As altas temperaturas de operação têm vários efeitos na vida útil da luz LED e frequentemente resultam em uma diminuição notável na vida útil. Os principais efeitos e suas causas são os seguintes:
1. Decadência de luz mais rápida ou redução no brilho
Aumento na temperatura da junção: O chip semicondutor (junção PN), que forma o núcleo de um LED, aumentará diretamente a temperatura da junção em resposta a altas temperaturas. A taxa de decaimento da luz do LED pode aumentar de 1,5 a 2 vezes para cada aumento de 10 graus na temperatura da junção, o que faria com que o brilho diminuísse mais rapidamente.
Degradação do pó fluorescente: Os LEDs brancos usam pó fluorescente para transformar a luz azul em luz branca. Altas temperaturas podem causar o envelhecimento dos pós fluorescentes, perdendo sua eficiência luminosa e estabilidade de temperatura de cor e talvez resultando em mudança de cor.
2. Reduza a longevidade das peças eletrônicas
Circuito de acionamento danificado: os capacitores eletrolíticos, resistores e outras peças da fonte de alimentação LED são sensíveis-à temperatura. Altas temperaturas podem acelerar a evaporação do eletrólito (um aumento de 10 graus na temperatura pode reduzir a vida útil do capacitor pela metade), o que pode causar falha no circuito de acionamento e, por fim, danificar a luz LED como um todo.
Degradação de materiais semicondutores: temperaturas elevadas podem aumentar a corrente de fuga, diminuir a eficiência luminosa e piorar a migração de elétrons e a formação de defeitos dentro dos chips de LED.
3. Danos físicos causados pelo estresse térmico
Variações no crescimento dos materiais: Os coeficientes de expansão térmica dos diversos materiais utilizados nas embalagens de LED, como silicone, cerâmica e substratos metálicos, variam. A exposição prolongada a altas temperaturas pode levar a problemas de circuito aberto, causando rachaduras nas juntas de solda, quebra do fio de ouro ou separação da interface.
Envelhecimento do material de embalagem: Os materiais de embalagem feitos de silicone ou resina epóxi são suscetíveis ao amarelecimento e ao endurecimento em altas temperaturas, o que afeta a dissipação de calor e reduz a transmissão de luz.
4. Eficácia reduzida e maior uso de energia
Eficiência reduzida da conversão fotoelétrica: Um ciclo vicioso de "alta temperatura → baixa eficiência → temperatura mais alta" resulta da diminuição da eficiência quântica dos LEDs em altas temperaturas e de mais energia elétrica sendo transformada em calor em vez de energia luminosa.
Risco de fuga térmica: A fuga térmica, que pode destruir rápida e totalmente os chips LED, pode ser provocada por temperaturas extremamente altas.
Um exemplo de impacto quantitativo
A ligação entre longevidade e temperatura: A vida útil teórica de um LED, que muitas vezes é determinada pelo tempo que leva para a luz desaparecer até 70% do seu brilho original, pode ser reduzida de 50.000 horas para cerca de 25.000 horas se a temperatura da sua junção aumentar de 85 para 95 graus Celsius (os números exatos variam dependendo do design e dos materiais).
O modelo de Arrhenius: Este modelo, segundo o qual a taxa de reação química (taxa de envelhecimento) dobra para cada aumento de 10 a 15 graus Celsius na temperatura, é frequentemente usado para descrever a vida útil de componentes eletrônicos.
Como os efeitos das altas temperaturas podem ser mitigados?
Melhore o projeto de dissipação de calor: Certifique-se de que a temperatura da junção esteja abaixo do limite especificado, que normalmente é menor ou igual a 85 graus, usando aletas de dissipação de calor, tubos de calor ou substrato de alumínio.
Regular a temperatura do ambiente: As luminárias LED não devem ser utilizadas em espaços fechados ou com altas temperaturas, como as adjacentes a fornos.
Uma corrente de condução razoável Para diminuir a geração de calor, evite sobrecarga e reduza a corrente (mas equilibre o brilho).
Escolha materiais que possam suportar altas temperaturas, como fósforo anti-envelhecimento, gaxetas de cerâmica ou graxa de silicone com alta condutividade térmica.
Medidas de segurança do usuário
Coloque ventilação: Para evitar o acúmulo de calor, certifique-se de que haja circulação de ar ao redor das luminárias.
Limpeza frequente A dissipação de calor pode ser dificultada pela formação de poeira, especialmente em instalações de iluminação exterior ou industrial.
Evite operar com carga total o tempo todo: usá-lo com moderação ou pouca intensidade pode prolongar sua vida útil.
o calor excessivo é o “assassino invisível” das luzes LED, e um controle térmico eficaz é essencial para prolongar sua vida útil, por isso devemos tomar medidas para evitar altas temperaturas de operação para luzes LED, você pode conferir em nosso sitehttp://www.benweilight.com
