Почему греется светодиодная лента?

Почему нагревается светодиодная лента?

Во время покупки светодиодной ленты редко кто задумывается о том, насколько сильно она будет греться во время работы. В основном определяющими факторами при выборе являются: цена, цвет свечения, длина, мощность и степень защиты от влаги и пыли. Покупатель забывает о нагреве и клеит светодиодную ленту на неподготовленное основание. Почему? Ответ на этот и многие другие вопросы можно найти в данной статье.

Светодиодные ленты и их нагрев

С момента массового появления первых светодиодных лент на чипах типа SMD 3528 и SMD 5050 прошло около 10 лет. За это время ученым удалось увеличить световую отдачу кристалла в несколько раз, сохранив при этом миниатюрные размеры светодиода. Так появились высокоэффективные светоизлучающие диоды SMD 3014, SMD 2835, SMD 5730 и их производные, которые сегодня успешно применяются в производстве светодиодных лент.

К сожалению, сегодня ученые не смоги добиться КПД светодиодов близкого к 100%, поэтому значительная часть энергии по-прежнему рассеивается в виде тепла. Вслед за повышением светоотдачи излучающего кристалла произошел рост потребляемой энергии и, как следствие, увеличение мощности, уходящей в тепло. Другими словами, светодиоды стали греться сильнее. К сожалению, в технических характеристиках к led лентам нет информации о количестве выделяемой тепловой энергии и рекомендаций о необходимости её монтажа на поверхность с хорошей теплопроводностью.
Насколько сильно светодиодная лента греется? Для ответа на этот вопрос необходимо обратиться к datasheet по светодиодам, установленным на гибкой подложке в данном изделии. Определяющим параметром в нагреве светоизлучающего диода является рассеиваемая мощность. Чем больше её значение, тем больше тепла выделяет кристалл.

Ниже приведена мощность рассеивания наиболее известных типов SMD светодиодов белого свечения, используемых в светодиодных лентах:

• SMD 3528 – до 100 мВт;
• SMD 5050 – 300 мВт;
• SMD 3020 – 100 мВт;
• SMD 3014 – 150 мВт;
• SMD 2835 – 500 мВт;
• SMD 5630 – 500 мВт;
• SMD 5730-1 – 1000 мВт.

Отсюда видно, что мощность некоторых светодиодов выросла в несколько раз по сравнению с первопроходцем SMD 3528, что наглядно доказывает необходимость монтажа на теплопроводящую поверхность.

Советы будущим покупателям

Мощность рассеивания – это не единственный фактор, от которого зависит то, насколько сильно греется светодиодная лента во время эксплуатации. Не менее важным является рабочее пространство кристалла, а именно – степень защиты от влаги, количество светодиодов в одном метре и температура окружающей среды. Светодиодные ленты с высокой степенью защиты от влаги и пыли (IP65 и выше) не стоит использовать в местах, где в этом нет необходимости. Например, монтаж влагозащищенного отрезка на кухне, на который случайно могут попасть брызги воды, неоправдан. Повышенная температура окружающего воздуха и защитная силиконовая оболочка сильно препятствуют отводу тепла от светодиодов, что ведёт к преждевременной потере их яркости. Гораздо эффективнее использовать led ленту с защитой IP33, закреплённый внутри алюминиевого профиля с рассеивателем.

Ленту с IP65 и более следует применять в открытой внешней среде с высокой конвекцией. Например, тюнинг днища автомобиля, внешняя реклама.

При средней и высокой плотности монтажа (60–120 шт./м) тепло, выделяемое светодиодом, распространяется на рядом размещенные элементы. В идеале температура включенной и прогретой в течение получаса ленты (независимо от типа) не должна превышать 45°C, то есть она должна быть тёплой. Если она греется сильнее, то ее однозначно нужно устанавливать на алюминиевый профиль.

Попытки исключить перегрев SMD чипов привели к изобретению светодиодных линеек и модулей, которые представляют собой симбиоз светодиодной ленты и радиатора. Хотя они и не обладают гибкостью, но во многих ситуациях способны заменить ленту.

В заключение хочется напомнить ещё об одном факторе, который может стать причиной перегрева. Это низкое качество продукции. Некоторые производители умышленно завышают мощность потребления SMD светодиодов, чтобы наглядно продемонстрировать высокую яркость своей продукции. В результате такой хитрости светодиоды в ленте быстро перегреваются, что отражается в резком снижении светоотдачи. И в этом случае выход только один – подсветку придётся переделать.

Причины нагрева светодиодной ленты и их устранение

При работе светодиодов происходит выделение тепла, которое рассеивается подложкой ленты или дополнительным основанием. Если при работе чрезмерно греется светодиодная лента, то перегрев приводит к искажению цветовой температуры и выходу элементов из строя. При обнаружении проблемы необходимо произвести доработку изделия или обеспечить надежный теплоотвод.

Почему вопрос теплового режима так важен?

Повышенный нагрев светодиодной ленты влияет на работоспособность изделия и световые характеристики, а также негативно воздействует на параметры ленты в процессе наработки ресурса. При кратковременных перегревах происходят обратимые процессы, связанные со смещением цветовой температуры или уменьшением светоотдачи.

Длительный эффект от воздействия повышенной температуры выражается в необратимом падении яркости и снижении срока эксплуатации источника света.

Зависимость яркости свечения от температуры прослеживается на элементах желтого и красного цветов, синие светодиоды являются наименее чувствительными к перегревам. Производители лент тарируют изделия по шкале RGB на основании замеров яркости и цвета при фиксированной температуре 25°С. При тестировании подается короткий импульс тока (25 мс), который не влияет на температурный фон элементов. При длительной работе светодиод нагревается, что снижает яркость по сравнению с заявленным значением.

