مدیریت حرارتی: قاتل شماره 1 طول عمر LED و نحوه غلبه بر آن

مدیریت حرارتی: قاتل شماره 1 طول عمر LED و نحوه غلبه بر آن

از هر مهندس LED بپرسید: علت 80 درصد خرابی های زودرس LED چیست؟ پاسخ تراشه های ارزان قیمت یا درایورهای بد نیست - این استگرما. مدیریت ضعیف حرارتی به‌طور بی‌صدا خروجی نور را کاهش می‌دهد، عمر راننده را کاهش می‌دهد و یک لامپ 50000 ساعته را به یک ناامیدی 5000 ساعته تبدیل می‌کند.

این مقاله بر روی مهم ترین متغیر برای روشنایی LED با طول عمر- تمرکز دارد -کنترل حرارتی. اگر به این امر مسلط باشید، علت اصلی اکثر شکست ها را از بین می برید.

چرا گرما دشمن واقعی است

یک LED تنها 30 تا 40 درصد از توان ورودی خود را به نور تبدیل می کند. 60-70 درصد باقیمانده تبدیل به گرما می شود. اگر آن گرما به طور موثر حذف نشود، دمای محل اتصال (Tj) افزایش می یابد. تقریباً هر 10 درجه بالاتر از دمای محل اتصال توصیه شده افزایش می یابدنرخ استهلاک لومن را دو برابر می کند(واپاشی نور) و عمر خازن الکترولیتی راننده را به نصف کاهش می دهد.

دمای بالای محل اتصال باعث می شود:

• خرابی تعمیر و نگهداری لومن تسریع شده– خروجی نور خیلی قبل از 50000 ساعت به زیر 70% (L70) می رسد.
• تغییر طول موج- برای کاربردهایی مانند باغبانی یا درمان با نور قرمز حیاتی است.
• خرابی درایور– خازن های الکترولیتی در محیط های گرم سریعتر خشک می شوند.
• خستگی مفصل لحیم کاری- چرخه حرارتی مکرر اتصالات را ترک می کند.

راهبردهای اثبات شده مدیریت حرارتی برای طول عمر{{0}لوازم ال ای دی

1. محفظه های فلزی، نه پلاستیکی مهر و موم شده را انتخاب کنید

پلاستیک گرما را به دام می اندازد. محفظه های آلومینیومی یا قالبی{1}}به عنوان سینک حرارتی عمل می کنند و گرما را از LED ها دور می کنند. برای وسایل پرقدرت (مانند چراغ‌های استادیوم، چراغ‌های رشد)، اکستروژن‌های آلومینیومی پره‌دار غیرقابل مذاکره هستند. از بدنه های پلاستیکی کاملا مهر و موم شده خودداری کنید مگر اینکه برق بسیار کم باشد (<5W).

2. مساحت سطح و جریان هوا را به حداکثر برسانید

• اضافه کنیدشکاف های همرفت– اجازه دهید هوای گرم بیرون بیاید و هوای خنک از پایین وارد شود.
• استفاده کنیدهیت سینک پره دار– مساحت سطح بیشتر=اتلاف سریعتر گرما.
• نوارهای LED را نصب کنیدپروفیل های آلومینیومی- حتی برای لوله های خطی T8، پشتی آلومینیومی به پخش گرما کمک می کند.

3. LED ها را با جریان پایین تر اجرا کنید (در حال کاهش)

هدایت یک LED در حداکثر جریان مطلق، گرمای بیش از حد با حداقل افزایش در لومن تولید می کند. محل شیرین معمولا70-80٪ جریان نامی.

مثال: یک تراشه ال ای دی 1 وات با ظرفیت 350 میلی آمپر را می توان در 280 میلی آمپر هدایت کرد. خروجی نور فقط 10٪ کاهش می یابد، اما دمای محل اتصال 15-20 درجه کاهش می یابد و طول عمر دو یا سه برابر می شود.

هنوز بهتر:به جای استفاده از LED های کمتر در جریان بالا، از ال ای دی های بیشتر در جریان کمتر استفاده کنید. این گرما را در یک منطقه بزرگتر پخش می کند و یکنواختی را بهبود می بخشد.

4. از تهویه کافی اطمینان حاصل کنید

حتی بهترین هیت سینک هم اگر در یک فضای محدود نصب شود یا در عایق پیچیده شود از کار می افتد. برای لامپ های فرورفته، از وسایل دارای درجه بندی "IC" (تماس عایق) با مسیرهای حرارتی مناسب استفاده کنید. برای نورافکن ها، حداقل 10 تا 15 سانتی متر فاصله از دیوارها یا سقف ها را حفظ کنید.

5. خنک‌کننده فعال برای برنامه‌های{1} پرقدرت (بیشتر یا مساوی 50 وات)

برای چراغ‌های-بالا، نورافکن استادیوم، یا چراغ‌های رشد بالای 100 وات، خنک‌سازی غیرفعال ممکن است کافی نباشد. یک فن کوچک و بی صدا (IP{3}} دارای رتبه بندی گرد و غبار/رطوبت) می تواند دمای محل اتصال را 20 تا 30 درجه کاهش دهد و به طور چشمگیری عمر LED و درایور را افزایش دهد. برخی از وسایل ممتاز دارای مدارهای ایمن با خرابی- فن هستند.

