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LED灯具的工作温度和温升与光衰和寿命的关系

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LED灯具的工作温度和温升与光衰和寿命的关系

LED灯具的工作温度和温升与光衰和寿命的关系


    什么是LED灯具的工作温度?

    LED灯具能正常工作的环境温度,就是LED灯具的工作温度,一般的LED灯具都设计在-20℃--40℃,它能适应我国大部分地区的使用要求。象东北黑龙江地区冬天的温度有可能达到-40℃,灯具的工作温度必须设计在-40℃-40℃才能满足使用要求,而赤道地区夏天的温度有可能达到50℃或更高,灯具的设计必须在0℃-50℃的工作环境能正常工作。

    不同的工作温度,LED产品的工艺要求、元件选择都是不一样的,在寒冷低区元件必须选择耐低温的电子元器件,在高温地区元器件又要选择耐高温的电子元器件,不同温度地区工作的LED灯具其生产工艺不一样,老化条件也不一样,这对于设计经验少的技术人员尤其要注意。

    什么是温升?

    灯具工作时允许升高的温度,也是衡量散热器散热能力的一种标示方法,也是我们要着重讨论的问题。

    我们知道白炽灯、气体放电灯(含荧光灯、高压钠灯、金属物卤化灯)一般都不需要专门的散热片来散热,唯独只有LED固体照明灯需要专门的散热器来散热,这也是LED半导体照明灯的特别之处。

    LED半导体照明芯片工作时发光,它的光线是不含紫外线和红外线的,因此它的光线是不能带走热量;因此芯片工作时的温度就会上升。为了保证芯片工作时温度不会升的太高,就必须给LED加装散热片。

    LED的光衰是和它的结温有关,所谓结温就是半导体PN结的温度,结温越高越早出现光衰,也就是寿命越短。

    假如结温为105度,亮度降至70%的寿命只有一万多小时,95度就有2万小时,而结温降低到75度,寿命就有5万小时,65度时更可以延长至9万小时。所以延长寿命的关键就是要降低结温。

    不同的LED芯片,其光衰曲线是不同的,热阻和散热性也相差很大。

    一盏LED灯具的温升究竟多少为合适,根据我们的调查分析,可以根据灯具的档次来初步归纳:高档LED灯具温升≦15℃,中档LED灯具温升≦25℃,低档LED灯具温升≦35℃.

    LED灯具散热器上的温度=环境温度+灯具温升。

    例如:一盏高档的LED灯具说明书给出其温升为≦15℃,当环境温度是37℃时,求LED灯具铝合金散热器的温度是多少?该灯具的寿命可以达到多少小时?

    环境温度37℃+散热器温升15℃=灯具散热器温度52℃

    也就是说当环境温度是37℃时LED铝散热器上的温度应≦52℃的,否则该灯具就不符合出厂要求。

    这盏灯具的寿命有多少小时呢?灯具的寿命与芯片结温有很大关系,要知道结温,就要知道芯片到散热器的综合热阻,一般芯片到铝散热器的热阻有四道,假如和芯片热阻一样为4℃/W,则4道热阻的总和是16℃/W,芯片的结温为52℃+16℃=68℃,假设采用科锐的芯片,从其温度与寿命曲线可以知道该盏灯具有接近9万小时的寿命。

    同样,的寿命约5万小时,而低档LED灯具的寿命约2.5万小时左右。

    所以散热器的温升是一个很重要的指标,目前国内还没有看到一个厂家在说明书有标散热器温升的,只有标工作温度范围,这种标示让消费者无法判定LED灯具散热器上的温度是多少为正常,也就无法推算出LED灯具的寿命。

    当然温度过高会影响灯具寿命,同时也给人身安全带来威胁,有烫伤皮肤的危险.作为消费者希望买的灯具质量好、寿命长、故障率低、经久耐用。而作为厂家希望降低成本、争取利益最大化,希望灯具的寿命不要太长,用户更新快,再来购买产品。这是消费者与生产商存在的固有矛盾。

    由上面叙述可见温升的重要性,LED灯具,应从芯片和结构设计上充分考虑LED散热。同时,我们建议消费者在购买LED灯具的时候,充分了解灯具的温升,购买前,通过测试LED灯具的实际工作温度,来作为选择led灯具的一个参考标准。

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