Длительная работа при повышенной температуре ускоряет износ светодиода, что дополнительно снижает яркость свечения. Проведенные лабораторные тесты показали, что увеличение рабочей температуры на 11°С приводит к уменьшению срока службы изделия более чем в 2 раза. Существуют светодиоды, рассчитанные на эксплуатацию при повышенной температуре (до 100°С). Например, изделия с белым светом обладают ресурсом до 50 тыс. часов. Но при выработке запаса прочности яркость свечения изделий падает на 70%.

Насколько сильно может греться светодиодная лента?

При нормальных условиях работы светодиодной ленты в жилых помещениях поверхность не должна греться выше 45-50°С. Для определения степени нагрева может использоваться рука человека, при прикосновении ощущается тепло, элементы можно удерживать длительное время без риска ожога. За счет сниженной температуры элементов достигается высокая пожарная безопасность изделия. Одновременно обеспечивается экономия электроэнергии, поскольку светодиоды рассчитаны на небольшой рабочий ток.

При изготовлении светодиодной сборки в герметичном кожухе ухудшается теплоотдача элементов. Для обеспечения охлаждения необходима установка радиаторов, находящихся в зоне обдува потоком воздуха. Увеличение яркости свечения ведет к росту потребления энергии и увеличению температуры светодиодов. Специальные изделия повышенной яркости допускают длительную эксплуатацию при температуре 120°С. Существуют опытные разработки, позволяющие поддерживать работоспособность при нагреве до 200°С.

Причины нагрева ленты

Если установленная лента перегревается, то причинами дефекта являются:

1. Ошибки, допущенные в процессе установки или эксплуатации изделия. Например, некачественная пайка увеличивает ток, что приводит к локальному нагреву деталей. Для устранения неисправности необходимо определить зону неполадки, а затем при помощи паяльника обеспечить нормативный контакт. При неаккуратном монтаже возможно короткое замыкание светодиодов, приводящее к росту нагрузки в цепи.
2. При использовании ленты с повышенной мощностью (более 10 Вт на 1 погонный метр изделия) повышенное тепловыделение является нормой. При установке подобных изделий требуется использовать прокладку, способствующую отводу и рассеиванию тепла.
3. Продукция низкого качества сильно греется из-за завышенного энергопотребления, позволяющего обеспечить высокую яркость при использовании дешевых светодиодных элементов. Подобные конструкции быстро выходят из строя, поскольку светодиоды не имеют запаса прочности. Дополнительная нагрузка подается и на блок питания, снижая срок службы устройства.
4. Ошибочный выбор типа светодиодного элемента. Например, ленты с покрытием из силиконового материала не рекомендуется ставить в зонах с пониженной влажностью. Дополнительный предохранительный слой ухудшает рассеивание тепла, что приводит к перегреву элементов.
5. Использование скрутки проводов вместо пайки приводит к ухудшению контакта и повышению нагрева. При установке светодиодов кабели надо соединять при помощи свинцово-оловянного припоя или специальными металлическими трубками, которые обжимаются клещами.

Устранение неисправностей

Для снижения риска перегрева элемента рекомендуется приобретать ленту, изготовленную крупными производителями (например, Osram или Seoul Semiconductor). Изделия с пониженной стоимостью отличаются использованием низкокачественных светодиодов, имеющих низкий индекс цветопередачи. Дополнительной проблемой станет тонкое основание, которое отклеивается от поверхности через несколько дней или недель эксплуатации. Использование ленты премиум-класса позволяет улучшить освещение помещения и обеспечивает повышенный срок эксплуатации изделия.

Поскольку при работе светодиода выделяется тепло, то рекомендуется заранее предусмотреть теплоотвод. Лента клеится на металлическое или стеклянное (керамическое) основание. Если используются светодиоды с повышенной мощностью, то установка выполняется на профили из алюминиевого сплава. Основание обеспечивает упрощение монтажных работ, установка дополнительных рассеивающих элементов обеспечивает рассеивание света.

В основании светодиодной ленты используется 2-сторонний скотч, который со временем рассыхается и теряет клеящие свойства. Для обеспечения надежного контакта поверхность основания обезжиривается (спиртом или ацетоном). Перед использованием обезжиривающего состава следует убедиться в возможности нанесения жидкости на основание (например, обработка ацетоном пластика приводит к растворению поверхности). Нанесенная на основание лента выдерживается 24 часа, на протяжении которых эксплуатация светодиодов не рекомендуется.

Если планируется обустройство светодиодной подсветки на улице или во влажном помещении, то используется лента с силиконовым покрытием. Для обеспечения охлаждения деталей необходимо обеспечить приток свежего воздуха (при сохранении теплоотвода в основании).

Отказ от трансформатора в цепи питания не обеспечивает снижения температуры светодиодов, поскольку использование напряжения 220 В ведет к установке дополнительных сопротивлений.

Для снижения нагрева требуется проверить соотношение мощности блока питания и светодиодной сборки. Температурная нагрузка снижается только путем уменьшения силы тока в цепи. Для снижения параметра требуется ввести в цепь дополнительные сопротивления, которые будут рассеивать избыточную мощность. Альтернативным способом снижения нагрева является применение адаптера питания с пониженными токовыми характеристиками. Если блок питания размещается скрытно, то необходимо обеспечить зазор между корпусом и стенками ниши в пределах 30-50 мм.

