Нагреваются ли светодиодные лампы

Содержание

Греются ли светодиодные лампы?

Нагреваются ли светодиодные лампы

В продаже LED-лампочки появились не так давно, поэтому вопрос о том, нагреваются ли светодиодные лампы, беспокоит многих. Чтобы найти ответ, необходимо понять конструкцию осветительных приборов на основе светоизлучающих диодов (LED).

Несколько слов о конструкции

LED-лампы представляют собой сложный электронный прибор, конструкция которого делится на несколько частей:

  • Рассеиватель. Представляет собой стеклянную или пластиковую колбу, которая служит для равномерного рассеивания светового потока.
  • Чипы – излучающие свет диоды.
  • Печатная плата – площадка, на которой смонтированы светодиоды. Выполняется из материала с высоким показателем теплопроводности.
  • Радиатор – конструкция из материала с высокой теплопроводностью. Служит для отвода тепла.
  • Драйвер – блок питания светодиодов, служит для преобразования переменного напряжения 220 вольтовой электросети в питание, необходимое для нормальной работы светодиодов.
  • Цоколь – немаловажный элемент, служащий для соединения лампочки с ламповым патроном.

Из конструкции видно, что светодиодные лампы греются, а для отвода выделяемого тепла устанавливается радиатор из специального материала с высокой теплопроводностью.

Радиатор в LED-лампочке предназначен для отвода тепла от единственной нагревающейся ее части – группы светодиодов. В данном световом приборе не греются ни колба, ни цоколь (при условии нормального контакта с патроном). Выделение тепловой энергии происходит лишь на кристаллах светодиодов, от них и отводится тепло.

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.

Какие лампочки не нагреваются?

С точки зрения физики, любая лампочка – это преобразователь электрической энергии в световую. При этом в свет трансформируется не более 40% потреблённой мощности. Остальная энергия рассеивается в виде тепла в окружающее пространство. Отсюда следует, что лампы всех типов нагреваются во время работы и чем меньше КПД, тем больше тепла они выделяют. Например:

  • верхняя часть колбы лампы накаливания на 100 Вт разогревается до 280°C, а цоколь – до 70°C;
  • компактная люминесцентная лампа на 15 Вт имеет наибольший нагрев у основания, там, где находится спираль – до 130°C. Температура цокольной части, где расположена ЭПРА не превышает 60°C;
  • в светодиодных лампах больше всего нагревается металлопластиковая часть корпуса (до 60-75°C), которая служит радиатором для светодиодов.

Немного о достоинствах LED-ламп

Лампочки на основе LED – самые экологически чистые и безопасные из всех представленных сегодня на рынке видов ламп. Они не содержат паров ртути, как люминесцентные, и не взрываются с разбрасыванием массы осколков, как современные низкокачественные лампочки накаливания.

Срок службы светодиодного светильника сегодня измеряется многими десятками тысяч часов. Поэтому его более высокая стоимость на длительном периоде времени компенсируется значительной экономией электроэнергии.

Источник: https://ledjournal.info/vopros-otvet/nagrevayutsya-li-svetodiodnye-lampy.html

Греется светильник точечный в потолке из ПВХ панелей. Решение проблемы

Нагреваются ли светодиодные лампы

Нежданный сюрприз при установке точечного освещения гарантирован многим. Как он проявляется? Сильно греется светильник, так как лампа передает избыточное тепло на корпус. А теперь представьте, что осветительный прибор вмонтирован в подвесной (натяжной) потолок из панелей ПВХ (МДФ или вагонки). Чем это чревато? В лучшем случае — расплавлением и деформацией посадочного места.

Чтобы перестраховаться и приобрести безопасные точечные светильники для подвесных потолков, нужно знать характеристики конкретных ламп освещения и ознакомиться с объективными отзывами людей, пользующимися ими. К сожалению, не задумываясь об избыточном нагреве, я лично столкнулся с данной проблемой. После покупки светильников под цоколь GU5.

