при какой температуре работают светодиодные лампы

Особенности работы светодиодных светильников при низких температурах

Является достоверным фактом, что повышенные температуры сокращают срок службы светодиодов и светильников на их основе. Сфера максимально низких температур менее изучена, но ряд закономерностей работы светодиодных светильников в этой области позволяет принимать взвешенное решение при выборе светильников для северных регионов страны.

Работа светодиодов в обычных условиях

Прохождение электрического тока через светодиод вызывает его нагрев и это обстоятельство вынуждает разработчиков принимать меры для отвода тепла. Выделение тепла на единицу светового потока у светодиодных кристаллов существенно меньше, чем у ламп накаливания, однако для мощных LED светильников это обстоятельство представляет серьезную проблему.

Второй стороной этой проблемы являются температура окружающего воздуха. Ее повышенное значение накладывается на нагрев светодиодного кристалла и вызывает его световую и функциональную деградацию. Так, повышение температуры эксплуатации светодиодного кристалла с 25 до 50°С в три раза сокращает срок службы светодиодной лампы или светильника.

Светодиод и его долговечность при низких температурах

Пониженная температура эксплуатации является для светодиода фактором увеличивающим его безупречную работу до неизвестных пока величин. Проверенным фактом выступают данные, что при температуре корпуса меньше 20°С, срок работы светодиодных кристаллов превышает 100 000 часов, что составляет более 11-ти лет непрерывной эксплуатации.

Дальнейшее снижение температурных условий эксплуатации светодиода и источников света на его основе приводит к полному отсутствию деградации светового потока кристаллов.

Конструктивные особенности низкотемпературного светодиодного светильника

Кроме положительного влияния низкотемпературных факторов на работу самого светодиода, есть несколько особенностей, влияющих на эксплуатацию светодиодных светильников, которые существенным образом отражаются на их цене:

сочетание низких температур окружающей среды и ее более высоких значений при работе светодиодных кристаллов или матриц приводит к эффекту конденсации влаги из воздуха на холодных частях корпуса светильника. В низкотемпературных источниках света должны присутствовать специальные меры по отводу конденсата, без потери класса пыле и влагозащиты;

наличие в блоках питания таких элементов сглаживания пульсаций напряжения, как электролитические конденсаторы, требует от производителя применения качественных изделий. Электролит обычных конденсаторов на холоде густеет и емкость конденсатора падает. Специальные, низкотемпературные серии электролитов способны работать без потери характеристик до температуры минус 60°С.

При выборе способа установки светильника в северных регионах следует учитывать, что светодиоды не содержит в своем спектре инфракрасных лучей, и намерзающий из-за осадков лед на нижней поверхности плафонов, горизонтально установленных источников света, не будет оттаивать, как это происходит в источниках света с лампами накаливания.

Перед тем как купить светодиодный светильник с хорошими низкотемпературными параметрами, следует внимательно ознакомиться с его характеристиками. Специалисты компании Коэнко всегда готовы оказать любую квалифицированную помощь в выборе таких источников света.

Источник

Что такое диапазон рабочих температур светодиодного светильника?

Работа светодиодного светильника при низких и высоких температурах

Как и любая техника, предназначенная для использования на открытом воздухе, на светодиодные светильники также влияют окружающие погодные условия. Осадки в виде дождя и снега самое безобидное воздействие, а вот низкие и высокие температуры могут представлять угрозу для работы осветительного прибора.

Следовательно, люди, которые покупают светильники для наружного освещения должны знать, как их светильники работают при различных температурах окружающей среды. Другими словами, нужно обратить внимание на диапазон рабочих температур светодиодного светильника.

В этой статье мы обсудим, как светодиоды работают как при низких, так и при высоких температурах, что прояснит, почему светодиоды предпочитают, когда дело доходит до установки освещения на открытом воздухе.

Полезные статьи:

Нужно ли учитывать окружающую температуру при выборе светильников?

Первый вопрос, который следует задать, размышляя о том, подходит ли прибор или нет: будет ли он работать на открытом воздухе?