Греется светодиодная лента: должен ли нагреваться блок питания и сама диодная лента

Для ламп накаливания или галогенок нагрев является нормальным явлением и всегда сопутствует работе приборов. Светодиодам перегрев категорически противопоказан, но в некоторых пределах они тоже выделяют тепло. Если греется светодиодная лента, у владельцев возникает масса вопросов — насколько это допустимо и в каких пределах такой нагрев считается нормой. Беспокойство понятное и правильное — своевременно внесенные исправления позволяют сохранить подсветку в рабочем состоянии. Рассмотрим этот вопрос подробно.

Насколько сильно может греться светодиодная лента

Конструкция LED приборов принципиально отличается от устройства традиционных источников света. КПД современного светодиода значительно выше, чем у всех альтернативных вариантов и доходит до 60 %. Это означает, что как минимум 40 % потрeбляемой энергии уходит в образование тепла. Поэтому любой LED элемент нагревается, и его рабочая температура определяется мощностью, размерами и прочими факторами.

Максимальным значением для большинства светодиодов является нагрев в 60°. Если лента греется до 70°, ситуация считается критической и требует немедленного вмешательства. Когда речь идет о маломощных элементах, нагрев несколько меньше, но предельное значение остается тем же. Для защиты используется система охлаждения, радиаторы или теплоотводящая подложка.

Нормальная температура работающей светодиодной ленты составляет 40-45°. На ощупь это ощущается как слегка теплая поверхность. Такой тепловой режим обеспечивается двумя факторами:

• количество и условия свечения светодиодов рассчитаны, элементы работают в оптимальном режиме;
• основа светодиодной ленты является эффективным радиатором и забирает в себя большую часть выделяемой тепловой энергии.

Если лента греется сильнее и кажется горячей, следует отключить ее и определить, почему это происходит. Необходимо решить вопрос как можно быстрее, поскольку даже кратковременный перегрев отрицательно воздействует на срок эксплуатации изделия.

Причины нагревания светодиодной ленты

Для того, чтобы разобраться, почему светодиодная лента греется, надо рассмотреть условия ее работы, способ подключения и прочие факторы воздействия. Прежде всего, необходимо изучить паспортные данные и выяснить рабочую температуру изделия. Есть светодиоды, которые во время работы греются до 100° и больше, это нормально и является особенностью конструкции. Однако, такие элементы редко устанавливаются на светодиодные ленты. Как правило, они рассчитаны на эксплуатацию в сложных условиях, когда излишки тепла рассеиваются в холодное окружающее прострaнcтво. Есть и другие факторы, о которых следует поговорить особо.

Качество

Количество светодиодных лент на рынке огромно. Постоянно появляются новые производители, не отстают и промышленные гиганты. Чем известнее и популярнее бренд, тем больше подделок из стран Юго-Восточной Азии. Они не соответствуют заявленным параметрам пpaктически по всем пунктам, и основным следствием этого является чрезмерный нагрев. Избежать таких ошибок можно, если при покупке не стесняться спрашивать у продавца необходимые сертификаты.

Интересно! Продукция известных фирм всегда имеет все сопутствующие документы, сотрудники магазинов предоставляют их по первому требованию. Если возникают какие-либо проблемы, лучше поискать в другом магазине.

Перегруз

Многие пользователи приобретают недорогие изделия от неизвестных производителей. Такая продукция редко соответствует заявленным на упаковке параметрам. В частности, у большинства таких лент чрезмерно завышена мощность. Это делается для того, чтобы использовать меньшее количество LED элементов и получить такую же яркость, как у нормальных изделий. При подаче питания светодиоды начинают получать слишком высокое напряжение, следствием чего становиться избыточный нагрев. Проще говоря, лишний вольтаж превращается в тепло. Решением проблемы станет либо установка дополнительных элементов, либо использование понижающего резистора.

Другие

Светодиодная лента нередко греется и по другим причинам:

1. Иногда причиной перегрева становится использование герметичных светодиодных лент со степенью защиты IP67 в теплых жилых помещениях. Элементы находятся внутри силиконовой трубки, которая не позволяет излишкам тепла выводиться наружу. Возникает эффект термоса, светодиоды нагреваются и начинают в усиленном порядке деградировать.
2. Нередко причиной излишнего нагрева становится слишком плотный монтаж. Ленту прикрепляют так, что большое количество элементов оказываются сосредоточены в одном месте — наматывают на трубу, укладывают полосы и т.п. Теплоотведение в таких условиях затрудняется, и лента начинает перегреваться.
3. Перегревается не только лента, но и блок питания (драйвер). Это происходит при отсутствии некоторого запаса мощности источника. Со временем его хаpaктеристики снижаются, он начинает работать с перегрузкой и сильно греться. Решением проблемы станет замена драйвера на более мощный прибор.

Читайте также Светодиодная лампа своими руками, преимущества и недостатки, схема, инструкция

Полезные советы

Для того, чтобы избежать перегрева, следует знать возможные причины и исключить их еще на стадии приобретения светодиодной ленты. Необходимо учитывать важные моменты:

• для работы в помещениях не следует использовать ленты с уровнем защиты от IP65 и выше;
• монтаж производить с использованием теплоотводящих оснований. Рекомендуется применять специальный алюминиевый профиль;
• существуют специальные разновидности лент, оснащенные подложкой увеличенной толщины. Она эффективно отводит тепло, но менее гибкая и эластичная. При возможности следует выбирать такие изделия;
• не следует покупать продукцию неизвестных производителей сомнительного качества.

Следование этим советам позволит снизить риск нарушения режима работы светодиодных лент.

