每次與燈具企業(yè)銷售方打交道,都會(huì)反復(fù)提及一個(gè)詞匯:質(zhì)保。每個(gè)廠商對(duì)外宣稱的質(zhì)保時(shí)間也不一樣,有質(zhì)保兩年的、有質(zhì)保三年、更有質(zhì)保五年。
可是,很多情況下,銷售方自己都不明白,這個(gè)質(zhì)保時(shí)間從何推算而來(lái),或者只是隨大流地認(rèn)為 LED 就應(yīng)該質(zhì)保這么長(zhǎng)時(shí)間呢?
今天,小編帶你走進(jìn)LED的世界,一探燈具壽命到底是如何界定與判斷的。
首先,說(shuō)到 LED,從外觀上來(lái)講,我們一眼就可以辨別出它與傳統(tǒng)光源的不同,因?yàn)?,幾乎所有?LED 都有一個(gè)顯著的特征——散熱器。
各式各樣的散熱器可不是為了 LED 燈具的美觀,而是為了讓 LED 更好的工作。
那你一定會(huì)疑惑,為什么以前的光源使用散熱器的少,而 LED 時(shí)代幾乎所有的燈具都有用到散熱器呢?
那是因?yàn)橐郧暗墓庠炊际强繜彷椛鋪?lái)發(fā)光的,比如鎢絲燈,就是靠熱來(lái)發(fā)光,所以是不怕熱的。而 LED 的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)半導(dǎo)體的 P-N 結(jié),溫度稍微高一點(diǎn),工作性能就會(huì)下降,因此散熱對(duì) LED 來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
首先,讓我們一起來(lái)看看 LED 的構(gòu)成及原理圖
小知識(shí):LED 芯片工作時(shí)會(huì)發(fā)熱,我們把其內(nèi)部 PN 結(jié)的溫度簡(jiǎn)稱結(jié)溫(Tj)
在我們的日常生活中,LED 的光通量是會(huì)隨著結(jié)溫的升高而降低的,如圖,以結(jié)溫 25℃ 的時(shí)候?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)值,則結(jié)溫到 100℃ 的時(shí)候,光通量只有 80% 左右了。
而且,最重要的是,LED 燈具的壽命是與結(jié)溫密切相關(guān)的。
需要明白的一個(gè)概念是:在我們常規(guī)說(shuō)到 LED 壽命的時(shí)候,并不是說(shuō)它壽終燒毀,一般當(dāng) LED 光輸出到 70% 的時(shí)候,我們就認(rèn)為它壽終了。
從上面的圖可以看出,如果結(jié)溫控制在 105℃,那么 LED 燈具到 10000 小時(shí)左右,光通量就衰減到 70% 了;而如果結(jié)溫控制在 60℃ 左右,那么它到 100000+ 小時(shí),光通量才會(huì)衰減到 70%。壽命增加了 10 倍。
在日常生活中,我們最常遇到的是說(shuō) LED 壽命 50000 小時(shí),其實(shí)就是結(jié)溫控制在 85℃ 時(shí)的一個(gè)數(shù)據(jù)。
既然結(jié)溫對(duì) LED 燈具的壽命起到如此重要的作用,那怎么降低結(jié)溫呢? 別急,先來(lái)看看燈具是如何散熱的,了解了散熱的方式,自然就知道如何降低結(jié)溫了。
燈具散熱的方式
熱傳遞三種基本方式為:傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。
散熱器的主要傳遞途徑為傳導(dǎo)和對(duì)流散熱,自然對(duì)流下的輻射散熱。
傳遞熱量的基本原理
傳導(dǎo)
熱從溫度較高的一部分沿著物體傳到溫度較低的部分的方式。
影響熱傳導(dǎo)的因素有哪些呢?
1.散熱材料的熱傳導(dǎo)率
2.散熱結(jié)構(gòu)造成的熱阻
3.熱傳導(dǎo)材料的形狀和尺寸
輻射
高溫物體直接向外發(fā)射熱的現(xiàn)象
影響熱輻射的因素有哪些?
1.周圍環(huán)境與介質(zhì)的熱阻性(主要考慮空氣)
2.熱輻射本身材料的特性(一般深色往外輻射的力氣大一點(diǎn),其實(shí)輻射傳遞不是特別重要,因?yàn)闊艟邷囟炔皇翘?,輻射不是很?qiáng))
對(duì)流
靠氣體或液體的流動(dòng)來(lái)傳熱的方式
影響熱對(duì)流的因素
1.氣體的流動(dòng)及其速度
2.液體的比熱容及流動(dòng)速度和體積
▲如圖,外形一樣的散熱器,右邊散熱能力就比左邊的好。
在 LED 燈具中,散熱器在燈具的成本里占了很大一塊。某些廠家為了節(jié)省成本,在散熱器的結(jié)構(gòu),用料和設(shè)計(jì)上以次充好,結(jié)果導(dǎo)致燈具的嚴(yán)重售后問(wèn)題。
說(shuō)了這么多,其實(shí)只是鋪墊,現(xiàn)在才是重點(diǎn)。
到底如何判斷燈具的散熱好還是不好呢?