Несмотря на эти хорошие новости, на светодиоды могут по-прежнему влиять определенные температуры, которые могут повлиять на их работу. В конце концов, в самом городе, в котором вы живете, может быть высокая температура днем ​​и температура ниже нуля ночью, что вызывает тепловую нагрузку на светильники.

Как светодиоды работают при высоких температурах

Когда светодиоды были впервые представлены на рынке, они имели корпус, напоминающий обувную коробку, и очень быстро перегревались из-за отсутствия вентиляции. Чтобы этого не происходило, производители начали устанавливать вентиляторы внутри светодиодных светильников, но это только способствовало механическим сбоям.

Светодиоды нового поколения имеют радиаторы, которые помогают предотвратить ухудшение светового потока из-за перегрева. Они отводят избыточное тепло и удерживают его подальше от светодиодов и драйвера. Некоторые светильники включают компенсирующую схему, которая регулирует ток через светодиоды, чтобы обеспечить непрерывный световой поток при различных температурах окружающей среды.

Но, как и большая часть электроники, светодиоды не работают при высоких температурах. При такое внешней среде светодиоды могут перегружаться, что может значительно сократить срок службы всего светового модуля.

Высокие температуры окружающей среды приводят к увеличинию скорости износа переходного элемента светодиода. Это заставляет световой поток светодиодной лампы резко уменьшаться, чем при более низких температурах.

Однако скорость, с которой срок службы светодиода начинает значительно уменьшаться из-за температуры окружающей среды, не является общепринятой. Только если вы знаете, что ваши светильники будут подвергаться воздействию высоких температур в течение длительного времени, стоит задуматься о том, как это может повлиять на ваш выбор освещения.

Как светодиоды работают при низких температурах

Одним из наиболее известных преимуществ светодиодного освещения является то, что оно хорошо работает при низких температурах. Основная причина этого в том, что он зависит от электрического драйвера.

Благодаря тому, что светодиоды являются полупроводниковыми источниками света, которые излучают свет, когда через них протекает электрический ток, они не подвержены влиянию низких температур окружающей среды и могут мгновенно включаться.

Кроме того, светодиоды лучше всего работают при низких температурах, поскольку на диоды и драйвер оказывает меньшее тепловое воздействие (изменение температуры). Фактически, исследования показывают, что при установке в холодных условиях скорость деградации светодиодов снижается, а их световой поток увеличивается.

Сравним работу светодиодных светильников с другими источниками света при различных температурах

Вот краткий обзор того, как работают альтернативы и как это связано с их слабостью работать при более низких или более высоких температурах.

Лампы накаливания

Лампы накаливания имеют вольфрамовую нить в стеклянном корпусе. Когда электрический ток проходит через нить накала, она нагревает ее до температуры, заставляя ее излучать свет. При установке в холодной среде лампы накаливания выделяют слишком много тепла (до 90%) и становятся очень неэффективными. Лампы нагреваются и излучают свет дольше.

Лампы высокого давления (ДРЛ, ДНаТ)

Разряд высокой интенсивности генерирует свет, пропуская электрическую дугу через газообразную комбинацию испаренных галогенидов металлов и ртути. При понижении температуры в дуговой трубке газоразрядной лампы высокой интенсивности становится меньше испаренного газа. Это вызывает повышение напряжения холостого хода, необходимого для зажигания дуги, пока оно не достигнет точки, при которой лампа не сможет запуститься.

Люминесцентные

Имеют трубку, содержащую небольшое количество паров ртути и аргона. Когда электрический ток пропускается через трубку, лампа генерирует невидимый ультрафиолетовый свет, возбуждая флуоресцентное покрытие (люминофор) на внутренней части трубки, которое затем производит видимый свет. Компактным флуоресцентным лампам требуется начальная температура для начала процесса реакции. Когда температура ниже этого значения, то лампы могут не запуститься.

Выводы

Независимо от того, устанавливаете ли вы светильники при высоких или низких температурах, светодиодные фонари будут работать должным образом. Только при очень высоких температурах светильники могут быть повреждены, и следует принимать меры предосторожности, чтобы минимизировать сокращение срока службы.