3, лампы к ним подбирались лишь исходя из цены (дешевой) и мощности (50 Вт). А после их установки в потолок из ПВХ панелей, было обнаружено, что по истечении 10 — 15 минут работы ламп, к корпусам светильников невозможно дотронуться рукой.

Они настолько нагревается, что дальнейшее использование вмонтированных в них ламп (в конкретном случае — галогенных) становиться небезопасным.

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:

a — низковольтная капсульная лампа.
b — лампа с отражателем для встраиваемых светильников.
c — лампа под патрон с резьбой Эдисона.
1 — вольфрамовая нить (спираль).
2 — стеклянная колба.
3 — электроды.
4 — контактная группа.
5 — отражатель (рефлектор).

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).

Греется ли светодиодная лампа

Основной элемент светодиодной (LED) лампы — светоизлучающий диод. В зависимости от мощности лампы, таких диодов на корпусе может быть смонтировано от нескольких до нескольких десятков штук.

Светодиод представляет собой полупроводник, издающий свечение при прохождении через него электрического тока в одном направлении. Данный диод имеет узкий спектр излучения, зависящий от химического состава полупроводника. Более детально на конструкции и принципе работы останавливаться не будем. Раскроем лишь основной интересующий вопрос — греются ли светодиодные лампы.

Светодиодные лампы нагреваются — это факт. Но, в отличие от обычных и галогенных ламп накаливания, температура корпуса светодиодной лампы в рабочем состоянии не достигает критических значений и колеблется в пределах от 15°C до 70-80°С.

Почему греются светодиодные лампы? Тепло в процессе работы выделяется на кристалле полупроводникового перехода. Если не отводить тепло от данной площадки, то кристалл перегревается и перегорает.

Поэтому, светодиоды в LED лампах устанавливаются на печатной плате, имеющей хорошие показатели теплопроводности.

Печатная плата в свою очередь крепится к радиатору, который аккумулирует и постепенно выводит излишки тепла.

Помимо низкой теплоотдачи LED лампы выделяются минимальным потреблением электроэнергии, незначительной восприимчивостью к циклам включений/выключений и высоким сроком службы (от 20 000 до 100 000 тысяч часов работы).

Единственное обстоятельство, которое может заставить задуматься перед покупкой светодиодов высокая цена. Однако, учитывая что светодиодные лампы служат долго и потребляют в 5 — 6 раз меньше электроэнергии, разница в цене вполне оправдана.

Какую лампу использовать в подвесном потолке из панелей ПВХ

Точечное освещение в подвесных конструкциях из панелей ПВХ (или натяжных потолках) должно соответствовать ряду требований. Основное — температура нагрева лампы и корпуса светильника.

Материал рассматриваемых потолков, обладая низкой термостойкостью, под воздействием больших температур может пожелтеть, покрыться пятнами, растрескаться и утратить эластичность. Уберечься от данных деформаций можно подобрав оптимальный источник света.

На личном примере, выбирая межу галогенной или LED лампой, оптимальным оказался последний вариант.

Определившись, что температура нагрева светодиодных ламп невысокая, а цена в 2 — 3 раза выше галогенных образцов, дополнительно рекомендуется изучить полный сравнительный анализ:

