Светодиоды мощностью в 1 Вт – убедительный пример мощного источника света. Один такой светодиод легко заменяет лампу накаливания и не содержит в своем составе вредных веществ. Основная проблема – необходимость эффективного отвода тепла, что особенно важно в мощных светодиодных светильниках, поэтому ему нужно обеспечить хорошее охлаждение. Преимущества одноваттного диода:
- срок службы до 50 000 часов;
- высокая эффективность преобразования электроэнергии в яркий свет;
- устойчивость к ударам и механическим повреждениям;
- мгновенное включение и выключение;
- отсутствие мерцаний;
- направленность светового потока.
В данное время разработаны, выпускаются и продаются светодиоды с эффективностью более 100 лм/Вт, но для некоторых светильников или систем нужен точечный источник света со световым потоком, например в 500 лм/Вт. Эта проблема решается размещением на металлизированной плате нескольких дискретных мощных светодиодов. Размер конструкции светодиодных ламп увеличивается за счет необходимого радиатора для охлаждения светодиодной матрицы. Такая светодиодная матрица получила название – «Светодиодный модуль». Они выпускаются в широком диапазоне по цветовой температуре от 2200К (теплый белый свет) и до 6500 К (холодный белый). Стабильность светодиодных светильников по цветовой температуре высока и они с успехом используются для подсветки архитектурных сооружений, зданий, витрин и выставочных залов. Срок службы светодиодных модулей не мене 40 тысяч часов, если температура подложки не превышает +80 градусов. Модульная конструкция обладает оптимальной энергоэффективностью и обеспечивает низкий уровень расходов на эксплуатацию вследствие большого интервала между техническими обслуживаниями системы. Для надежного функционирования важнейшим фактором является температура металлической подложки.
Если повышается температура кристалла, то одновременно ухудшаются два параметра – уменьшается срок службы и яркость светового потока. Поэтому проектирование оптимальной системы отвода тепла одна из главнейших задач в твердотельной светотехнике. Оптимизация отвода тепла от активных элементов непосредственно оказывает влияние на яркость светового потока, на время наработки на отказ, на потребляемую мощности и стоимость проектирования системы охлаждения. Иногда применяется самое простое и относительно недорогое решение – применение стандартного радиатора из ряда предлагаемых на рынке. При выборе радиатора охлаждения следует учитывать, то рекомендованная температура подложки не более 80 градусов, а это значит, что тепловое сопротивление радиатора не должно превышать 7,5 градусов/Вт (при внешней температуре среды 30 градусов). Для светильников, используемых в экстремальных температурных режимах, проектируются мощные и эффективные радиаторы охлаждения. Для обычных условий слишком мощные радиаторы считаются избыточными и не дающие никаких преимуществ, а только приводящих к удорожанию конечной продукции. В реальных условиях эксплуатации возможно возникновение экстремальных температурных режимов. Для защиты рекомендуется создать при разработке схемы светильника обратную связь по температуре так, чтобы при увеличении температуры кристалла ток через него уменьшался. В принципе такую надежную и простую следящую систему можно организовать как для отдельного светильника, так и для системы освещения в целом. В последнее время на рынок производителей систем охлаждения для светодиодов поступают предложения о наличии радиаторов с активным охлаждением. Недостатком таких радиаторов является уменьшение соотношения лм/Вт, поэтому они пока не нашли широкого применения. В практическом плане необходимы лабораторные и полевые светотехнические испытания для подбора наиболее оптимальных решений к каждому светотехническому изделию.
Дата размещения: 7 июня 2013 года