Источник

Часто задаваемые вопросы

Что такое светодиод?
Светодиод представляет собой полупроводниковое устройство, испускающее излучение в оптическом диапазоне при пропускании через него электрического тока.

От чего зависит цвет излучения светодиодных ламп?
Цвет излучения светодиодных ламп зависит от того, какой полупроводниковый материал используется для изготовления светодиодов. То есть, цвет свечения светодиодных ламп не зависит ни от напряжения, ни от температуры, а исключительно от типа используемого полупроводника и примесей, включенных в его состав.

В какой части спектра могут работать светодиодные лампы?
Светодиодные лампы могут испускать свет в любой части оптического диапазона, а также в инфракрасной и ультрафиолетовой (невидимые глазом) областях спектра. Кроме того, существуют светодиодные лампы, способные светить в широком спектре и давать белый свет, близкий по своим характеристикам к дневному свету.

Каков срок службы светодиодных ламп?
Срок службы светодиодных ламп составляет от 50 000 до 100 000 часов работы, что в разы превышает срок службы любого другого источника света. Однако нужно помнить, что под конец этого срока яркость свечения светодиодной лампы может снизиться до 30%.

Могут ли светодиодные лампы работать при низких и высоких температурах окружающей среды?
Они прекрасно работают в диапазоне температур, соответствующем климату России от самых низких температур на севере страны до высоких температур южных регионов, хотя светодиодные лампы не стоит подвергать аномально высоким температурам.

Для чего нужен драйвер?
Драйвер/блок питания/адаптер предназначен для того, чтобы преобразовать напряжение сети (220 вольт) в рабочее напряжение светодиода (12 или 24 вольта). Кроме того, такое устройство играет роль стабилизатора, обеспечивающего высокую стабильность напряжения, подаваемого на светодиод.

Где могут применяться светодиодные лампы?
Область применения светодиодных ламп практически не ограничена. Они могут использоваться в качестве различных индикаторов в бытовых и промышленных устройствах, для освещения (декоративного, дежурного и основного) помещений, для устройства наружной рекламы, в качестве источников света в фонарях, светофорах и пр., в игрушках и USB-устройствах, для подсветки ЖК экранов и мониторов, а также в огромном количестве разнообразных устройств.

Как понять, что светодиодную лампу пора менять?
Светодиодные лампы по мере старения имеют свойство несколько снижать яркость своего свечения. Однако не всякое снижение яркости служит поводом для их замены. Критическим считается снижение яркости на 30% от первоначального уровня. Только в этом случае можно считать, что светодиод выработал свой ресурс. И, разумеется, поводом для замены светодиодной лампы служит полное прекращение ее работы.

Можно ли изменять яркость светодиодных ламп?
Можно. Яркость светодиодных ламп изменяется в довольно широких пределах, однако делать это простым снижением напряжения нельзя, больше того, делать это нельзя. Для регулировки яркости свечения светодиодной лампы используется метод широтно-импульсной модуляции и осуществляется он при помощи специального устройства – блока управления, который нередко применяется совместно с контроллерами. При использовании метода ШИМ регулируется не напряжение, подаваемое на светодиод, а частота сигнала, доходящая до тысяч герц.

Каковы преимущества светодиодных источников света?
Светодиоды имеют целый ряд преимуществ, которые делают их весьма выгодным приобретением: низкое потребление электроэнергии, длительный срок службы, высокая механическая и вибрационная стойкость, широкий спектр цветов и направленностей, низкое рабочее напряжение, возможность регулирования яркости в широких пределах, высокая безопасность.

Каковы недостатки светодиодных источников света?
По мнению большинства экспертов, основным и главным недостатком светодиодов является их цена, которая на данный момент довольно высока. Однако по мере развития технологии получения светодиодов она будет снижаться.

Можно ли применять светодиодные светильники в замкнутых пространствах (шкафах и т.д.)?
Да, более того, эти источники света как никакие другие подходят для этого. Ведь они мало нагреваются и, благодаря этому, не имеют высоких требований к отводу тепла в окружающую среду.

Пожароопасны ли светодиодные светильники?
Нет. В связи с тем, что светодиодные лампы очень слабо нагреваются, они не могут вызвать воспламенение даже легковоспламеняющихся материалов (например, пластика).