КритерийСветодиодные лампы (LED)Галогенные лампы
Принцип работыВ основу светодиодного освещения заложен принцип работы полупроводников. Энергия образуется в ходе движения положительных и отрицательных зарядов, и максимальная ее часть выделяется в виде фотонов видимого света.Принцип действия схож с работой лампы накаливания. Вольфрамовая спираль является телом накаливания в галогенных лампах. Она накаливается до свечения под воздействием электрического тока. Галогениды, находящиеся в колбе со спиралью возвращают вольфрамовые испарения к телу накаливания, значительно продлевая работоспособность лампы.
Наполнение колбы лампыНаполнение колбы не имеет значение, так как свет исходит непосредственно от диодов и не имеет химической составляющей.Внутри колбы вакуум или инертный газ (азот, аргон, криптон). Вольфрамовая нить дополнена активными веществами, которые отвечают за химический цикл.
Нагревание в процессе свеченияСветодиодные лампы имеют минимальный нагрев – до 70°С.У галогенных ламп сравнительно высокая теплоотдача — 150°С.
Распределение и потребление электроэнергииПочти вся электроэнергия направляется на образование фотонов света. Энергопотребление в 8 — 10 раз ниже, чем у обычных ламп накаливания.Большая часть энергии потребляется на накаливание нити, и незначительная — на образование света. Энергопотребление на 20-50% ниже, чем у обычных ламп накаливания.
Срок службыОт 30000 до 100000 часов работы.От 2000 до 2500 часов работы.
Эквивалент мощности (Ватт)Для замены лампы накаливания в 100 Ватт, потребуется светодиодная лампа мощностью 10 Ватт.Для замены лампы накаливания в 100 Ватт, потребуется галогенная лампа мощностью 60 Ватт.
Яркость (Lm)800 Lm.700 Lm.
Варианты оттенка светового потокаСвет может быть теплого, нейтрального или холодного (белого цвета), цветным (в зависимости от диодов).Теплая, близкая к белому цветовая тональность. Лампы обладают высокой цветопередачей.
Время развития максимальной яркости2-3 секунды.2-3 секунды.
ОграниченияНе стоит использовать LED лампы в условиях, где необходимо равномерное распределение света, так как светодиоды дают строго направленный световой поток.Лампы сильно нагреваются, поэтому не допускается их применение в пожароопасных светильниках и люстрах. Также не стоит использовать их в сетях с сильными скачками напряжения.
Температурный диапазон работы-90 +200°С.-130 +150°С.
Экологическая безопасностьБезопасны.Излучают небольшое количество ультрафиолета.

В заключение стоит отметить, что решением проблемы с сильно греющимися галогенными лампами была их замена на светодиодные энергосберегающие лампы. Конкретная модель представлена на заглавном изображении к данному материалу (ориентировочная стоимость 65 рублей).

Ее мощность 5 Вт, что соответствует 35 Вт для галогенной. В результате, светильник почти не нагревается, а свет излучается более яркий по сравнению с ранее установленными галогенными лампами мощностью в 50 Вт.

Также, при работе галогенных ламп пространство над потолком настолько освещалось, что панели ПВХ просвечивались. Со светодиодами данные просветы исчезли.

Источник: https://poweredhouse.ru/greetsya-svetilnik-tochechnyj-v-potolke-iz-pvh/

Недостатки светодиодных ламп. Что в них плохого?

Нагреваются ли светодиодные лампы
10.05.2019

Хотя мы производим и продаём светодиодные лампы, тем не менее, нужно сказать несколько слов о тех недостатках, которые присущи светодиодным лампам вообще.

Если Вы собираетесь купить светодиодные лампы, а стоят они относительно не дёшево, то, с нашей точки зрения, Вы должны знать об их минусах. Обилие дифирамбов светодиодному освещению никак не способствует осознанному выбору – не бывает всё только хорошо. Итак,

Дорого

Решив заменить Ваши лампы накаливания на светодиодные, будьте готовы заплатить до 10 раз больше – примерно во столько раз они дороже. И это их первый и главный минус.

Высокая цена компенсируется 10-и кратной экономией электроэнергии. Кроме того светодиодные лампы гораздо реже перегорают, а это дополнительная экономия на цене новых ламп накаливания на замену.

И не забудьте о своём времени и лёгкой головной боли – вспомнить, что нужно купить лампочку взамен сгоревшей, вспомнить, какой у неё цоколь, а ещё бы неплохо про запас в ту комнату, но какие туда лампы нужны?.

.. И т.п.

В зависимости от режима использования момент окупаемости может наступить уже через 6 месяцев после замены ламп на светодиодные.

Тут нужно сделать одно замечание. В последнее время на рынке очень много предложений светодиодных ламп по бросовым ценам. Но не стоит обольщаться на этот счёт. Мы купили несколько таких изделий, разобрали и протестировали их и получили очень неутешительные результаты.