Основные выводы

Любая светодиодная лента греется во время работы. Нормальным показателем считается 45°, но превышение этого значения чаще всего свидетельствует о нарушении режима работы. Распространенные причины:

• несоответствие параметров источника питания и светодиодной ленты;
• ошибки, допущенные при установке;
• использование закрытых лент в теплых помещениях;
• низкое качество подсветки.

Решением проблемы является исключение причины перегрева. Если ее обнаружить не удается, приходится полностью менять подсветку, предварительно проанализировав условия и режим ее работы. Свои способы решения вопроса излагайте в комментариях.

Проблема перегрева осветительных светодиодов и пути ее решения

Если сравнивать со стремительно уходящими в прошлое источниками света, то светодиодные источники имеют всего один, но крайне серьезный изъян. Их долговечность и надежность в значительной степени зависят от эффективности отвода тепла от излучающих свет компонентов. Поэтому схема защиты светодиода от перегрева — важная составная часть любой качественной светодиодной системы освещения.

Среднестатистический осветительный светодиод десятикратно превосходит по энергоэффективности (экономичности) традиционную лампочку с нитью накаливания. Однако, если светодиод не установить на радиатор достаточной площади, то он скорее всего быстро выйдет из строя. Принято считать, не вдаваясь в подробности, что более эффективные осветительные светодиоды нуждаются в более эффективном отводе тепла чем обычные.

Давайте, тем не менее, рассмотрим проблему более глубоко. Оценим два фонаря: первый — галогенный, второй — светодиодный. И уже после — обратим внимание на способы сохранения долговечности светодиодов и продления жизни их драйверам. Дело в том, что защитная часть светодиодной системы освещения должна обеспечить безопасное функционирование как светодиодам, так и схемам — драйверам.

К примеру у нас имеется два фонаря. Оба устройства дают по 10 Вт световой мощности. Разница лишь в том, что прожектор на галогенной лампе требует 100 Вт электрической мощности, а светодиод — всего 30 Вт.

Мы знаем, что светодиоды эффективнее по производимому свету примерно в 10 раз, но в реальности они крайне чувствительны к высоким температурам, и для них поэтому очень важен температурный режим, при котором происходит преобразование энергии электрического тока — в свет.

Для светильника с галогенной лампой рабочая температура даже в +400 °C является безопасной нормой, в то время как для светодиодов температура кристалла в +115 °C уже критически опасна, а максимальная температура корпуса диода составляет всего +90 °C. Поэтому светодиоду нельзя давать перегреваться, и на то есть несколько причин.

С повышением температуры светоизлучающего перехода, световая эффективность светодиода понижается, и это зависит как от конструкции светодиода, так и от состояния окружающей среды. К тому же светодиоды в принципе отличаются отрицательным температурным коэффициентом прямого падения напряжения на переходе. Это значит, что с увеличением температуры перехода, прямое падение напряжения на нем уменьшается. Обычно данный коэффициент варьируется от -3 до -6 мВ/К.

Таким образом, если при 25 °C прямое падение напряжения на светодиоде составляет 3,3 В, то при 75 °C оно будет уже 3 или менее вольт. И если драйвер светодиода не уменьшает по мере роста температуры напряжение на всех светодиодах сборки, то в один прекрасный момент ток станет поддерживаться неадекватно высоким, что приведет к перегреву, перегрузке, дальнейшему снижению прямого падения напряжения, и еще более быстрому нарастанию температуры кристалла. Дешевые светодиодные светильники с резистивным ограничением тока часто проявляют данный недостаток в самый неожиданный момент.

Допуски по колебаниям напряжения блока питания в сочетании с различиями в прямом падении напряжения на светодиоде (на этапе производства светодиоды не идеально одинаковы по данному параметру), и в связи с отрицательным температурным коэффициентом падения напряжения — в любой момент эти факторы в совокупности могут вызвать нарушение безопасного режима функционирования светодиода и спровоцировать скатывание к его саморазрушению.

Конечно, если конструкция светодиодного светильника (особенно — радиатора) достаточно надежна, то кратковременными снижениями яркости можно пренебречь, так как они очень редки и перегревы эти кратковременны. Но если перегрев продолжителен, то превышение температуры сразу превращается в настоящую угрозу для светильника.

Причины выхода светодиодов из строя при их перегреве

Светодиоды разрушаются от перегрева по нескольким причинам. Первая причина — изменение механического напряжения внутри светоизлучающего кристалла и монолитной светодиодной сборки. Вторая — нарушение герметичности, проникновение влаги и окисление. Защитный эпоксидный слой деградирует, происходит расслоение на границах, контакты кристалла испытывают коррозию.

Третья — рост количества дислокаций в кристалле ведет к изменению путей тока и возникновению точек превышения плотности тока и, соответственно, к перегреву этих точек. Наконец — явление диффузии металлов на контактах при повышенной температуре, что также в конце концов приводит к неработоспособности светодиода.

Разработчики светодиодов всеми силами пытаются свести к минимуму данные факторы отказа, и поэтому все время технологически совершенствуют производственный процесс. Тем не менее из-за перегрева отказы все равно неизбежны, хотя и становятся реже с совершенствованием производственного процесса.

Механическое давление — самая частая причина преждевременного выхода светодиодов из строя. Суть в том, что при перегреве герметик размягчается, электрические контакты и соединительные проводники смещаются от «заводского» положения, а когда температура наконец падает, происходит охлаждение, и герметизирующее вещество вновь застывает, но при этом давит на уже немного смещенные соединения, что в итоге приводит к явному нарушению первоначально равномерной проводимости. Благо, светодиоды изготовленные без соединительных проводников практически лишены данного недостатка.