Могут ли светодиодные лампы применяться в сырых помещениях (подвалах, банях и т.д.)?
Да. Это связано с тем, что рабочее напряжение светодиодных источников света не превышает 24 вольт, что сводит риск поражения электрическим током, в результате попадания влаги или воды, к нулю.

Вредно ли излучение светодиодных ламп для глаз и организма человека?
В отличие от люминесцентных (энергосберегающих) ламп, светодиодные лампы, во-первых, не имеют мерцаний, во-вторых, обладают коэффициентом цветопередачи равным 1. Это делает их максимально безопасными и комфортными для глаз человека. Кроме того, свет таких ламп не вызывает аллергию и не вредит коже человека. То есть, можно говорить о полной безвредности светодиодных ламп, чем не может похвастаться ни один другой источник света (кроме Солнца, разумеется).

Можно ли просто заменить стандартную лампочку накаливания светодиодным светильником?
Существующие лампочки накаливания или энергосберегающие люминесцентные лампы имеют цоколь Е-27 или Е-14 (миньон) и для их замены на светодиодные лампы необходимо всего лишь приобрести светодиодную лампу с соответствующим типом цоколя. После этого, нужно всего лишь выкрутить старую неэффективную лампу и вкрутить вместо нее энергосберегающую.

Какова годовая экономия от замены 10 ламп накаливания мощностью 100Вт?
Максимальная мощность светодиодной лампы, обеспечивающей такое же свечение, как лампочка накаливания мощностью 100Вт, составляет 10 Вт. Допустим, что такая лампа работает не более 5 часов в день, а стоимость электроэнергии составляет 3 руб./кВт. Таким образом, за 18250 часов работы 10 ламп в год будет сэкономлено почти 1643 кВт, что в деньгах выражается суммой почти в 5000 рублей (175 долларов). И это всего за 1 год!

Можно ли использовать диммеры со светодиодными светильниками?
Можно. Однако это можно делать не для всех светодиодных ламп. О возможности применения диммеров производитель, как правило, указывает в характеристиках к светодиодной лампе. Однако светодиодную лампу можно подключать к диммеру с применением специального устройства.

У нас в деревне очень нестабильное напряжение. Можно ли использовать светодиодные лампы без применения стабилизатора?
Да, можно. Ведь светодиодные лампы подключаются через адаптер, который не только снижает напряжение с 220 вольт переменного тока до 12 (24) вольт постоянного тока, но и выполняет функции стабилизатора напряжения. В итоге, на выходе адаптера получается довольно стабильное напряжение. Однако даже в том случае, если бы светодиодный источник света был предназначен для включения в сеть без адаптера, то и в этом случае он работал бы стабильно, ведь светодиодные лампы способны работать при перепадах напряжения в широком диапазоне, не выходя из строя и не прекращая работы.

Мой дом не подключен к сети переменного тока и для обеспечения собственных нужд я использую дизельный генератор. Могу ли я поменять в доме лампы накаливания на светодиодные?
При использовании светодиодной лампы не имеет значения, как получена питающая ее электроэнергия. Важно, чтобы напряжение соответствовало параметрам, на которые рассчитана лампа или установленный перед ней адаптер. На сегодняшний день, многие генераторы обеспечивают даже более высокое качество напряжения чем то, которое есть в централизованной сети электрического тока и, следовательно, их применение абсолютно безопасно.

Можно ли подобрать светодиодные ленты, которые будут служить постоянным источником света в помещении?
Изначальное назначение светодиодных лент – это подсветка различных дизайнерских элементов помещения (ниш, потолков, плинтусов и т.п.). Именно с этой целью они применяются в большинстве помещений, однако это не значит, что они не могут использоваться в качестве основного освещения. На современном рынке электроосветительного оборудования широко представлены светодиодные ленты, которые можно использовать в качестве источников основного освещения. Такие ленты могут иметь удельную мощность 28 ватт на погонный метр светодиодной ленты и даже 36 ватт на метр. Иначе говоря, светодиодная лента длиной всего 3 метра дает мощность, большую, чем лампочка накаливания мощностью 100 ватт. Этого вполне достаточно для основного освещения небольшого помещения. Для освещения больших помещений используются ленты большей длины.