Большой размер

Это второй недостаток. Светодиодные лампы по всем параметрам больше условно аналогичных ламп накаливания. Они шире, длиннее, тяжелее.

Причина этого технологическая. Лампы накаливания не боятся высокой температуры, они могут нагреваться вплоть до температур конструктивного разрушения, когда стекло или клей перестают быть твердыми. Поэтому их обычный нагрев до 100-300 градусов практически никак не сказывается на функциональности (конечно, если не касаться вопросов пожаробезопасности).

С другой стороны, светодиоды не должны нагреваться очень сильно, т.к. при нагреве существенно падает их эффективность и усиливается процесс выгорания – они тускнеют. Поэтому их нужно охлаждать, поэтому в светодиодных лампах есть радиатор. И чем мощность лампы выше, тем радиатор будет больше.

Не любую лампу можно заменить светодиодной

В некоторых случаях большой размер и радиатор приводят к тому, что отдельным лампам невозможно правильно сделать светодиодный аналог. Это также нужно записать в минусы светодиодных ламп.

Например, для свечи с цоколем миньон (E14) мощностью 60 ватт сделать достойный светодиодный аналог практически нельзя – физически не хватит места для размещения нужного радиатора, а уменьшение радиатора приведёт к перегреву.

Т.е. такая светодиодная лампа (даже если её сделать) будет либо очень большой, либо будет недолго работать из-за перегрева. В первом случае лампа не поместится в предназначенные для неё светильники, а во втором – с учётом срока службы и цены более выгодным может оказаться использование энергосберегающих или даже старых ламп накаливания.

Хотя несомненно, что спрос на лампы “чтобы была маленькая и мощная” есть. Как ответ на этот спрос на российском рынке появилось много предложений светодиодных свечей с цоколем Е14 мощностью по 6 ватт и даже по 8. Но чудес не бывает. Это почти всегда в некотором роде маркетинг – мощная светодиодная лампа должна быть большой! Будьте внимательны при покупке таких светодиодных ламп!

Направленный свет

Свет светодиодной лампы, как правило, имеет направленный характер. Она плохо освещает сбоку от себя и совсем плохо – сзади.

Поэтому, заменив лампы накаливания на светодиодные, в первое время можно ощущать дискомфорт от другого распределения световых потоков. Например, Ваши лампы светят в пол.

Тогда потолок будет освещён только отраженным светом, и от этого будет казаться, что вообще в комнате стало темнее. Хотя это совсем не так.

И через несколько дней этот эффект бокового зрения, скорее всего, больше не будет Вас беспокоить.

Не идеальная цветопередача

Коэффициент цветопередачи наших светодиодных ламп превышает отметку в 80, что вербально оценивается как “очень хорошая”. Хотя более высокий индекс имеют только лампы накаливания и естественный дневной свет, надо сказать, что это не идеальная цветопередача.

Точнее будет заметить, что это другая цветопередача. Поэтому замена на светодиодные ламп накаливания большой мощности и/или галогеновых в некоторых случаях может доставить неудобство для зрительного восприятия.

Например, интерьер с преобладанием глубоких синих оттенков (под галогеновыми лампами) после установки холодных светодиодных ламп изменит свой вид – синий цвет “съедет” в яркую фиолетовую область. И для людей, чувствительных к цвету, подобные превращения оттенков являются существенным недостатком.

Это также одна из причин, почему нельзя напрямую сравнивать лампы накаливания и светодиодные – очень много зависит от интерьера.

Мифы про светодиодные лампы

Светодиодные лампы горят вечно

Конечно, это не так. Как и любой электронный прибор, светодиодная лампа может сломаться или перестать работать должным образом.

Так что не надейтесь – светодиодные лампы Вам тоже придётся менять. Только не так часто – многократно реже.

Лампа на 2 ватта заменит 60 ватт

Этот удивительный миф принесла наша покупательница. А удивительное в нём то, что она процитировала своего электрика. Достаточно просто включить рядом эти две лампы, чтобы убедиться, что это далеко не так – современные светодиодны эффективны, но не до такой степени!