Паяные соединения между светодиодом и подложкой также испытывают похожую проблему. Регулярные циклические, не заметные на глаз, размягчения и затвердевания заканчиваются появлением трещин в пайках и нарушением исходного контакта. Вот почему встречаются отказы светодиодов по причине разрыва цепи питания, причем разрыв этот часто не виден. Чтобы предотвратить данную проблему, можно максимально уменьшить разницу между безопасной рабочей температурой светодиода и температурой окружающей среды.

Мощные светодиоды (потребляющие больше электрической мощности) дают больше света, но их световая отдача все же имеет ограничение. Вот почему у потребителей и производителей часто возникает опасный соблазн эксплуатировать светодиоды в светильнике на полную мощность, дабы получить максимально возможную яркость. Но это действительно опасно, если не обеспечить достаточно эффективного охлаждения.

Разумеется, дизайнеры хотят создавать элегантные светильники интересных форм, однако они порой забывают что необходимо обязательно обеспечить соответствующее движение воздуха и адекватный отвод тепла — это для светодиодов зачастую самое главное, следующее за стабилизированным и качественным источником питания.

Да и непосредственно установка светодиодных светильников важна. Если один светильник установлен над другим таким же мощным, то поток воздуха от нижнего светильника может быть замедлен верхним, и нижний будет находиться поэтому в худших температурных условиях. Либо например теплоизоляция в стене или на потолке помещения может помешать теплоотводу, даже если при конструировании светильника все тепловые расчеты были выполнены идеально и технологически он изготовлен максимально правильно. Все равно вероятность отказа повышается просто из-за необдуманного и неграмотного монтажа готового изделия.

Одно из достойных решений проблемы перегрева светодиодов — включение в схему драйвера температурной защиты с обратной связью именно по температуре. Когда температура излучателя по какой-нибудь причине опасно повысилась — для понижения мощности, с целью удержания температуры внутри безопасного диапазона, автоматически уменьшается ток.

Простейшее решение — добавить в схему термистор с положительным температурным коэффициентом (можно и с отрицательным температурным коэффициентом, но тогда схема должна инвертировать сигнал в цепи обратной связи).

Пример термической защиты с использованием термистора

Для примера рассмотрим схему на базе специализированного микроконтроллера с токоограничительной цепью. Когда температура поднимается выше определенного порога (задается термистором и резисторами), термистор с положительным коэффициентом сопротивления, закрепленный на радиаторе вместе со светодиодами, увеличивает свое сопротивление, что приводит к соответствующему уменьшению тока в выходной цепи драйвера.

В этом плане очень удобны схемы драйверов с регулировкой яркости по принципу ШИМ (широтно-импульсной модуляции), позволяющие одновременно и вручную регулировать яркость, и защищать светодиоды от перегрева.

Решение с термистором удобно тем, что изменение тока, а значит и уменьшение яркости, будет в такой схеме происходить плавно, незаметно для глаз и нервной системы, а значит ничего не будет мерцать и не вызовет у окружающих людей и животных раздражения. Температура верхней границы просто определяется выбором термистора и резистора. Это гораздо лучше решений с термодатчиками, которые просто резко размыкают цепь и дожидаются пока радиатор остынет, а потом снова включают освещение на полную яркость.

Специализированные микросхемы-драйверы светодиодов, безусловно, стоят денег, однако получаемые взамен надежность и долговечность работы светильника многократно окупят это вложение.

Стоит лишь вспомнить, что при соблюдении нормального температурного режима эксплуатации светодиодов их срок службы измеряется десятками тысяч часов, тогда и вопросы касательно материальных затрат на «правильный» драйвер отпадают сами собой.

Важно лишь обеспечить самому драйверу постоянную невысокую температуру, для этого всего лишь не нужно размещать его близко к радиатору светодиодов. Не правильно делают те, кто донельзя стремится уплотнить размещение компонентов внутри корпуса прожектора. Лучше вывести корпус драйвера отдельным блоком. Здесь безопасность и предусмотрительность — залог долговечности светодиодов.

Лучшие микросхемы для управления питанием светодиодов оснащены внутренними цепями защиты от собственного перегрева на тот случай если микросхема по конструктивным соображениям разработчика светильника все же должна размещаться в одном корпусе с заметно нагревающимися компонентами, такими как радиатор. Но лучше вообще не допускать перегрева микросхемы выше 70 °C и оснастить ее собственным радиатором. Тогда и светодиоды и микросхема драйвера проживут дольше.

Интересным может оказаться решение с применением двух последовательно соединенных термисторов в цепи термической защиты. Это будут разные термисторы, так как безопасные температурные границы у микросхемы и у светодиодов различны. А вот результат будет достигнут что надо — плавная регулировка яркости как при перегреве драйвера, так и при перегреве светодиодов.

Почему греется светодиодная лента: основные причины и способы устранения

Для ламп накаливания или галогенок нагрев является нормальным явлением и всегда сопутствует работе приборов. Светодиодам перегрев категорически противопоказан, но в некоторых пределах они тоже выделяют тепло. Если греется светодиодная лента, у владельцев возникает масса вопросов — насколько это допустимо и в каких пределах такой нагрев считается нормой. Беспокойство понятное и правильное — своевременно внесенные исправления позволяют сохранить подсветку в рабочем состоянии. Рассмотрим этот вопрос подробно.

