Иако термичка контрола није потребна, превише топлоте може оштетити суседне материјале или уређаје.
Баласти се користе у флуоресцентним цевима за контролу струје и ниже топлоте електрода. Међутим, акумулација топлоте може смањити животни век затворених уређаја.
Поређење температура
ЛЕД диоде: Површинске температуре се крећу од 30 до 50 степени (86 до 122 степена Ф), док раде на 60 до 85 степени (140 до 185 степени Ф) на споју.
Филаменти сијалица са жарном нити могу достићи 2.500 степени (4.532 степена Ф), док површинске температуре прелазе 150 степени (302 степена Ф).
Баласти у флуоресцентним цевима могу достићи 100 степени (212 степени Ф), али површинске температуре се обично крећу између 40 и 50 степени (104 и 122 степена Ф).
Иако ЛЕД диоде функционишу ефикасније у целини, њихова локализована топлота мора да се пажљиво контролише како би се спречио „термички бег“, стање у којем се ефикасност диоде погоршава како температура расте.
Зашто је прегревање важно: опасности и последице
Неадекватно управљање ЛЕД топлотом може довести до:
Смањен животни век: Високе температуре убрзавају деградацију лумена. Ако се прегреју, ЛЕД диоде са капацитетом од 50.000 сати могу отказати за 10.000 сати.
Промена боје: Нежељене промене боја, као што су плаве нијансе, узроковане су топлотом која разбија фосфорне превлаке у белим ЛЕД диодама.
Губитак ефикасности: Превише топлоте узрокује да полупроводник постане отпорнији, што смањује количину произведене светлости по вату.
Безбедносни ризици: Иако ретко, продужено прегревање може да нашкоди возачима или да изазове запаљење запаљивих материјала у уређајима са лошом конструкцијом.
Анализа затворене опреме
Без довољно вентилације, ЛЕД сијалице које се користе у затвореним светлима-као што су уградне плафонске светиљке-често се прегревају. Пошто конвенционалне ЛЕД диоде могу прерано отказати у скученим просторима, произвођачи указују да ли је сијалица оцењена за таква окружења.
Иновације у управљању топлотом за ЛЕД дизајн
Побољшања у инжењерству и науци о материјалима су побољшанаЛЕДрасипање топлоте:
1. Технологија позната као чип-на-плочи (ЦОБ)
Директном монтажом многих диода на подлогу, ЦОБ ЛЕД распршују топлоту преко веће површине. Ефикасност је повећана, а температуре споја су смањене као резултат.
2. Пакети направљени од керамике
Керамичка кућишта, за разлику од пластичних, пружају супериорну топлотну проводљивост и отпорност на топлотни стрес код врхунских{0}} ЛЕД диода.
3. Интелигентно термичко увлачење
Да би спречили оштећење, неки возачи имају сензоре који, у случају да температура порасте преко прихватљивих граница, затамњују или искључују ЛЕД.
4. Распршивачи топлоте од графена
Графенски слојеви се користе у експерименталним ЛЕД диодама за побољшање дисипације топлоте, што би могло потпуно променити управљање топлотом.
Примене ЛЕД и конвенционалних сијалица: поређење
Где и како се одређене сијалице користе зависи од топлотне снаге:
Окружење домаћинства
Ако је исправно оцењен,ЛЕД цевна светласавршени су за подешавања затамњивања, затворена тела и светла за задатак. Простори са неадекватном вентилацијом представљају опасност од прегревања.
Жаруље са жарном нити: повучене због њихове неефикасности и опасности од пожара.
Флуоресценте не би требало да се користе у кућама због њиховог спорог времена{0}}загревања и садржаја живе.
Пословно/индустријско окружење
Због свог издржљивог дизајна и јаких расхладних јединица, ЛЕД диоде су индустријски стандард за високо{0}}осветљење, натписе и спољашње просторе.
Метал Халид/ХПС: Нека складишта још увек користе старије сијалице високог{0}}интензитета пражњења (ХИД), али их треба често заменити и производе превише топлоте.
Најбољи начини за избегавање прегревања ЛЕД диода
Изаберите одговарајућу расвету: За ЛЕД диоде велике{0}}вате, користите отворене или{1}}ветриле са добром вентилацијом.
Проверите оцене кућишта: Ако је потребно, проверите да ли су светла сертификована за затворене просторе.
Избегавајте преоптерећење ЛЕД диода: Излаз топлоте се повећава када је напон већи од препорученог.
Често одржавање: Да би се одржао проток ваздуха, расхладни уређаји за прашину.
ЛЕД диоде су хладније, али су и даље подложне топлоти.
ЛЕД диоде су безбедније и енергетски{0}}ефикасније од лампи са жарном нити или флуоресцентних сијалица јер производе мање амбијенталне топлоте. Међутим, потребна је пажљива термичка контрола због њиховог локалног излаза топлоте на споју полупроводника. Модерне ЛЕД диоде нуде неупоредиву издржљивост и ефикасност док смањују ризик од прегревања захваљујући хладњаку, софистицираним материјалима и паметном дизајну. ЛЕД диоде ће наставити да раде боље како технологија буде напредовала захваљујући развоју као што су хлађење графеном и адаптивна термална решења, обезбеђујући своју позицију осветљења будућности.
Познавање ових смерница омогућава компанијама и људима да ефикасно користе ЛЕД диоде, гарантујући врхунске перформансе у комерцијалним, индустријским и стамбеним окружењима.
хттпс://ввв.бенвеилигхт.цом/линеар-лигхтинг/лед-баттен-лигхт/лед-линкабле-лед-баттен-лигхт-ип65.хтмл