Даже если когда-либо будет достигнут теоретический предел эффективности светодиодов, то даже тогда лампа в два ватта мощности не будет давать столько же света, сколько 60-и ваттная лампа накаливания. Хотя надо признать, что она очень к этому приблизится.

На текущий же момент, чтобы получить что-то похожее на 60 ватт лампы накаливания, нужно взять светодиодную лампу, потребляющую не меньше 7 ватт.

Более эффективные светодиоды существуют, но пока далеки от массового производства – их цена живёт в каком-то ином мире.

Всё ещё хотите купить светодиодные лампы?

Тогда приглашаем Вас в каталог светодиодных ламп для дома

Источник: https://www.TauRay.ru/articles/led_negative.html

Греются ли светодиодные лампы для дома: особенности конструкции и причины нагрева

Нагреваются ли светодиодные лампы

Современные светодиодные лампы гарантируют высокий уровень освещенности и потребляют очень мало энергии. Достоинства осветителей бесспорны, но следует выяснить, нагреваются ли светодиодные лампочки в процессе длительной эксплуатации. Для этого потребуется разобраться с конструкцией приборов, после чего сделать соответствующие выводы о порядке пользования.

Особенности конструкции светодиодных ламп

Устройство светодиодной лампы

В основе конструкции изделий заложен принцип использования большого количества светодиодных чипов, размещенных на специальной теплоотводящей подложке. Все компоненты надежно укрыты под матовой светопроницаемой полусферой. Помимо основания, выполняющего функцию радиатора, в состав лампочки входят следующие обязательные узлы и элементы:

  • рассеиватель света (колпак);
  • печатная плата с комплектом точечных светодиодных излучателей;
  • радиатор, служащий для отвода тепла от кристаллов диодов;
  • электронный управляющий блок – драйвер;
  • цоколь лампочки.

Чтобы ознакомиться с внутренними частями светодиодного осветительного прибора, потребуется полностью разобрать его, разделив полусферы колпака, скрепленные надежными защелками.

Откуда берется и куда расходуется тепловая энергия

Подобно большинству известных осветительных приборов, у светодиодных аналогов коэффициент преобразования энергии в полезную излучаемую мощность меньше 100 процентов – колеблется в пределах 30-40%.

Причины этому скрыты в особенностях устройства и функционирования излучающих элементов этого класса.

Чтобы разобраться, куда расходуется подавляющая часть энергии, следует ознакомиться с тонкостями происходящих внутри светодиодов преобразовательных процессов.

В основу их работы заложены физические принципы, сильно отличающиеся от тех процессов, что наблюдаются в люминесцентных или обычных лампах накаливания. LED лампочки не нагреваются в прямом смысле этого слова. Они не рассеивают тепловую энергию в окружающее пространство, так как расходуют ее на подогрев внутреннего кристалла излучателя.

Если целенаправленно не отводить тепло от полупроводникового перехода, кристалл элемента в определенных условиях рискует перегреться, а затем полностью выгореть.

Поэтому приборы, входящие в состав мощных светодиодных изделий, нуждаются в специальном отводе тепла. Конструкцией LED светильников с размещенными в них отдельными лампочками предусматривается специальная подложка, выполняющая эту функцию.

Такой прием позволяет с высокой степенью вероятности сохранить светодиоды в целостности и продлить время их службы.

Как сильно нагревается кристалл светодиодов

Обычно показатель температуры нагрева линзы у LED элементов, которые способны перегреться только из-за серьезной ошибки, не учитывается с той точностью, которая характерна для других осветителей. Объясняется это тем, что он зависит от целого ряда факторов. Важнейшие из них:

  • температура, до которой естественно прогревается воздух вокруг лампочки;
  • материал радиатора, используемого для отвода тепловой энергии;
  • паспортная мощность одной лампочки.

Возможность перегрева кристалла зависит от выпустившей светодиод фирмы-производителя, а также от качества его сборки.

