Tro det eller ej, men svalare luft kan få LED-lampor att lysa starkare och hålla längre, medan en lika varm miljö förkortar LED-lampornas livslängd. Varför klarar inte LED-lampan värmen? I den här artikeln kommer vi att undersöka varför temperaturen på installationsplatsen påverkar LED-lampor.
Varför gillar LED-lampor kyla?
I allmänhet minskar höga temperaturer LED:ns förmåga att producera ljus. Värmen, tillsammans med den högre spänningen, värmer upp halvledaren. Ju kraftfullare LED, desto högre värmebelastning och desto bättre kylning behöver LED.
”Generellt gäller att ju svalare miljön är, desto högre ljusutbyte får LED:n. Högre temperaturer minskar i allmänhet ljusutbytet. I varmare miljöer och vid högre strömmar ökar temperaturen på det halvledande elementet”-National Lighting Product Information Program
Vad är anslutningstemperaturen för en LED och vad betyder den?
Temperaturen i övergången mellan LED-chipet och substratet ovanpå kallas junction-temperaturen. Denna anslutningspunkt är vanligtvis den högsta temperaturen i apparaten, så det är ett lämpligt värde för att ange värmeeffekten. Bilden nedan visar hur LED-remsan är uppbyggd när den betraktas från sidan. Längst ner finns själva PCB-basen, som lysdioderna är anslutna till.
Dagens LED-armaturer är konstruerade med termiskt ledande material, så att värmen leds bort från övergången till lödpunkten. Lödpunkten finns i gränssnittet mellan LED-paketet och det tryckta kretskortet och/eller den separata kylflänsen. Effektiviteten hos de interna värmevägarna återspeglas i lysdiodens interna värmemotstånd. Ju lägre den interna temperaturen är, desto bättre är LED-lampans termiska kvalitet.
Den maximala anslutningstemperaturen fastställs av LED-kretsens tillverkare och produktdesignen bör ta hänsyn till den värme som genereras av LED-kretsen och dess avledning. LED har mycket varierande design, eftersom de kan användas för en mängd olika belysningstillämpningar.
Vad gör värme med LED-lampor?
Temperaturen har en påtaglig effekt på LED-lampornas material och ljusstyrka. Om jag ska säga något kort så har temperaturen på en LED en stor inverkan på dess livslängd och ljusflöde. Mycket forskning har gjorts på detta område. I den här studien undersöktes till exempel hur olika material påverkar lysdiodernas värmeledningsförmåga och hur värme påverkar lysdiodernas hållbarhet. Här är en annan studie om ämnet.
Billiga LED-lampor är ofta tillverkade av plast som är dåligt på att leda bort värme. Därför är LED-armaturer av plast sällan hållbara.
Led tål inte värme, kyla är bra.
LED-lampor arbetar med 100 % effektivitet när kopplingstemperaturen – den temperatur inuti LED-kretsen där den elektriska energin passerar – är 77 grader Celsius.
När temperaturen stiger med ca 20 grader Celsius halveras den beräknade livslängden för lysdioden och vid ytterligare 20 grader halveras den.
Så om utgångspunkten är 77 grader och ledaren håller i 50 000 timmar, då betyder 97 grader 25 000 timmar och 117 grader bara 12 500 timmar!
Det är därför en LED-lampa på 30 g inte håller lika länge som en välkonstruerad LED-lampa med 200 g aluminium som leder bort värmen från LED-kretsen.
LED-armaturens omgivningstemperatur påverkar direkt kopplingstemperaturen. Andra saker som påverkar junction-temperaturen är den elektriska strömmen och mängden material som avlägsnar värme från lysdioden, kylflänsen. Både LED-armaturer och LED-lampor kräver aluminium.
Ett kylelement är vanligtvis ett material i eller runt värmekällan, ofta metall, som kyler genom att leda och dra bort värme från känsliga LED-kretsar. Aluminium är ett utmärkt val för denna uppgift.
Med andra ord: Se alltid till att den LED-lampa du köper är tung. Ju mer värmeledande material, desto svalare LED-krets och desto längre livslängd.
Effekterna av värme och kyla på LED-lampor
Den låga termiska belastningen i en kall miljö ger mindre påfrestningar på dioderna och styrenheten. Studier visar att när LED-lampor installeras på kalla platser minskar deras nedbrytningshastighet och deras ljusutbyte förbättras. I en varm och fuktig miljö förkortas LED-lampans livslängd och dess ljusutbyte minskar.
”Resultaten visade att den dominerande felkällan var fel i lödfogen. När deltatemperaturen ökade gick systemet sönder under en kortare tid och visade snabbare lumenförsvagning” -National Lighting Product Information
Forskarna fann att långvarig exponering för värme kan förkorta livslängden för många LED-armaturer avsevärt. Högre omgivningstemperaturer leder till högre junktemperaturer, vilket kan öka nedbrytningshastigheten hos LED-junken. I detta fall kan lysdiodens ljusflöde på lång sikt minska oåterkalleligt och snabbare än vid lägre temperaturer.
L70 livscykeltest
Den tekniska termen ”lumen output reduction” avser hur mycket ljusstyrkan hos LED-lampor minskar med tiden. När ljusflödet är 70 % av det ursprungliga värdet byts LED-lampan vanligtvis ut. Detta värde på 70% är i själva verket industrins standardterm – L70.
De 77 grader Celsius som nämndes tidigare är den vanligaste temperaturen för mätning av en glödlampas L70-båge.
Äntligen
Om LED-lampan utsätts för höga temperaturer kan det leda till att ljusstyrkan minskar och därmed till att livslängden förkortas. De flesta experter är överens om att värme är det största hotet mot LED-lampor.
I kalla miljöer är det värt att överväga LED-belysningslösningar, inte bara av energibesparingsskäl, utan också för bättre ljusutbyte och längre livslängd än normalt. De som arbetar i varma miljöer bör å andra sidan tänka länge och väl på byggnadens termiska hantering – om inte för människors välbefinnande, vilket borde vara skäl nog, så för de ekonomiska fördelarna med korrekt LED-belysning.
Expert på ledbelysning
LedStore har varit expert på ledbelysning sedan 2010. Vi har vår egen produktdesign, så våra produkter är tekniskt sett toppmoderna.
Vi fokuserar på temperaturkontrollerade armaturer med hög färgåtergivning. Vi gör det runt om. 500 ljusdesigner för våra kunders anläggningar.
Vi erbjuder en tjänst för skräddarsydda ledlister, dvs. skräddarsydda ledljuslister i profil. Även installerad.
Kom ihåg att vi alltid är tillgängliga för att hjälpa dig på vägen, via e-post(myynti@ledstore.fi) och telefon (045 251 4510). Som alltid är du välkommen att dela med dig av foton av dina egna projekt på sociala medier på #ledstorefi IG och ledstore.fi FB. Vi älskar att se de häftiga saker som våra lysdioder gör, och det bidrar till att ge inspiration till dem som är osäkra på kraften och det fantastiska med lysdioder. Visste du att vi redan har över 3500 bilder av våra LED-installationer i vårt galleri!
Led-lampor Galleri:
Produktgalleri: bilder av produkter på olika installationsplatser
Indirekt ljus: indirekt ljus i olika utrymmen
Rumsspecifika: Ljus i olika rum
Referenser: kompletta hus som har fotograferats.
