Lo creas o no, el aire más frío puede hacer que las luces LED brillen más y duren más, mientras que un ambiente igualmente caluroso acortará la vida del LED. ¿Por qué un LED no resiste el calor? En este artículo exploraremos el tema de por qué la temperatura del entorno de funcionamiento afecta a las luces led.
¿Por qué a las luces LED les gusta el frío?
En general, las altas temperaturas reducen la capacidad del LED para producir luz. El calor, combinado con el mayor voltaje, calienta el semiconductor. Cuanto más potente es el LED, mayor es la carga térmica y mejor refrigeración necesita.
"En general, cuanto más frÃo sea el entorno, mayor será la potencia luminosa de un LED. Las temperaturas más elevadas suelen reducir la potencia luminosa. En entornos más cálidos y con corrientes más altas, aumenta la temperatura del elemento semiconductor"- Programa Nacional de Información sobre Productos de Iluminación
¿Qué es la temperatura de unión de un LED y qué significa?
La temperatura de la unión entre el chip LED y el sustrato situado sobre él se denomina temperatura de unión. Esta unión suele tener la temperatura más alta del dispositivo, por lo que es un valor adecuado para indicar la capacidad de disipación del calor. La siguiente figura muestra la estructura de la tira de LED vista lateralmente. En la parte inferior está la propia base de la placa de circuito impreso, a la que se fijan los LED.
Las luminarias LED actuales están diseñadas con materiales conductores térmicos, de modo que el calor se transfiere desde la unión hasta el punto de soldadura. El punto de soldadura se encuentra en la interfaz entre el paquete de LED y la placa de circuito impreso y/o un disipador de calor independiente. La eficacia de las vías térmicas internas se refleja en la resistencia térmica interna del LED. Cuanto menor sea la temperatura interna, mayor será la calidad del LED desde el punto de vista térmico.
La temperatura máxima de unión la fija el fabricante del circuito LED y el diseño del producto debe tener en cuenta el calor generado por el circuito LED y su disipación. El diseño de los LED varía mucho, ya que pueden utilizarse para una amplia gama de aplicaciones de iluminación.
¿Qué hace el calor a las luces LED?
La temperatura tiene un efecto tangible sobre el material y la intensidad luminosa de la luz LED. Si tuviera que decir algo brevemente, la temperatura de un LED tiene un gran impacto en su vida útil y en su potencia luminosa. Se han realizado muchas investigaciones al respecto. Por ejemplo, este estudio investigó el efecto de distintos materiales en la conductividad térmica de los LED y demostró el efecto del calor en la durabilidad de los LED. Aquí tienes otro estudio que analiza la cuestión.
Las lámparas led baratas suelen estar hechas de plástico, que no conduce bien el calor. Por tanto, las lámparas led de plástico rara vez son duraderas.
Led no soporta el calor, el frío es bueno
Las luces led funcionan con una eficiencia del 100% cuando la temperatura de unión -la temperatura dentro del circuito led por donde pasa la energía eléctrica- es de 77 grados Celsius.
Cuando la temperatura aumenta unos 20 grados centígrados, la vida útil calculada del LED se reduce a la mitad y de nuevo a 20 grados se reduce a la mitad.
Así que si el supuesto de partida es 77 grados y el led dura 50.000 horas, entonces 97 grados significa 25.000 horas y 117 grados ¡sólo 12.500 horas!
Por eso una bombilla LED de 30 g no durará tanto como una lámpara LED bien diseñada con 200 g de aluminio que conduce el calor lejos del chip LED.
La temperatura ambiente de la luminaria LED afecta directamente a la temperatura de la unión. Otros factores que afectan a la temperatura de la unión son la corriente eléctrica y la cantidad de material que elimina el calor del LED, el disipador de calor. Tanto las luminarias LED como las tiras de luces LED necesitan aluminio.
Un elemento de refrigeración suele ser un material situado dentro o alrededor de la fuente de calor, a menudo metal, que enfría conduciendo y alejando el calor de los circuitos LED sensibles. El aluminio destaca en esta tarea.
En otras palabras: Asegúrate siempre de que la lámpara LED que compres sea pesada. Cuanto más conductores térmicos sean los materiales, más se enfriará el circuito LED y mayor será su vida útil.
Los efectos del frío y el calor en las luces LED
El bajo estrés térmico de un entorno frío somete a menos tensión a los diodos y al controlador. Los estudios han demostrado que cuando las luces LED se instalan en lugares fríos, se reduce su tasa de degradación y mejora el rendimiento luminoso. Por el contrario, en entornos cálidos y húmedos, la vida útil de la luz LED se acorta y la potencia luminosa se reduce.