Насколько сильно может греться светодиодная лента

Конструкция LED приборов принципиально отличается от устройства традиционных источников света. КПД современного светодиода значительно выше, чем у всех альтернативных вариантов и доходит до 60 %. Это означает, что как минимум 40 % потребляемой энергии уходит в образование тепла. Поэтому любой LED элемент нагревается, и его рабочая температура определяется мощностью, размерами и прочими факторами.

Максимальным значением для большинства светодиодов является нагрев в 60°. Если лента греется до 70°, ситуация считается критической и требует немедленного вмешательства. Когда речь идет о маломощных элементах, нагрев несколько меньше, но предельное значение остается тем же. Для защиты используется система охлаждения, радиаторы или теплоотводящая подложка.

Нормальная температура работающей светодиодной ленты составляет 40-45°. На ощупь это ощущается как слегка теплая поверхность. Такой тепловой режим обеспечивается двумя факторами:

• количество и условия свечения светодиодов рассчитаны, элементы работают в оптимальном режиме;
• основа светодиодной ленты является эффективным радиатором и забирает в себя большую часть выделяемой тепловой энергии.

Если лента греется сильнее и кажется горячей, следует отключить ее и определить, почему это происходит. Необходимо решить вопрос как можно быстрее, поскольку даже кратковременный перегрев отрицательно воздействует на срок эксплуатации изделия.

Причины нагревания светодиодной ленты

Для того, чтобы разобраться, почему светодиодная лента греется, надо рассмотреть условия ее работы, способ подключения и прочие факторы воздействия. Прежде всего, необходимо изучить паспортные данные и выяснить рабочую температуру изделия. Есть светодиоды, которые во время работы греются до 100° и больше, это нормально и является особенностью конструкции. Однако, такие элементы редко устанавливаются на светодиодные ленты. Как правило, они рассчитаны на эксплуатацию в сложных условиях, когда излишки тепла рассеиваются в холодное окружающее пространство. Есть и другие факторы, о которых следует поговорить особо.

Качество

Количество светодиодных лент на рынке огромно. Постоянно появляются новые производители, не отстают и промышленные гиганты. Чем известнее и популярнее бренд, тем больше подделок из стран Юго-Восточной Азии. Они не соответствуют заявленным параметрам практически по всем пунктам, и основным следствием этого является чрезмерный нагрев. Избежать таких ошибок можно, если при покупке не стесняться спрашивать у продавца необходимые сертификаты.

Интересно! Продукция известных фирм всегда имеет все сопутствующие документы, сотрудники магазинов предоставляют их по первому требованию. Если возникают какие-либо проблемы, лучше поискать в другом магазине.

Перегруз

Многие пользователи приобретают недорогие изделия от неизвестных производителей. Такая продукция редко соответствует заявленным на упаковке параметрам. В частности, у большинства таких лент чрезмерно завышена мощность. Это делается для того, чтобы использовать меньшее количество LED элементов и получить такую же яркость, как у нормальных изделий. При подаче питания светодиоды начинают получать слишком высокое напряжение, следствием чего становиться избыточный нагрев. Проще говоря, лишний вольтаж превращается в тепло. Решением проблемы станет либо установка дополнительных элементов, либо использование понижающего резистора.

Другие

Светодиодная лента нередко греется и по другим причинам:

1. Иногда причиной перегрева становится использование герметичных светодиодных лент со степенью защиты IP67 в теплых жилых помещениях. Элементы находятся внутри силиконовой трубки, которая не позволяет излишкам тепла выводиться наружу. Возникает эффект термоса, светодиоды нагреваются и начинают в усиленном порядке деградировать.
2. Нередко причиной излишнего нагрева становится слишком плотный монтаж. Ленту прикрепляют так, что большое количество элементов оказываются сосредоточены в одном месте — наматывают на трубу, укладывают полосы и т.п. Теплоотведение в таких условиях затрудняется, и лента начинает перегреваться.
3. Перегревается не только лента, но и блок питания (драйвер). Это происходит при отсутствии некоторого запаса мощности источника. Со временем его характеристики снижаются, он начинает работать с перегрузкой и сильно греться. Решением проблемы станет замена драйвера на более мощный прибор.

Полезные советы

Для того, чтобы избежать перегрева, следует знать возможные причины и исключить их еще на стадии приобретения светодиодной ленты. Необходимо учитывать важные моменты:

• для работы в помещениях не следует использовать ленты с уровнем защиты от IP65 и выше;
• монтаж производить с использованием теплоотводящих оснований. Рекомендуется применять специальный алюминиевый профиль;
• существуют специальные разновидности лент, оснащенные подложкой увеличенной толщины. Она эффективно отводит тепло, но менее гибкая и эластичная. При возможности следует выбирать такие изделия;
• не следует покупать продукцию неизвестных производителей сомнительного качества.

Следование этим советам позволит снизить риск нарушения режима работы светодиодных лент.

Основные выводы

Любая светодиодная лента греется во время работы. Нормальным показателем считается 45°, но превышение этого значения чаще всего свидетельствует о нарушении режима работы. Распространенные причины:

• несоответствие параметров источника питания и светодиодной ленты;
• ошибки, допущенные при установке;
• использование закрытых лент в теплых помещениях;
• низкое качество подсветки.

Решением проблемы является исключение причины перегрева. Если ее обнаружить не удается, приходится полностью менять подсветку, предварительно проанализировав условия и режим ее работы. Свои способы решения вопроса излагайте в комментариях.

Греется светодиодная лента: должен ли нагреваться блок питания и сама диодная лента

Падение яркости на 20-50%

При проверке лента светит ярко. И в потолке, первое время, она тоже светит хорошо. А через полгода-год начинает резко терять яркость. Превращается в тусклую полоску с еле светящимися точками.