最權(quán)威的當(dāng)然是使用專業(yè)的設(shè)備測(cè)試結(jié)溫了。
可是這么專業(yè)的設(shè)備,對(duì)一般人來(lái)說(shuō)可能要望而卻步了,那么我們剩下的只有用最傳統(tǒng)的辦法,用手去觸摸燈具感應(yīng)溫度了。
那么燈具到底是摸上去燙好還是不燙好呢?
手摸散熱器很燙,肯定不好
手摸散熱器很燙,散熱系統(tǒng)必定不好,要么散熱器散熱能力不足,芯片熱量不能及時(shí)散發(fā)出去;要么有效散熱面積不夠,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在缺失
手摸燈體不燙,不一定好
當(dāng) LED 燈具正常工作時(shí),好的散熱器必定溫度較低,但溫度較低的散熱器未必就好。
芯片熱量不多,傳導(dǎo)良好,散熱足夠,手感溫度不高。這是個(gè)好散熱系統(tǒng),唯一的“缺點(diǎn)”是有點(diǎn)浪費(fèi)材料。
如果基板下面有雜質(zhì),沒(méi)有和散熱器良好接觸,熱量傳不出來(lái),集聚在芯片。外面摸不熱,其實(shí)里面芯片早就高溫了。
在這里,小編推薦一個(gè)非常好用的辦法——“半小時(shí)照度法”判斷散熱是否良好。
注:“半小時(shí)照度法”來(lái)源于文章:如何判斷 LED 燈具散熱優(yōu)劣?←點(diǎn)擊題目即可閱讀 作者:丁德亮
半小時(shí)照度法
前面我們說(shuō)過(guò),一般 LED 結(jié)溫升高,光通量會(huì)下降。那么,我們只要測(cè)量燈具照在同一個(gè)位置的照度變化,就可以反推出結(jié)溫的變化了。
▲“半小時(shí)照度法”間接測(cè)量結(jié)溫變化
首先,選擇一個(gè)不受外界光干擾的場(chǎng)所,點(diǎn)亮燈具。
點(diǎn)亮后,馬上拿照度計(jì)測(cè)量一下,例如 1000 lx。
保持燈具和照度計(jì)位置不變,半小時(shí)后,再拿照度計(jì)測(cè)量一下,500 lx,說(shuō)明光通量下降了 50%,里面已經(jīng)熱得不行了,手摸外面還挺好,說(shuō)明熱量沒(méi)出來(lái),很差。
如果測(cè)量到是 900 lx,照度只下降了 10%,那說(shuō)明是正常的一個(gè)數(shù)據(jù),散熱很好。
“半小時(shí)照度法”的適用范圍
我們列舉幾個(gè)常用芯片的“光通量VS結(jié)溫”變化曲線,可以從此曲線看出,光通量下降多少流明,可以間接得知結(jié)溫上升到了多少攝氏度。
列一:
▲OSRAM S5(30 30)芯片,光通量比25℃時(shí)下降20%,結(jié)溫已超過(guò)120℃。
列二:
▲OSRAM S8(50 50)芯片,光通量比25℃時(shí)下降20%,結(jié)溫已超過(guò)120℃。
列三:
▲OSRAM E5(56 30)芯片,光通量比25℃時(shí)下降20%,結(jié)溫已超過(guò)140℃。
列四:
▲OSLOM SSL 90 white 芯片,光通量比25℃時(shí)下降15%,結(jié)溫已超過(guò)120℃。
列五:
▲Luminus Sensus Serise 芯片,光通量比25℃時(shí)下降15%,結(jié)溫已超過(guò)105℃。
從上面幾張圖可以看出,如果半小時(shí)后的熱態(tài)照度比冷態(tài)下降 20%,基本上結(jié)溫都已超過(guò)芯片的耐受范圍?;究梢耘袛嗌嵯到y(tǒng)不合格了。
當(dāng)然,這個(gè)是大多數(shù)的情況,萬(wàn)事都有特例,如圖:
當(dāng)然,對(duì)于大多數(shù)的 LED 而言,我們可以用半小時(shí)照度法,20%下降以內(nèi)來(lái)判斷它好不好。
學(xué)習(xí)到了嗎,以后去挑選燈具的時(shí)候一定要注意哦,不能只看燈具外觀,要用你的火眼金睛來(lái)挑選燈具哦。
(審核編輯: 林靜)
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