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怕熱的LED

發(fā)布時(shí)間:2012-12-12 15:42    發(fā)布者:絕對(duì)好文
關(guān)鍵詞: LED , 散熱
作者:戴上舉

一不留神,接觸到LED這個(gè)行當(dāng)已經(jīng)五、六年,算從門外漢變成了知道點(diǎn)皮毛的路人甲,甚至還用照貓畫虎的套路做了些LED電源,謝天謝地,這些寶貝兒在客人那里通常都還比較溫順,還算對(duì)得起那幾個(gè)磨破了的資料袋。

Z兄是深圳LED電源圈子里面的老人,一開始是做電源芯片,雖然是負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的,但注重技術(shù),為人實(shí)在,現(xiàn)在轉(zhuǎn)身不賣芯片也改做電源,只做日光燈電源,每次一起瞎聊,他總是說“打死我也不做球泡燈電源”,相信做過LED電源的工程技術(shù)人員一聽就明,他這么說是有道理的——“怕熱的LED”。

就目前而言,LED發(fā)光的燈芯有個(gè)缺陷,怕熱,不耐高溫,隨著溫度的上升,使用壽命會(huì)急劇下降,通常是要求正常使用中LED燈珠表面溫度不超過65攝氏度。這里我們不探討LED燈芯怕熱的原因,只要知道,在許可的溫度范圍內(nèi),LED燈珠的壽命是很長(zhǎng)很長(zhǎng)的,5萬小時(shí)是小意思,這不是LED燈珠廠家吹牛,5萬小時(shí)大約是5年半時(shí)間,看似好長(zhǎng)時(shí)間,實(shí)際上現(xiàn)在電子市場(chǎng)那種3分錢一顆的垃圾級(jí)小LED發(fā)光管都能活這么久,不信的話你想想身邊的那些用LED工作狀態(tài)指示燈,很少見壞掉吧。

既然這種常用來做工作狀態(tài)指示的小LED發(fā)光管能有這么長(zhǎng)的壽命,大功率LED燈珠理論上自然也可以有這么長(zhǎng)壽命,我們可以這么假設(shè):假設(shè)一個(gè)小LED發(fā)光管的工作電流是10毫安,我們把35個(gè)這樣的LED發(fā)光管堆在一起就可以得到一個(gè)功率1W的大功率LED燈珠,理論上講就是同樣長(zhǎng)的壽命。

LED燈芯自身發(fā)熱原因是光電轉(zhuǎn)換時(shí)一部分電能轉(zhuǎn)成了熱能,現(xiàn)在說的LED燈節(jié)能高效就是LED燈芯光電轉(zhuǎn)換的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的白熾燈,傳統(tǒng)的白熾燈大部分電能都轉(zhuǎn)成了熱能,而LED燈正好相反,大部分電能都轉(zhuǎn)成了光能。就LED燈芯而言,雖然大部分電能都轉(zhuǎn)換成了光能,但剩余的那部分熱能可不能小看,一顆1W的LED燈珠,就算80%轉(zhuǎn)換成了光能,剩余的熱能也有0.2W,這個(gè)0.2W能有多大威力呢,還是要通過生活中的例子做參照才能有個(gè)基本了解,一把30W的電烙鐵,一分鐘之內(nèi)烙鐵頭溫度就可以升到400攝氏度左右,烙鐵頭有多大?想想LED燈芯里面的PN結(jié)有多大?所以如果不加散熱處理,這個(gè)0.2W很快就能把LED燈芯升到非常高的溫度,只要150度,一般LED燈芯很快就會(huì)掛掉。

說了這么多,其實(shí)就是一句話:“要想LED燈壽命長(zhǎng),就不能高溫,參考標(biāo)準(zhǔn)是燈珠表面溫度不超過65攝氏度。”現(xiàn)在的照明LED燈,常常弄個(gè)鋁殼就是為了散熱,不讓LED燈珠溫度過高。先告訴大家一個(gè)判斷溫度的經(jīng)驗(yàn),如果手摸上去感覺溫溫的,這是四十來度,如果覺得挺熱,但手還能握住,就已經(jīng)五十來度了,要是感覺非常燙,很難握住,那肯定有六、七十度了,好的LED燈,燈殼要能用手握得住,記住了啊。

鋁殼越大,散熱越好,成本也越高,就現(xiàn)在神州的商業(yè)環(huán)境,除去知名品牌,價(jià)格絕對(duì)是第一競(jìng)爭(zhēng)力,這就決定了LED燈廠會(huì)盡量的用小鋁殼來降低成本,他們看來是不用最好,不要笑,這是他們真實(shí)的想法,的確有廠家用的就是塑料殼,樣子還挺像鑄鋁。因?yàn)長(zhǎng)ED燈是照明產(chǎn)品,買的人肯定是希望越亮越好,一顆額定電流350毫安的LED燈珠,是可以把工作電流調(diào)到400毫安的,甚至短時(shí)間1安電流都能承受住,這樣LED燈廠為了讓自己的燈比別人的亮,會(huì)把LED燈的工作電流調(diào)到上限甚至超限使用,這樣一開始燈確實(shí)比別人要亮,可沒多久就朦擦擦的了。

