Czy diody LED dużej mocy wymagają chłodzenia?

Na temat diod LED narosło wiele mitów. Jeden z najbardziej popularnych, a jednocześnie szkodliwych, dotyczy energooszczędności diod. W tym ujęciu energooszczędność przejawia się w tym, że rzekomo cała energia...

Na temat diod LED narosło wiele mitów. Jeden z najbardziej popularnych, a jednocześnie szkodliwych, dotyczy energooszczędności diod. W tym ujęciu energooszczędność przejawia się w tym, że rzekomo cała energia, którą diody pobierają, zamieniana jest na światło, bez żadnych strat cieplnych, jak ma to miejsce w przypadku tradycyjnych żarówek. Miałoby się tak dziać ze względu na budowę diod, w których nie ma żarzących się elementów, jakie występują w tradycyjnych żarówkach.

Jest to oczywiście fałszywy pogląd. Diody LED, szczególnie te o dużej mocy, generują duże ilości ciepła. Co więcej, o wiele gorzej od tradycyjnych żarówek radzą sobie z jego oddawaniem do otoczenia, ponieważ żarówki aż 80% ciepła rozpraszają przez promieniowanie cieplne, a zaledwie 20% przez mało wydajną w pokojowych warunkach konwekcję. W przypadku diod ta proporcja jest zaburzona – obydwie wartości przyjmują 50%. A zbyt wysokie temperatury diodom LED wyjątkowo szkodzą, znacznie skracając czas ich prawidłowego funkcjonowania oraz obniżając wydajność układu. Z tego względu diody LED dużej mocy bezwzględnie wymagają chłodzenia. Jest to bardzo łatwe do zaobserwowania w przypadku starszych układów RGB, których celem jest wytwarzanie białego światła.

Faktem jest, że czerwone diody zużywają się szybciej – wynika to z właściwości stosowanych dawniej półprzewodników emitujących czerwone światło, a ściślej rzecz ujmując, z ich wrażliwości na zmiany temperatury otoczenia. Innymi słowy zmiana temperatury otoczenia pociąga za sobą zmianę intensywności światła emitowanego przez czerwoną diodę, co z kolei prowadzi do zmianach w świetle białym. Z tego względu w profesjonalnym wykorzystaniu lamp RGB stosuje się układy elektroniczne sterujące intensywnością lamp świecących w barwach podstawowych w celu utrzymania stałej, niezakłóconej barwy białej.

Przyjmuje się, że temperatura wewnątrz diody nie powinna przekraczać 100°C, szczególnie w przypadku tradycyjnych lamp domowego zastosowania, ponieważ powyżej tej granicy znacznie spada wydajność LED-ów, a także o wiele szybciej się zużywają. Dlatego producenci mocnych diod montują w swoich układach metalowe podstawy będące miejscem styku pomiędzy układem a urządzeniem chłodzącym – radiatorem lub wentylatorem. Niestety, nawet najlepsze wentylatory, radiatory czy pasty termoprzewodzące nie spełnią swojej roli, gdy jakość wykonania diody pozostawia wiele do życzenia. Dzieje się tak ze względu na konieczność odprowadzania nadmiaru temperatury z chipu do jego obudowy. Im lepsza technologia produkcji, tym temperatura jest sprawniej odprowadzana, a co za tym idzie, ryzyko przegrzania się diody znacznie maleje.

Warto wiedzieć, że renomowani producenci LED-ów dużej mocy udzielają bardzo ścisłych instrukcji dotyczących zarządzaniem ciepłem podczas pracy swoich produktów, sami również wytwarzają radiatory przystosowane do swoich diod. Czasami obudowy diod przejmują kształt oraz rolę radiatorów, niestety, nie zawsze jest to wystarczające rozwiązanie.

LedBox
Ul. Lea 203
30-133 Kraków

kontakt

Andrzej Szymański
andrzej.szymanski@ledbox.net.pl
501-451-184 / 602-767-260

12 637-65-84
12 661-38-00
Fax 12 430-49-01