6. نظارت و کنترل دمای محل اتصال

a اضافه کنیدسنسور دما(ترمیستور NTC) روی MCPCB در نزدیکی LED. از آن برای پیاده سازی استفاده کنیدتاشو حرارتی- مداری که به تدریج جریان را در زمانی که دما از آستانه ایمن فراتر رود (مثلاً 85 درجه در نقطه لحیم کاری) کاهش می دهد. این از خرابی فاجعه‌بار جلوگیری می‌کند و به دستگاه اجازه می‌دهد به جای از بین رفتن کامل، با خروجی کاهش یافته به کار خود ادامه دهد.

7. دمای محل اتصال واقعی را هدف قرار دهید

• قابل قبول برای محصولات استاندارد:Tj کمتر یا برابر با 85 درجه (با این حال، طول عمر ممکن است به 35000 ساعت کاهش یابد)
• ایده آل برای عمر طولانی (50,000–100,000 ساعت):Tj کمتر یا مساوی 65 درجه
• استثنایی برای حق بیمه / پزشکی / صنعتی:Tj کمتر یا مساوی 55 درجه

دستیابی به 65 درجه یا کمتر نیاز به ترکیبی از طراحی خوب هیت سینک، کاهش سرعت و گاهی اوقات خنک کننده فعال دارد.

واقعی-در جهان: لوله LED T8 در مقابل مقاوم سازی فلورسنت T8

بسیاری از لوله های LED T8 در بازار از محفظه های پلاستیکی با پشتی نازک آلومینیومی استفاده می کنند. گرمای محبوس شده در وسایل سرپوشیده (معمول در گاراژهای پارکینگ یا سردخانه) نصب می شود، دمای محل اتصال را به 95 تا 105 درجه افزایش می دهد. نتیجه: L70 در 15000 تا 20000 ساعت رسید - نه 50000 ساعت تبلیغ شده.

یک لوله T8 با طراحی مناسب از موارد زیر استفاده می کند:

• نیمی-آلومینیوم، نیمی-پلی کربناتمحفظه (سمت آلومینیومی با نوار LED تماس می گیرد)
• چسب رسانای حرارتی(نه نوار -دو طرفه)
• راننده فرسوده(به عنوان مثال، LED 9W با قدرت 7W)

با این معیارها، Tj حتی در وسایل بسته زیر 75 درجه باقی می‌ماند و به 50،{2}} ساعت می‌رسد.

راننده را فراموش نکنید - گرما نیز آن را می کشد

خازن های الکترولیتی درایور به شدت به دما- حساس هستند. یک قانون کلی: به ازای هر 10 درجه کاهش دمای کارکرد خازن، عمر خازندو برابر می شود.

بهترین تمرین:

• استفاده کنیددرایورهای بدون الکترولیت(فقط مقاومت، سلف، درپوش سرامیکی) برای طولانی ترین عمر.
• یا درایورها را باخازن های پلیمری جامد (rated 10,000+ hours at 105°C, translating to >100000 ساعت در 65 درجه).
• مارک هایی مانندمیونولعملکرد حرارتی عالی ارائه می دهند - ما به طور گسترده از آنها استفاده می کنیم.

چک لیست خلاصه برای خریداران و مهندسان

هنگام ارزیابی یک محصول LED با عمر طولانی-، این سوالات را از تامین کننده بپرسید:

• چیستدمای محل اتصال اندازه گیری شدهدر توان نامی و 25 درجه محیط؟
• مسکن استفلز (آلومینیوم)با باله یا سوراخ همرفت؟
• ال ای دی هستندکاهش یافته(با حداکثر جریان اجرا نمی شود)؟
• وجود داردتاشو حرارتیحفاظت؟
• چه نوع خازن هایی در درایور وجود دارد (الکترولیتیک در مقابل جامد/فیلم)؟
• آیا فیکسچر رد شده استتست تصویربرداری حرارتیبعد از 2 ساعت کار؟

خوراکی های کلیدی

مدیریت حرارتی{0}}افزودنی نیست - پایه و اساس روشنایی LED با عمر طولانی-است. یک طراحی نوری درخشان یا تراشه LED ممتاز اگر اجازه ایجاد گرما داده شود، معنایی ندارد. برعکس، یک سیستم LED متوسط ​​با خنک کننده عالی، از اجزای ممتاز در یک جعبه داغ دوام بیشتری خواهد داشت.

برای تولیدکنندگان، سرمایه گذاری در مهندسی حرارتی هزینه های گارانتی را کاهش می دهد و اعتماد برند را ایجاد می کند. برای خریداران، اولویت دادن به مشخصات حرارتی بر لومن‌های ساده-در-دلار منجر به کاهش هزینه کل مالکیت و جایگزینی کمتر می‌شود.

به یاد داشته باشید: LED های خنک دوام دارند. LED های داغ یک تعهد هستند.

این مقاله بر اساس بهترین شیوه‌های صنعت و تحلیل شکست واقعی{0}}جهانی است. برای سوالات OEM/ODM یا درخواست گزارش تست حرارتی محصولات LED ما، لطفا با ما تماس بگیرید.