用小鋁殼是熱量不能有效散出,加大電流是發(fā)熱加劇,其后果是相同的,導(dǎo)致LED燈芯溫度過高,壽命變短。前面提到的Z兄不敢做球泡燈電源,就是因?yàn)長(zhǎng)ED球泡燈電源需要靠鋁外殼散熱,作為電源供應(yīng)商,很難把控LED燈廠用什么樣子的鋁殼和燈珠,就算今天燈廠提供了燈殼和燈珠做測(cè)試,可沒準(zhǔn)哪天燈廠就換了燈殼和燈珠的供應(yīng)商,燈殼變薄點(diǎn)、燈珠的效率變低點(diǎn),可能結(jié)果就完全不一樣。

說到這里我想應(yīng)該有人有疑問了,就算是散熱不夠,也就是LED燈的壽命變短,和你LED電源有什么關(guān)系?只要把自己的電源做好,保證電源不壞就是了?LED燈分三大塊:燈珠、電源和外殼。外殼除非拿把錘子砸,否則是不會(huì)壞的;燈珠除非是電流超大,否則不會(huì)立馬燒壞,只是逐步光衰,就是漸漸亮度變低,屬于慢性病;電源則不同,容易得急性病,一般都是一口氣沒上來就嗝屁了。

當(dāng)LED燈散熱不夠時(shí),燈殼內(nèi)部的溫度也隨之上升,通常內(nèi)部溫度會(huì)比外殼溫度高10~20度,如果外殼溫度60~70度,燈殼里面的溫度可能就有80~90度,這可是讓電子產(chǎn)品頭疼的一個(gè)溫度了。對(duì)于電子元件,商業(yè)級(jí)的最高工作溫度是85度,80~90度已經(jīng)是極限溫度,要知道這個(gè)溫度對(duì)于球泡燈來說是屬于正常溫度了,現(xiàn)有的電源一般都還抗得住這個(gè)溫度。

如果溫度再往上升,對(duì)于電源,隨時(shí)就會(huì)有災(zāi)難性后果發(fā)生,溫度過高元件耐壓下降被高壓擊穿,溫度過高元件可承受功率下降而燒毀,一發(fā)生這類問題就是整個(gè)LED燈的生命終結(jié)。常用的快恢復(fù)二極管,可承受結(jié)溫為125度;常用的電阻,記得是115度下可承受的功率下降到額定值的八分之一;普通CBB電容外殼,可耐受溫度85度;變壓器漆包線最高耐溫130度。

從這幾個(gè)數(shù)據(jù)看,當(dāng)燈殼里面的溫度到達(dá)80~90度的時(shí)候,可以說這個(gè)溫度已經(jīng)是電源能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作的上限。因?yàn)殡娫醋陨硪舶l(fā)熱,目前一般設(shè)計(jì)上是電源溫升控制30~40度的樣子。燈殼里面的溫度加上電源的溫升,已經(jīng)是110~130度,顯然不能再高,再高就要出事。燈珠的光衰是慢性病,往往就是還沒來得及發(fā)現(xiàn)燈的亮度變暗,某個(gè)瞬間燈就從亮變?yōu)椴涣迹鹣聛硪豢矗请娫磯牡簦瑹糁閾Q一個(gè)好的電源還能繼續(xù)亮,這種情況還用說嗎?肯定是電源的問題,電源廠負(fù)全責(zé)。

好些讓人哭笑不得的例子:客戶質(zhì)問你們的電源怎么把我套在上面的熱縮套管都燙化了,我的神呢,熱縮套管燙化了,那是你熱縮管材料不好,不過就算再差的熱縮套管,也不是一點(diǎn)點(diǎn)溫度就能燙化的啊;客戶質(zhì)問你們的電源怎么把我的燈頭外殼燙壞了,我的大神呢,燙壞燈頭外殼的溫度應(yīng)該不低吧;客戶質(zhì)問為什么燈有時(shí)候出現(xiàn)亮一會(huì)滅一會(huì)的現(xiàn)象,我的大大神呢,這是進(jìn)入了過溫保護(hù)狀態(tài),要知道這個(gè)方案用的芯片過溫保護(hù)是150度。

現(xiàn)在我想大家應(yīng)該明白標(biāo)題”怕熱的LED“的意思了,LED燈珠怕熱,但高溫不會(huì)讓其馬上壞,只是亮度會(huì)慢慢的變低,更怕熱的是里面的驅(qū)動(dòng)電源,一旦溫度超過其可承受的極限,隨時(shí)就會(huì)損壞停止工作。不少人,包含好多做LED燈的在內(nèi),只知道高溫會(huì)導(dǎo)致LED燈珠光衰加快,并沒有想到對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的影響才是致命的。

這個(gè)燈散熱不好,元芳,你怎么看?

回大人,此事必有蹊蹺。
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youyou_zh 發(fā)表于 2012-12-12 23:51:27
溫度過高的解決方案是什么啊
sunmoonnjch 發(fā)表于 2012-12-19 12:03:59
外部物理散熱,比如燈芯等借助外部金屬等散熱!
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