Какие светодиодные источники света на данный момент являются самыми популярными у жителей нашей страны?
На сегодняшний день самыми популярными светодиодными изделиями на нашем рынке являются:
— светодиодные ленты, которые широко используются в декоративных целях;
— прожектора, применяемые для подсветки зданий и территории;
— светодиодные лампы с патроном Е27, которые предназначены для замены стандартных ламп накаливания и люминесцентных ламп;
— светодиодные лампы с патроном mr16 или gu10, служащие для замены галогенных ламп с таким же типом патрона.

Последние два типа светодиодных ламп позволяют быстро легко получить видимую экономию электроэнергии, что делает их особенно привлекательными.

Источник

Уместны ли светодиоды там, где жарко?

В современных условиях просто неудобно использовать в проектах освещения что-либо, кроме светодиодов — рискуешь прослыть ретроградом. Вот и ставят светодиодные светильники не только в прохладные кондиционируемые офисы, но и в литейные цеха, а то и в бани. И только печальный опыт эксплуатации способен научить некоторых потребителей, что светодиоды не любят высокие температуры. Неужели современные технологии так и не решили эту проблему?

Светодиод представляет собой полупроводниковый прибор, который чувствителен к изменению температуры. При увеличении температуры происходит увеличение количества дефектов в кристаллической решетке, из-за чего падает КПД устройства. Выводы, через которые на светодиод подается питание, выполнены из металла. При повышении температуры увеличивается диффузия атомов металла в структуру полупроводника, что также ухудшает параметры светодиодов. Вот почему при увеличении температуры светодиода срок его службы снижается.

Используемые для освещения белые светодиоды имеют еще один «фактор риска». У них кристалл, дающий синее излучение, покрыт слоем люминофора, благодаря которому в итоге и получается белое свечение. При высоких температурах люминофор деградирует, что сопровождается не только снижением светового потока, но и изменением спектра, в частности, увеличением размера так называемого «синего пика» до опасных для здоровья значений.

Но каким образом определить температурный предел, до которого можно эксплуатировать светодиоды и светильники на их основе?

Температура внутри и снаружи

Заглянув в технические данные современного светодиода, вы обнаружите, что он, как правило, способен работать при температуре до +125°C. Для более дорогих и продвинутых моделей светодиодов верхний предел простирается еще выше. В то же время температура в русской бане не поднимается выше +70°C, в финской сауне — выше +110°С. В рабочей зоне литейного цеха температура в реальности не более +37,4°C. Правда, светильники устанавливаются там под потолком, где температура может достигать +60°С, но, все-равно, она значительно ниже предельно допустимой. Казалось бы, нет никаких проблем для внедрения светодиодов. Но это только на первый взгляд.

Галогенные лампы с цоколем G9 до сих пор разрешены в Евросоюзе

В технических данных на светодиод указываются номинальное и максимально допустимое значения температуры p-n-перехода. Если отбросить технические подробности, то этот показатель означает температуру внутри кристалла светодиода. Под максимально допустимой подразумевается такая температура, выше которой светодиод очень быстро выйдет из строя. Для номинальной температуры p-n-перехода производитель нормирует основные технические параметры. При более низких температурах, чем номинальная, светодиоды показывают характеристики лучше заявленных. При более высоких — резко уменьшается срок службы и падает энергоэффективность. У самых современных светодиодов значение номинальной температуры p-n-перехода составляет 85°C. То есть в финскую сауну светодиодные светильники точно поставить невозможно.

На интуитивном уровне можно вывести правило: внутри светодиода температура выше, чем на внешней поверхности его корпуса. В свою очередь, внешняя поверхность корпуса светильника нагревается до меньшей температуры, чем внешняя поверхность корпуса светодиода. Но как это можно описать в виде формул?

Для определения срока службы светодиодов полный прогон на протяжении заявленного времени не применяется, так как за 50 000 часов (более 5 лет) испытываемая модель светодиода просто устареет. Опытные образцы тестируются за более короткие сроки (порядка 2000 часов) при повышенной температуре, далее определяется степень деградации, исходя из которой по специальным формулам вычисляется срок службы при номинальной температуре.