Сложность в том, что такое падение яркости невозможно заранее предугадать. Продавец уверяет, что срок службы его лент 30 000 часов. Но уже через полгода, яркость падает на 50%. Продавец не хотел обмануть. Он и сам не знал, что так будет потому, что проверка качества светодиодной ленты, занимает минимум год.

Почему выделяется тепловая энергия?

Как и у прочих осветительных элементов, коэффициент преобразования потребляемого электричества в свет у светодиодов не достигает 100%. Современные модели обладают КПД в районе 30–40%. Остальная часть потребленной электроэнергии рассеивается в виде тепла. Чтобы понять, почему греется светодиодная лампа, необходимо рассмотреть ее светоизлучающие элементы более детально.

Светодиоды имеют совершенно другой физический принцип работы, отличный от нити накала. Поэтому LED лампочки не греются подобно лампам накаливания и не разогревают вокруг себя пространство. Светодиод – это полупроводник, а тепло выделяется на кристалле полупроводникового перехода. Если не отводить тепло от этой площадки, то кристалл перегревается, что приводит к его выгоранию. В светодиодных лампочках используются мощные светодиоды, сконструированные с применением сразу нескольких кристаллов. Отвод тепла от таких излучающих свет диодов особо важен. Поэтому полупроводниковые кристаллы мощных светодиодов монтируются на специальной подложки из материалов с высоким показателем теплопроводности. Светодиоды, в LED лампе, устанавливаются на печатной плате, которая также имеет хорошие показатели проводимости тепла. Печатная плата крепится к радиатору. В целом вся эта конструкция обеспечивает эффективный отвод тепла от полупроводникового перехода и обеспечивает долгий срок службы светодиодов.

Из вышесказанного вытекает другой вопрос — какова температура нагрева светодиодной лампы? Этот показатель не имеет точной цифры, так как зависит от многих параметров: температуры окружающий среды, материалов радиатора, мощности лампочки, производителя, качества сборки. Если говорить о среднем значении, то этот показатель находится на уровне 65–70 градусов по шкале Цельсия.

Неравномерное свечение по длине

Начало ленты светит ярко, в конце яркость теряется. Почему это происходит? Потому, что лента — это полоса из пластика. Внутри этой полосы — медные дорожки, по которым течет ток к каждому светодиоду. В этих дорожках рассеивается напряжение.

Если дорожки ТОЛСТЫЕ и сделаны из чистой меди, то потери напряжения незначительные и яркость одинаковая по всей длине ленты. Если же дорожки тонкие и медь с примесью, то потери большие. Например, в начале светодиодной ленты 12 вольт, а концу доходят только 9. Вот поэтому и неравномерное свечение.

Светодиодные ленты и их нагрев

С момента массового появления первых светодиодных лент на чипах типа SMD 3528 и SMD 5050 прошло около 10 лет. За это время ученым удалось увеличить световую отдачу кристалла в несколько раз, сохранив при этом миниатюрные размеры светодиода. Так появились высокоэффективные светоизлучающие диоды SMD 3014, SMD 2835, SMD 5730 и их производные, которые сегодня успешно применяются в производстве светодиодных лент.

К сожалению, сегодня ученые не смоги добиться КПД светодиодов близкого к 100%, поэтому значительная часть энергии по-прежнему рассеивается в виде тепла. Вслед за повышением светоотдачи излучающего кристалла произошел рост потребляемой энергии и, как следствие, увеличение мощности, уходящей в тепло. Другими словами, светодиоды стали греться сильнее. К сожалению, в технических характеристиках к led лентам нет информации о количестве выделяемой тепловой энергии и рекомендаций о необходимости её монтажа на поверхность с хорошей теплопроводностью. Насколько сильно светодиодная лента греется? Для ответа на этот вопрос необходимо обратиться к datasheet по светодиодам, установленным на гибкой подложке в данном изделии. Определяющим параметром в нагреве светоизлучающего диода является рассеиваемая мощность. Чем больше её значение, тем больше тепла выделяет кристалл.

Ниже приведена мощность рассеивания наиболее известных типов SMD светодиодов белого свечения, используемых в светодиодных лентах:

• SMD 3528 – до 100 мВт;
• SMD 5050 – 300 мВт;
• SMD 3020 – 100 мВт;
• SMD 3014 – 150 мВт;
• SMD 2835 – 500 мВт;
• SMD 5630 – 500 мВт;
• SMD 5730-1 – 1000 мВт.

Отсюда видно, что мощность некоторых светодиодов выросла в несколько раз по сравнению с первопроходцем SMD 3528, что наглядно доказывает необходимость монтажа на теплопроводящую поверхность.

Отклеивается скотч

С обратной стороны светодиодной ленты – двухсторонний скотч, на котором написано «3М». ЗМ – это компания, которая придумала само слово «скотч» (на самом деле, это торговая марка клейких лент от 3М). Скотчи 3М очень прочные.

Но почему же тогда ленты, приклеенные на самый лучший скотч отваливаются? Вероятно, потому, что это НЕ 3М, а подделка. Вряд ли на дешевой ленте может быть настоящий скотч 3М, т.к. сам по себе он стоит дорого. Настоящий 3М никогда не отклеивается.

