В данной статье рассмотрим мощные светодиоды и методические рекомендации по их применению. Ими в основном комплектуются светодиодные светильники встраиваемые в потолок. Мощные белые светодиоды Cree используются в светильниках и прожекторах для освещения бытовых и промышленных помещений. Светодиоды производятся в нескольких модификациях, что позволяет решать разные задачи.
Прочная поликарбонатная линза с выбором угла рассеивания, низкое падение напряжения, качественный люминофор позволяет использовать светодиоды во влажной среде, при вибрациях или при низких температурах.
Особенности использования светодиодов
Главная особенность при использовании светодиодов, наличие грамотного теплоотвода на небольшой площади. Светоизлучающий кристалл нужно грамотно прикрепить к основанию теплоотвода. В офисном светодиодном светильнике радиатором служит внутренняя стенка, которая прикреплена к плате с теплоотводящим отверстием. Основание теплоотвода из меди имеет 5.5 мм в диаметре, поэтому требуется повышенное качество контакта подложка/радиатор. Тонкие проводники соединяющие кристалл с выводами не смогут обеспечить правильный теплоотвод.
Как правильно делать монтаж светодиода
Для монтажа светодиода применяется качественная теплопроводящая паста или клей. Обеспечивается максимальная шероховатость и чистая поверхность радиатора. На основание светодиода наносится теплопроводящая паста, причем количество пасты определяется экспериментально. Паста должна быть без комочков и посторонних элементов и не слишком густой. Светодиоды сильно и аккуратно прижимаются к основанию, при этом наблюдаются излишки теплопроводящей пасты. Встраиваемые светодиодные светильники светят ярко и работают долго благодаря исключительно качеству светодиодов Cree.
Температура кристалла 60-70 градусов, это оптимальная рабочая температура. В следствии чего место соприкосновения светодиода с радиатором не должно превышать 60 градусов при внешней температуре 25 градусов. Требуется вычисление необходимое для светодиода площади радиатора. При закрытом корпусе с радиатором внутри отсутствует естественная конвекция воздуха, для решения подобной задачи требуется увеличить площадь радиатора на 15-20%. Замеры радиатора производятся через четверть часа после включения светодиодного светильника.
Важно! Звезда- монтажная пластина "Star" не служит радиатором для мощного светодиода, а только облегчает монтаж при отсутствии монтажной платы.
Как правильно питать светодиод
Для светодиодов 3HP рабочий ток постоянный и максимальный - 350 мА. Падение напряжения на светодиоде 2,9-3,3 В, что соответствует этому току. Конечно в разных партиях эти диапазоны могут меняться, причиной этому технологический разброс при изготовлении кристалла, но отклонением от нормы не является.
Важно учитывать, что светодиоды необходимо использовать только при качественном теплоотводе, или снизить ток до 300 мА. Отмечу, что такой ток оптимален для светодиодов и имеет оптимальный КПД. Срок службы светодиодного кристалла увеличится на порядок при падении светового потока при снижении рабочего тока на 10% - около 4-7%. Если соблюдать оптимальные режимы работы, то продолжительность работы светодиода ограничена только его физическим старением.
Какие выбрать источники питания для светодиодов
Источники питания для светодиодов можно выбрать любые, главное чтоб были со стабилизацией тока нагрузки. Если существует запас по превышению максимального тока, то применение источников питания допустимо. У светодиодов существует крутая вольт-амперная характеристика, и превышение тока в несколько раз при изменении питающего напряжения на 1 вольт возможно приведет к деградации кристалла. Деградация не что иное как уменьшение светового потока, к примеру при повреждении у светодиода кристалла.
Можно группы светодиодов комбинировать параллельно-последовательно в различных комбинациях. Последовательные комбинации позволяют избегать высоких токов цепи. Увеличение сечения проводников не окупит удобство монтажа. Самый оптимальный ток цепи 300-900 мА.
У белых светодиодов особенность в конструкции такова, что деградация происходит из-за потемнения люминофора, которым покрыт кристалл. Люминофор темнеет под воздействием температуры и теряет свои свойства, если рабочая температура превышает оптимальное значение продолжительное время. Прямые солнечные лучи тоже способны вызвать потемнение люминофора, естественно воздействующие продолжительное время. И конечно не забываем про правильную площадь радиатора.
Работа светильника в правильном температурном режиме
Светодиоды 3HP используемые в офисных светильниках не особо требовательны к конструкции и питанию. Другое дело если светодиоды используются на улице, то нужно учесть важные факторы:
- Могут нагреваться до 70 градусов металлические части светильника, под воздействием прямых солнечных лучей, и под воздействием окружающей среды, превышающей 45 градусов С. Рекомендовано добавлять термореле, или расположив на радиаторе датчик цепи обратной связи по температуре.
- Зимой при низких температурах необходимо учесть, что драйверы имеют ограничения по использованию в подобных температурных условиях, обусловлено тем, что в драйверах применяются электролитические конденсаторы. Подбирайте драйверы правильно, учитывая характеристики окружающей среды. Как вариант, найдите возможность разместить драйвер в помещении!
Конструкция корпуса для уличного светильника
Излишние выступы, изгибы, углубления вот основные причины затрудняющие естественную конвекцию и способствующие скоплению грязи на радиаторе, их не должно быть в радиаторе уличного светильника. Так же необходимы дренажные отверстия. Чтобы влага, которая скопилась внутри светильника при воздействии температур не попадала на драйвер и в частности на элементы схемы, нужно расположить соответствующие. Так же нужно учесть разные температуры материалов из которых сделаны корпус светильника и светорассеиватель. Нужно учитывать что КПД кристалла увеличивается, вызывая повышение светового выхода на 20% при эксплуатации светильника при низких температурах.
Следует помнить, что светодиоды предрасположены эффекту тренировки, характеризующиеся увеличением светового выхода на 5-10% при эксплуатации 500-100 часов. Благодаря тому, что светодиоды светят направлено, потери в светильнике ниже, чем у обычных источников света. Это тоже необходимо учесть при проектировании.
Источник: ylati.ru