Влияние температуры на световой поток светодиодных светильников ДСП

Опубликовано: 10 апреля 2014 г. в 13:27, 327 просмотровКомментировать

Для потребителей, не имеющих опыт применения светодиодных светильников и использующих колбовые лампы, связь свечения с температурой может показаться, по меньшей мере, странной. Действительно, температура излучающей нити в лампе накаливания не намного меньше 3000 °C, колба дуговой газоразрядной лампы высокого давления в процессе работы нагревается до 450 °C в нормальном режиме и вряд ли незначительные изменения температур как-то отразятся на световых характеристиках. Трубки люминесцентных ламп низкого давления, наоборот, при работе остаются безопасно холодными, и нет никаких видимых причин к тому, что их температура может повлиять на излучение света.

В светодиодном освещении дело обстоит иначе. Дело в том, что источник света светодиода — кристалл полупроводника (матрица отдельных кристаллов в светодиодных модулях). Размер кристалла настолько мал, что отклонения температуры в пределах от единиц до нескольких десятков градусов значительно изменяют режим его работы и характеристики излучаемого света.

В современных осветительных светодиодах обычно применяют кристаллы полупроводников размерами 38×38, 45×45 или 60×60 мил (1 мил = 1/1000 дюйма) рассчитанные на 1 Вт электрической мощности. В более привычных единицах это от 1×1 до 1,5×1,5 мм, толщина кристаллов примерно 0,15 мм. Неудивительно, что при таких размерах даже один ватт подводимой мощности заметно нагревает полупроводник, а учитывая, что предельная температура функционирования в среднем не превышает 150 °C, влияние нагрева становится существенным.

На рисунке 1 приведен график типичной зависимости интенсивности излучаемого кристаллом света от температуры полупроводника.

Рис. 1. Зависимость интенсивности света от температуры кристалла светодиода

И здесь следует акцентировать внимание на следующее обстоятельство. Крайне редко изготовители и продавцы светодиодных светильников делают поправку на уменьшение светового потока в готовом изделии относительно паспортного значения этого параметра для самого светодиодного модуля. У светодиодов поток нормируется для условий температуры кристалла 25 °C, замеряется в лабораторных условиях в режиме подачи короткого импульса тока, при котором полупроводник не успевает нагреться. Как мы указывали ранее, реальная температура кристаллов светодиода составляет 90-110 °C, следовательно, у любого светодиодного осветительного прибора световой поток не превысит 90% паспортного значения светового потока светодиода.

В продукции недобросовестных поставщиков и в плохо спроектированных светильниках отклонение в меньшую сторону от заявленного может составить 15-20%. Но и это еще не всё.

С увеличением температуры кристалла изменяется цветовая температура света в сторону увеличения (Рис. 2). Чаще всего в светильниках устанавливаются светодиоды холодного белого света с заметной долей голубого оттенка, так как они имеют меньшую стоимость в сравнении с такими же источниками более теплого света, а их цветовая температура 6000 градусов созвучна температуре поверхности солнца и вызывает у потребителя соответствующие ассоциации.

Рис. 2. Зависимость интенсивности света от температуры
кристалла светодиода холодного белого света

На самом деле у светодиодов холодного белого света значительная доля излучения приходится на синюю область спектра, где чувствительность глаза ниже. И, несмотря на то, что световой поток выше, чем у «теплых» светодиодов, освещенность от таких светодиодов по ощущениям может выглядеть недостаточной, а свет темным.

Перегрев кристаллов и смещение спектра еще более в сторону синего в совокупности с уменьшением потока воспринимается как заметное ослабление света.

Ко всему перечисленному добавляются потери света в конструктиве светильника – потери на отражении от фокусирующих рефлекторов и потери на оптических элементах. Кстати сказать, что оптика и защитные стекла в светильниках для уменьшения затрат часто выполнена из поликарбоната, потери света с которым выше, чем с оптикой из более дорогого и долговечного силикатного стекла.

Резюмируя сказанное можно утверждать, что высокие эксплуатационные температуры являются сильным фактором, ухудшающим световые характеристики светодиодных светильников. Причем в сторону ухудшения изменяются сразу несколько важных параметров — световой поток, долговечность, цветовая температура и, в совокупности, экономическая эффективность применения светодиодного светильника.

Отметим еще раз, в светильниках ДСП учтен фактор влияния высокой температуры на работоспособность светодиодов. Элементы отвода тепла выполнены таким образом, что максимум температуры кристаллов в процессе работы остается ниже 100 °C в наихудших режимах, а в нормальных условиях внешней среды находится на уровне 80 °C. В совокупности с применением светодиодов нейтрально белого света и оптики из силикатного стекла это гарантирует качественный свет, высокую долговечность и существенный экономический эффект применения светильников.

Н. Н. ГАВРИЛОВ
Зам. директора по техн. вопросам
ООО «Промышленная группа Кальченко и К»
scientec@kalchenko.com

Контакты:

Ф.И.О. Кальченко Александр Иванович  нет отзывов
Должность: Генеральный директор
Компания: ООО "Промышленная группа Кальченко и К"
Страна:  Россия
Телефон: +7(916) 879-66-87
Сообщите, что нашли информацию на сайте «Элек.ру»
Факс: +375 (29) 614-14-41
Web: http://www.kalchenko.com/
ICQ: 255813298 
Skype: kalchenko1771
Зарегистрирован: 2 июня 2005 г.
Последний раз был на сайте 58 дней назад
  Отправить сообщение

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.