לטמפרטורות הפעלה גבוהות יש מגוון השפעות על תוחלת החיים של תאורת LED, והן גורמות לעתים קרובות לירידה ניכרת בתוחלת החיים. ההשפעות העיקריות והסיבות להן הן כדלקמן:
1. דעיכה מהירה יותר של האור, או הפחתת בהירות
עלייה בטמפרטורת הצומת: שבב המוליכים למחצה (צומת PN), המהווה את הליבה של LED, יעלה ישירות את טמפרטורת הצומת שלו בתגובה לטמפרטורות גבוהות. קצב דעיכת האור של ה-LED עשוי לעלות פי 1.5-2 עבור כל עלייה של 10 מעלות בטמפרטורת הצומת, מה שיגרום לירידה מהירה יותר של הבהירות.
השפלה של אבקת פלורסנט: נורות LED לבנות משתמשות באבקת פלורסנט כדי להפוך אור כחול לאור לבן. טמפרטורות גבוהות עלולות לגרום לאבקות ניאון להזדקן, לאבד את היעילות הזוהרת ואת יציבות טמפרטורת הצבע שלהן ואולי לגרום לשינוי צבע.
2. להפחית את אורך החיים של חלקים אלקטרוניים
מעגל נהיגה פגום: הקבלים האלקטרוליטיים, הנגדים וחלקים אחרים של ספק הכוח של ספק הכוח רגישים לטמפרטורה-. טמפרטורות גבוהות יכולות לזרז את אידוי האלקטרוליט (עלייה של 10 מעלות בטמפרטורה יכולה לחתוך את תוחלת החיים של הקבל בחצי), מה שעלול לגרום לכשל במעגל ההנעה ובסופו של דבר לפגוע באור ה-LED בכללותו.
השפלה של חומרים מוליכים למחצה: טמפרטורות גבוהות עלולות להגביר את זרם הדליפה, להפחית את יעילות האור ולהחמיר את נדידת האלקטרונים והיווצרות פגמים בתוך שבבי LED.
3. נזק פיזי הנגרם כתוצאה מלחץ חום
שינויים בגידול החומרים: מקדמי ההתפשטות התרמית של החומרים השונים המשמשים באריזת LED, כגון סיליקון, קרמיקה ומצעי מתכת, משתנים. חשיפה ממושכת לטמפרטורות גבוהות עלולה להוביל לבעיות במעגל פתוח על ידי גרימת פיצוח מפרק הלחמה, שבירת חוט זהב או הפרדת ממשק.
התיישנות חומרי אריזה: חומרי אריזה העשויים מסיליקון או שרף אפוקסי רגישים להצהבה והתקשות בטמפרטורות גבוהות, מה שמשפיע על פיזור החום ומפחית את העברת האור.
4. יעילות מופחתת וצריכת אנרגיה גבוהה יותר
יעילות מופחתת של המרה פוטו-אלקטרית: לולאה אכזרית של "טמפרטורה גבוהה ← יעילות נמוכה ← טמפרטורה גבוהה יותר" נובעת מהיעילות הקוונטית של נוריות LED פוחתת בטמפרטורות גבוהות ויותר אנרגיה חשמלית הופכת לחום במקום אנרגיית אור.
סיכון לבריחה תרמית: בריחת תרמית, שיכולה להרוס במהירות ובאופן מוחלט שבבי LED, עלולה להיגרם על ידי טמפרטורות גבוהות במיוחד.
דוגמה להשפעה כמותית
הקשר בין אורך חיים לטמפרטורה: תוחלת החיים התיאורטית של LED, הנקבעת לרוב לפי משך הזמן שלוקח לאור לדהות ל-70% מהבהירות המקורית שלו, עשויה לרדת מ-50,000 שעות לכ-25,000 שעות אם טמפרטורת הצומת שלו תגדל מ-85 ל-95 מעלות צלזיוס (בהתאם למספרים המדויקים ולחומרים).
המודל של Arrhenius: מודל זה, לפיו קצב התגובה הכימית (קצב ההזדקנות) מכפיל את עצמו עבור כל עלייה של 10 עד 15 מעלות צלזיוס בטמפרטורה, משמש לעתים קרובות לתיאור תוחלת החיים של רכיבים אלקטרוניים.
כיצד ניתן למתן את ההשפעות של טמפרטורות גבוהות?
שפר את התכנון של פיזור חום: ודא שטמפרטורת הצומת מתחת לגבול שצוין, שהוא בדרך כלל פחות או שווה ל-85 מעלות, על ידי שימוש בסנפירים לפיזור חום, צינורות חום או מצע אלומיניום.
לווסת את הטמפרטורה של הסביבה: אין להשתמש בגופי תאורת LED בחללים סגורים או באזורים עם טמפרטורות גבוהות, כמו אלו הסמוכים לתנורים.
זרם נהיגה סביר כדי להפחית את יצירת החום, הימנע מעומס יתר והורדת זרם (אך איזון בהירות).
בחר חומרים שיכולים לעמוד בטמפרטורות גבוהות, כגון זרחן אנטי-, אריזה קרמית או שומן סיליקון עם מוליכות תרמית גבוהה.
אמצעי בטיחות למשתמש
הכניסו לאוורור: כדי למנוע הצטברות חום, יש לוודא שיש זרימת אוויר סביב גופי התאורה.
ניקוי תכוף פיזור חום עלול להיפגע על ידי היווצרות אבק, במיוחד עבור מתקני תאורה חיצונית או תעשייתית.
הימנע מהפעלה בעומס מלא כל הזמן: שימוש במשורה או עמום עלול להאריך את חייו.
חום מוגזם הוא "הרוצח הבלתי נראה" של נורות LED, ובקרה תרמית יעילה חיונית להארכת חייהן, לכן עלינו לנקוט בצעדים כדי להימנע מטמפרטורות הפעלה גבוהות עבור נורות LED, אתה יכול לבדוק באתר שלנוhttp://www.benweilight.com