"Los resultados mostraron que el modo de fallo dominante era el fallo de la junta de soldadura. Cuando la temperatura delta aumentaba, el sistema fallaba en menos tiempo y mostraba una depreciación del lumen más rápida" -Información de producto de National Lighting
Los investigadores descubrieron que la exposición prolongada al calor puede acortar considerablemente la vida útil de muchas luminarias LED. Las temperaturas ambiente más elevadas conducen a temperaturas de unión más altas, lo que puede aumentar la tasa de degradación de la unión de los LED. Esto puede provocar una reducción irreversible y más rápida a largo plazo de la potencia luminosa de los LED que a temperaturas más bajas.
Prueba de ciclo de vida L70
El término técnico "reducción del flujo luminoso" se refiere a cuánto disminuye la intensidad luminosa de las lámparas LED con el paso del tiempo. Cuando la intensidad luminosa es el 70% de su valor original, se suele sustituir la lámpara LED. Este valor del 70% es en realidad el término estándar del sector: L70.
Los 77 grados Celsius antes mencionados son la temperatura más utilizada para medir el arco L70 de una bombilla.
Por fin
La exposición continuada a altas temperaturas puede contribuir a una pérdida de intensidad luminosa y, por tanto, reducir la vida útil de la lámpara LED. La mayoría de los expertos coinciden en que el calor es la mayor amenaza para las lámparas LED.
En entornos fríos, merece la pena considerar soluciones de iluminación LED, no sólo por razones de ahorro energético, sino también por su mejor rendimiento lumínico y una vida útil más larga de lo normal. Los que trabajan en entornos calurosos, en cambio, deberían pensar largo y tendido en la gestión térmica del edificio, si no por el bienestar de las personas, que debería ser razón suficiente, sí por los beneficios económicos de una iluminación LED adecuada.
Experto en iluminación Led
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Galería de Luces Led:
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Referencias: casas completas que han sido fotografiadas
1. Miksi LED ei kestä kuumaa?
Los componentes de los LED son sensibles a las altas temperaturas, ya que el calor excesivo rompe las estructuras internas del chip LED. A diferencia de las lámparas incandescentes tradicionales, los LED no pueden soportar cargas térmicas extremas, y el sobrecalentamiento provoca una disminución de la potencia luminosa y una reducción significativa de la vida útil.
2. Miten korkealle nouseva käyttölämpötila vaikuttaa LED-valaisimen käyttöikään?
Cuanto más calientes son las condiciones a las que se expone una luminaria LED, más rápido se degrada su potencia luminosa. Los componentes internos del LED se desgastan más deprisa, lo que reduce la luminosidad de la luz e incluso puede provocar una degradación prematura. Por eso es importante garantizar una refrigeración adecuada y evitar instalar luminarias LED en lugares demasiado calientes o herméticos.
3. Miten jäähdytys auttaa pitämään LEDit toimintakuntoisina?
Los elementos de refrigeración, como marcos y aletas de aluminio, eliminan eficazmente el calor generado por el LED al entorno. Al repartir el calor por una zona más amplia, el núcleo del LED no se sobrecalienta. Esto mantiene constante la salida de luz y prolonga la vida útil del LED al distribuir uniformemente la carga térmica entre los componentes.
4. Miksi asennusolosuhteet ovat tärkeitä LEDin kestävyyden kannalta?
La larga vida útil y el buen rendimiento de un LED dependen mucho del lugar de instalación. Si la luminaria está en un espacio cerrado o mal ventilado, se acumulará calor alrededor del LED. Como resultado, el LED se sobrecalienta y su rendimiento se deteriora. Si instalas la luminaria LED en un lugar más espacioso o utilizas refrigeración suplementaria, te asegurarás una vida útil más larga.
5. Miten pidentää LED-valaisimen käyttöikää kuumissa olosuhteissa?
Elige una luminaria LED refrigerada de calidad, con disipadores de calor adecuados o un cuerpo conductor del calor eficiente. La calidad de la fuente de alimentación y el lugar de instalación adecuado también son clave. Evita instalar la luminaria directamente cerca de fuentes de calor y asegúrate de que el aire pueda circular libremente. Esto mantendrá la luminaria LED más fría y permitirá que funcione eficazmente durante más tiempo.