Тепловое сопротивление

Отвод тепла от светодиода с помощью пассивной системы подчиняется закону теплопроводности Фурье: в установившемся режиме поток энергии, передающийся посредством теплопроводности, прямо пропорционален градиенту температуры T на единице пути x этого потока со знаком «минус». В рассматриваемом случае поток энергии равен мощности P, рассеиваемой светодиодом:

где λ — коэффициент теплопроводности материала.

Для практических целей удобно пользоваться понятием теплового сопротивления R_t. Тепловое сопротивление между двумя точками определяется как отношение разницы температур между ними к проходящему между ними тепловому потоку, в нашем случае — выделяемой светодиодом мощности:

Если мы имеем дело с однородной средой, то этот показатель связан с λ следующим соотношением:

где h — толщина слоя материала, через который проходит поток тепловой энергии, а S — площадь теплообмена.

Тепловое сопротивление в системе СИ выражается в кельвинах на ватт (K/Вт). Но поскольку в формуле (2) используется только разность двух температур, а

T, выраженные в K и °C численно равны, для инженерных целей используется также размерность °C/Вт.

Большинство правил, действующих для электрического сопротивления, точно так же действуют и для теплового сопротивления. В частности, при прохождении потока тепловой энергии через несколько элементов конструкции светильника их тепловые сопротивления суммируются. Исходя из (3), можно составить уравнение:

где R_d — тепловое сопротивление между p-n-пере-ходом и контактной площадкой корпуса светодиода, R_l — тепловое сопротивление между контактной площадкой корпуса светодиода и окружающей средой (включает в себя, при наличии, тепловое сопротивление монтажной платы, термопасты и радиатора), T_j — температура p-n-перехода светодиода, T_out — температура окружающей среды.

Отсюда следует, что значение температуры окружающей среды, при котором температура p-n-перехода будет иметь заданное значение, составит:

Устойчивость драйвера к высокой температуре

Надежность светодиодного светильника определяется не только источником света, но и драйвером. Современной тенденцией является использование в драйверах транзисторов на основе GaN. Максимальная температура p-n-перехода для них составляет около 200°C. Поскольку в современных драйверах транзисторы работают в ключевом режиме, характеризующемся минимальным нагревом, продолжительная работа GaN транзисторов при температуре окружающей среды около +70°C вполне возможна.

Наиболее уязвимыми элементами драйвера являются электролитические конденсаторы.

Теплоотвод для светодиодов, в котором используются трубки, заполненные жидкостью.
Для заводского цеха вполне нормально, но в тесной парилке такой не поставишь

Поскольку они практически не выделяют тепла, то будут работать при температуре окружающей среды. Для современных электролитических конденсаторов номинальной температурой является +85°C. То есть современный уровень развития технологий позволяет создать драйвер для светодиодного светильника, который может работать в русской бане или в литейном цеху. Но способны ли выдержать такие условия светодиоды?

Оценка для лучшего типа светодиодов

Для того, чтобы дать оценку верхнего предела температуры окружающей среды, при которой может работать светильник, оснащенный пассивным радиатором, рассмотрим конструкцию на основе одного светодиода, специально предназначенного для работы в сложных условиях. Выберем один из самых современных светодиодов Cree Xlamp XP-L2. Его отличительными особенностями являются номинальная температура p-n-перехода +85°С и малое тепловое сопротивление между p-n-переходом и контактной площадкой — всего 2,2°C/Вт.

Если вам предлагают приобрести светодиодные светильники, предназначенные для установки внутри сауны, это, скорее всего, обман. Современные светодиоды не могут стабильно работать при температуре, характерной для сауны.

