Почему и как сильно нагреваются светодиодные лампы

Современные осветительные приборы заметно отличаются от обычных ламп накаливания по всем параметрам. Особенно заметна разница в светодиодных образцах, которые стали наиболее популярными и востребованными благодаря удачному сочетанию свойств. Одним из преимуществ устройств ДВС является практически полное отсутствие нагрева, но это не подтверждено ни теорией, ни практикой. Учитывайте, насколько сильно нагреваются светодиодные лампы и откуда исходит излишек тепла.

Несколько слов о конструкции

Конструкция светодиодной лампы сильно отличается от конструкции традиционных светильников. Светодиоды представляют собой полупроводниковые устройства, в которых свет генерируется за счет рекомбинации электронов на pn переходе. Источник света представляет собой кристалл, состоящий из трех ультратонких пластин, образующих pnp переход. Когда электрон соприкасается с границей, каждый раз появляется фотон света. Для достижения равномерного и стабильного излучения необходимо создать как можно более тонкий промежуточный слой, способствующий возникновению туннельного эффекта. Один из этих кристаллов способен излучать ограниченное количество светового потока, но когда несколько элементов соединены, излучение значительно усиливается.

Почему и насколько сильно нагреваются светодиодные лампы

Каждая лампа содержит несколько кристаллов (фишек). Они монтируются на печатной плате, которая представляет собой алюминиевую пластину. Карта подключена к радиатору, который отводит тепло от кристаллов. Внутри радиатора установлен драйвер — блок питания, преобразующий сеть 220 В переменного тока в напряжение постоянного тока 12 В. В основе конструкции драйвера лежит ШИМ-модуляция, что позволяет сделать схему в миниатюре, вставив ее в лампочку.

Между радиатором и цоколем устанавливается пластиковая основа из материала с высокими диэлектрическими свойствами. Микросхемы и печатная плата закрыты прозрачным (чаще всего непрозрачным) пластиковым колпачком, защищающим микросхемы от механических воздействий. Большинство светодиодных светильников выполнено в традиционном форм-факторе ламп накаливания, что позволяет устанавливать их в старые и привычные люстры.

Почему выделяется тепловая энергия

Короче говоря, причиной выделения тепловой энергии является КПД лампы. Он находится в пределах 30-40%, именно эта часть затраченной энергии идет на излучение света. Остальные 60-70% энергии уходит на нагрев кристалла.

Выделение тепловой энергии является побочным эффектом взаимодействия электронов с дырками в области pn-перехода. Кроме того, степень тепловыделения увеличивается с увеличением мощности кристаллов. Если лампа состоит из большого количества фишек, то и нагреваются они соответственно больше. Избыточное тепло негативно сказывается на состоянии кристаллов: они выгорают, теряют яркость свечения и со временем перестают излучать свет.

Важно! Эффективность микросхемы зависит от состояния стенок слоев, составляющих pn переход. Чем меньше у них дефектов — микроскопических ямок, дырок, неровностей — тем больше появится фотонов. Любое отверстие на поверхности полупроводника мешает правильному движению электрона. Вместо генерации фотона света выделяется тепло. Таким образом, можно сделать вывод о качестве микросхемы и лампы в целом: чем лучше технология сборки кристаллов, тем ярче блики и меньше нагрев.

Почему и насколько сильно нагреваются светодиодные лампы

Тепло от формы передается алюминиевой пластине, которая, в свою очередь, передает энергию радиатору. Это придает теплоту, присущую всем светодиодным осветительным приборам. При этом следует учитывать, что сравнивать температуру ДВС и ламп накаливания нецелесообразно, так как они работают по разному принципу. Для первого нагрев является следствием неудачного контакта электронов с границей pn-переходов, а второй работает по принципу накала греющей вольфрамовой нити. Это значит, что тепло от светодиодов — это побочный эффект, а для ламп накаливания — одно из условий эксплуатации. Чем массивнее радиатор и чем плотнее с ним контактирует плата, тем эффективнее будет рассеивание тепла кристаллами ICE.

Какая температура нагрева считается нормальной

о скорости нагрева светодиодных ламп говорить сложно. Есть некоторые пределы, в которых считается диапазон рабочих температур конструкций ДВС — от 60 ° до 70 °, хотя есть образцы с меньшим или большим нагревом. Производительность каждого типа светодиода зависит от различных факторов:

  • светодиодный режим работы.
  • мощность лампы;
  • количество микросхем, установленных на плате;
  • размер и эффективность контакта радиатора с платой;

Любая светодиодная лампа со временем теряет яркость или, как говорится, деградирует. Причиной этого явления считается перегрев всех чувствительных деталей. Важно, что зачастую проблемным приводом оказывается не микросхема, а другие элементы конструкции, например детали драйвера. Деградация в пределах 70% считается нормой, высокие показатели говорят о бракованной лампе или несоблюдении производителем технологических требований.

Почему и насколько сильно нагреваются светодиодные лампы

интересно, что разница между рабочими температурами двух светодиодов буквально в 5-10 ° C ускорит деградацию более горячего устройства на 50-60%. Также следует знать, что существуют специальные модели светодиодных ламп, рабочая температура которых превышает 100 °. Они используются в особых условиях и не продаются с бытовыми осветительными приборами.

Есть ли лампочки, которые не нагреваются

Выбор лампы, которая гарантированно не перегреется и не будет мешать хозяину, — важная задача. Если в квартире установлен натяжной потолок из пленки ПВХ, горячие поверхности светильников быстро выведут полотно из строя. Из всех существующих разновидностей осветительных приборов можно использовать только два типа:

  • нАПРАВЛЯЕМЫЕ.
  • люминесцентный;

Степень нагрева ламп обоих типов примерно одинакова и зависит от многих факторов. При этом люминесцентные лампы нагреваются в основном в области цоколя, а эпицентр нагрева светодиодных ламп находится в области установки микросхем, то есть в центральной части баллона. Это обстоятельство в сочетании с другими преимуществами сделало светодиодные лампы безусловным лидером среди всех альтернативных вариантов.

Интересно! Невозможно найти лампу, которая вообще не нагревается. Однако вы можете выбрать прибор с самой низкой рабочей температурой. Как правило, это лампы известных и надежных производителей, обычно европейских. Стоимость таких устройств довольно высока, но степень надежности намного выше, чем у продукции большинства китайских компаний.

Существуют конструкции светодиодов с нитью накаливания, которые реалистично имитируют обычные лампы накаливания. Они меньше нагреваются — средняя температура баллона 50-60 °, что достигается за счет наполнения корпуса специальными газами. Тем пользователям, которые заинтересованы в поиске самых «крутых» светодиодных светильников, мы рекомендуем использовать светодиодные лампы с нитью накала. Все остальные разновидности практически не отличаются друг от друга степенью утепления. Производители не указывают значение рабочей температуры, поэтому рекомендовать определенные модели не представляется возможным.

Основные выводы

Светодиодные лампы во время работы нагреваются, как и все другие типы осветительных приборов. Однако степень нагрева значительно ниже, чем в других конструкциях. Это зависит от разных факторов:

  • режим работы лампы.
  • мощность лампы;
  • кристальное качество;

Нет конструкций, которые вообще не нагреваются при эксплуатации. Эффективность любого светильника наглядно демонстрирует взаимосвязь между световым потоком и рассеиванием приложенной энергии, которая рассеивается в виде тепла. Светодиодные устройства обычно нагреваются до 60-70 °, что не представляет опасности возгорания и не повреждает натяжной потолок. Свое мнение о нагреве светодиодных ламп выскажите в комментариях.

Оцените статью
Добавить комментарий