Причины нагревания светодиодной ленты

Для того, чтобы разобраться, почему светодиодная лента греется, надо рассмотреть условия ее работы, способ подключения и прочие факторы воздействия. Прежде всего, необходимо изучить паспортные данные и выяснить рабочую температуру изделия. Есть светодиоды, которые во время работы греются до 100° и больше, это нормально и является особенностью конструкции. Однако, такие элементы редко устанавливаются на светодиодные ленты. Как правило, они рассчитаны на эксплуатацию в сложных условиях, когда излишки тепла рассеиваются в холодное окружающее пространство. Есть и другие факторы, о которых следует поговорить особо.

Качество

Количество светодиодных лент на рынке огромно. Постоянно появляются новые производители, не отстают и промышленные гиганты. Чем известнее и популярнее бренд, тем больше подделок из стран Юго-Восточной Азии. Они не соответствуют заявленным параметрам практически по всем пунктам, и основным следствием этого является чрезмерный нагрев. Избежать таких ошибок можно, если при покупке не стесняться спрашивать у продавца необходимые сертификаты.

Интересно! Продукция известных фирм всегда имеет все сопутствующие документы, сотрудники магазинов предоставляют их по первому требованию. Если возникают какие-либо проблемы, лучше поискать в другом магазине.

Перегруз

Многие пользователи приобретают недорогие изделия от неизвестных производителей. Такая продукция редко соответствует заявленным на упаковке параметрам. В частности, у большинства таких лент чрезмерно завышена мощность. Это делается для того, чтобы использовать меньшее количество LED элементов и получить такую же яркость, как у нормальных изделий. При подаче питания светодиоды начинают получать слишком высокое напряжение, следствием чего становиться избыточный нагрев. Проще говоря, лишний вольтаж превращается в тепло. Решением проблемы станет либо установка дополнительных элементов, либо использование понижающего резистора.

Полезные советы

Для того, чтобы избежать перегрева, следует знать возможные причины и исключить их еще на стадии приобретения светодиодной ленты. Необходимо учитывать важные моменты:

• для работы в помещениях не следует использовать ленты с уровнем защиты от IP65 и выше;
• монтаж производить с использованием теплоотводящих оснований. Рекомендуется применять специальный алюминиевый профиль;
• существуют специальные разновидности лент, оснащенные подложкой увеличенной толщины. Она эффективно отводит тепло, но менее гибкая и эластичная. При возможности следует выбирать такие изделия;
• не следует покупать продукцию неизвестных производителей сомнительного качества.

Следование этим советам позволит снизить риск нарушения режима работы светодиодных лент.

Греются ли светодиодные лампы и почему?

Греются ли светодиодные лампы? Этот вопрос волнует тех, кто планирует оснастить светодиодной подсветкой натяжные потолки, мебель или расположить источники света близко к текстилю. Ответим на этот вопрос подробно.
Известно, что потрогать включенную лампу накаливания практически невозможно – в работающем состоянии она сильно нагревается. Более современные галогенные лампочки также сильно греются, поэтому их не устанавливают в закрытые светильники или возле текстильных предметов. Однако греются ли светодиодные лампы для дома?

Действительно, светодиодные лампы, которые используются при установке в любые типы потолков, рядом с изделиями из текстиля и художественными объектами, также греются. Но по сравнению с другими видами источников света температура их нагревания крайне низкая.

Основные выводы

Любая светодиодная лента греется во время работы. Нормальным показателем считается 45°, но превышение этого значения чаще всего свидетельствует о нарушении режима работы. Распространенные причины:

• несоответствие параметров источника питания и светодиодной ленты;
• ошибки, допущенные при установке;
• использование закрытых лент в теплых помещениях;
• низкое качество подсветки.

Решением проблемы является исключение причины перегрева. Если ее обнаружить не удается, приходится полностью менять подсветку, предварительно проанализировав условия и режим ее работы. Свои способы решения вопроса излагайте в комментариях.

Насколько сильно может греться светодиодная лента?

Чтобы понять, столкнулись ли вы в процессе эксплуатации светового оборудования с проблемами или температура в пределах нормы, необходимо понять, греется ли светодиодная лента вообще. При традиционных параметрах – сухое помещение, комнатная температура – современные модели нагреваются не выше 40-50 градусов по Цельсию. То есть, при касании к оборудованию вы должны ощущать тепло. Это обусловлено тем, что производители заботятся о высоком уровне пожаробезопасности лент, что достигается применением тока низкого уровня напряжения, а также малой теплоотдаче диодов.

Почему греется светильник с галогенными лампами

Чтобы разобраться в причинах нагревания точечного светильника, необходимо изучить конструкцию и принцип работы галогенной лампы. Конструктивно данная лампа представляет собой резервуар, дополненный галогенидами (парами йода и брома). По сути, это та же лампа со спиралью накаливания. Принципиальное отличие лишь в наличии буферного газа, благодаря которому температура спирали из вольфрамовой проволоки повышается.

Конструкция галогенной лампы:

Принцип работы галогенной лампы (галогенный цикл):

• Галогены (йод или бром) вступают в реакцию с вольфрамом, не давая ему оседать на колбе.
• Обратный процесс происходит вблизи тела накала, где соединения при нагреве распадаются, и атомы вольфрама возвращаются на спираль.

Несмотря на то, что галогенный цикл значительно улучшает производительность и срок эксплуатации, все же главным недостатком ламп данного типа является их высокая теплоотдача.

Температура нагрева галогенной лампы в зависимости от потребляемой мощности может достигать 150°С, что значительно сокращают область ее применения. Такие лампы не рекомендуется монтировать в точечный светильник потолка из панелей ПВХ, натяжного потолка (критическая точка нагрева для поливинилхлоридных потолков составляет 70⁰C).