При токе, протекающем через светодиод, 1 А, падение напряжения на нем составляет около 3 В. То есть светодиод в нормальном режиме работы потребляет мощность 1 A х 3 В = 3 Вт. Световой поток в таком режиме будет составлять около 500 лм. КПД данного светодиода составляет около 40%, отсюда следует, что примерно 60% потребляемой энергии уходит в нагрев устройства. Но компания Cree рекомендует при расчетах теплоотвода в светильниках на основе данной серии светодиодов принять, что в нагрев уходит 75% потребляемой мощности, тем самым обеспечивается необходимый «запас прочности». Таким образом, светодиод рассеивает мощность, равную 0,75 х 3 Вт = 2,25 Вт.

Конструкция светодиода Cree Xlamp XP-L2 требует установки его на монтажную плату, которая, в свою очередь, крепится к теплоотводу. Минимальное значение теплового сопротивления платы на металлической основе с конструкцией, рекомендованной Cree, составляет 3,5°C/Вт. Тепловое сопротивление термопасты примем за 1°C/Вт.

Запрет на галогенные лампы в Евросоюзе относится главным образом к лампам с цоколями E14 и E27 и GU10. Галогенные лампы с цоколем G9 до сих пор разрешены, что позволяет финнам париться в сауне с искусственным освещением, а китайским производителям — выпускать для них светильники с соответствующими патронами. Под запрет также не попадают галогенные лампы, питающиеся от сети через понижающий трансформатор, а именно они должны использоваться по нормам во влажных условиях русской бани. В общем, еврочиновники не обидели своим запретом любителей попариться.

Используем в данной конструкции один из лучших радиаторов в своем классе MechaTronics CoolStar Black 8630 с тепловым сопротивлением 2,1°C/Вт. Получаем Rl = 3,5°C/Вт + 1°C/Вт + 2,1°C/Вт = 6,6°C/Вт. Подставляя данные в формулу (5), получаем, что температура p-n-перехода не превысит номинального значения +85°C, если Tout не превысит 65°C. Разница между температурой p-n-перехода и окружающей средой составит не менее 20°C.

Из этого следует, что такой светильник может использоваться в горячих цехах на производстве.

В русской бане возможно применение светодиодного освещения,
но дорогостоящие светильники не окупятся за счет экономии электроэнергии

В русской бане температура p-n-перехода составит более +90°C, что приведет к уменьшению срока службы светодиода и падению его энергоэффективности. Наконец, в финской сауне температура p-n-перехода составит +130°C, что означает практически мгновенный выход светодиода из строя.

Несколько улучшить тепловые показатели можно, заменив простой радиатор на систему охлаждения с трубками, заполненными специальной жидкостью. Ее тепловая температура составляет около 0,5°C/Вт. Тогда Rl = 5°C/Вт. Согласно формуле, Tout не должна превышать +69°C. Да, если все идеально изготовлено, то такой светильник можно и поставить, с некоторым допущением, в русскую баню. Только вот стоимость его будет настолько велика, что никогда не окупится выигрыш от замены галогенных ламп на светодиоды. А вот на производстве снижение температуры p-n-перехода даже на несколько градусов позволяет получить ощутимую выгоду за счет увеличения срока службы и повышения энергоэффективности светильника.

Выводы

Современные светодиоды и драйверы, специально разработанные для использования при высоких температурах, позволяют создавать светодиодные светильники, надежно работающие на производстве в горячих цехах при условии, что температура в месте их установки не превышает +60°C.

Использование светодиодных светильников в русской бане в случае применения теплоотвода с трубками, заполненными жидкостью, возможно, но с точки зрения экономии в настоящее время нецелесообразно.

Применение светодиодов для внутреннего освещения в финской сауне недопустимо.

Для того, чтобы правильно выбрать светодиодный светильник для работы в условиях высоких температур, следует ознакомиться с техническими характеристиками применяемых в нем светодиодов и драйвера. Их параметры должны нормироваться при высокой температуре (около +85°C). Без этих данных высокая предельная температура ничего не означает, поскольку при приближении к ней технические характеристики могут значительно снижаться.

И, самое главное, помните, что применение именно светодиодов не может быть самоцелью. В том случае, если температура в освещаемом помещении слишком высока для нормальной работы светодиодов, применение традиционных источников света (например, галогенных ламп) оказывается более выгодным.

Источник: Алексей Васильев, журнал «Электротехнический рынок» № 3 май-июнь 2019

Источник