Среднее значение температуры в районе линзы лампочки колеблется в диапазоне от 65 до 70 градусов по стандартной шкале Цельсия.

Какая лампочка не нагревается

Светодиодная лампа на 15 Вт с цоколем Е14

Ламп, которые не продуцируют тепло, в природе не существует. Объясняется это физическим принципом формирования светового излучения.

С точки зрения классической науки физики, любая лампочка представляет собой преобразователь электрической энергии в ее разновидность. При этом в световое излучение превращается не более 40 процентов забираемой от источника тока мощности.

Ее остатки рассеиваются в виде тепла в окружающую среду тем больше, чем меньше КПД этого светового элемента.

В качестве примера рассматриваются и сравниваются три различных варианта:

  • Верхняя зона колбы у лампы накаливания, например, при ста ваттах мощности разогревается почти до 280°C, температура цоколя достигает при этом 70°C.
  • У компактного люминесцентного осветителя мощностью 15 Вт больше всего перегревается его основание – место, где находится спираль. Ее температура достигает порой 130°C. Вместе с тем нагрев цокольной части в зоне расположения ЭПРА не превышает 60°C.
  • В светодиодных лампах значительнее всего нагревается металлопластиковое основание корпуса. По этой причине именно в этом месте устанавливается радиатор, позволяющий отводить тепло от светодиодов и не дающий лампочке разогреваться выше допустимой нормы.

Если рассматривать вопрос о тепловой отдаче ламп по их нагреву окружающего пространства – светодиоды не относятся к «холодным» светильникам, к которым в определенных ситуациях допускается прикасаться руками.

Достоинства щадящего температурного режима

Особенности отвода тепла от светодиодных ламп, не допускающие возможности нагреться ее рабочим частям выше 65-70 градусов, подчеркивают их преимущества перед другими излучающими изделиями.

Отсутствие вредных для обитателей квартиры паров ртути, как это наблюдается в люминесцентных приборах, а также несравнимый с другими образцами осветителей срок службы превращают эти лампы в настоящий подарок для пользователя.

Достоинство светодиодных изделий состоит в том, что несмотря на внутренние потери тепла, они все равно гарантируют ощутимую экономию электроэнергии.

Светодиодные лампы лучше всего ведут себя в хорошо проветриваемых помещениях с искусственной (принудительной) вентиляцией. А ставить такие светильники в жарких и ограниченных по занимаемому пространству местах, не имеющих свободного доступа и циркуляции воздушных масс – значит подвергать изделия опасности.

Современные осветительные приборы, построенные на базе светодиодных ламп, относятся к категории относительно новой продукции, нуждающейся в постоянном контроле и доведении до кондиции. До тех пор, пока продолжается этот процесс – у каждого пользователя появляется возможность опробовать эту оригинальную новинку и испытать ее в различных режимах функционирования.

На вопросы о том, почему некоторая часть энергии ламп расходуется на тепло, и греются ли светодиодные лампы для дома, нельзя дать однозначного ответа. Все зависит от подхода к оценке процесса, который в этом случае в основном происходит внутри светодиодов и только отчасти распространяется на окружающее пространство.

Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/nagrevayutsya-li-svetodiodnye-lampy-vo-vremya-raboty/

5 причин почему перегреваются лампы

Нагреваются ли светодиодные лампы

В первую очередь, я хочу рассказать о нормальных температурах, при которых могут работать лампы различного вида:

Рабочие температуры ламп:

Накаливания – в зависимости от мощности температура может превышать 200 oС

Галогеновые – нагреваются даже сильнее ламп накаливания, более 250-300 oС
Люминесцентные – ~70 oС
Светодиодные LED – ~60 oСКонечно, точные температуры сильно зависят от многих факторов, в частности от мощности, но общее понимание эти показатели дают.

Важно знать, что светодиодные и люминесцентные лампы при работе нагреваются незначительно, до бытовых моделей можно дотронуться рукой, даже если они долгое время были включены. А галогенные и лампы накаливания, из-за принципа работы, прямо раскаляются. Из-за этого они имеют ограничения по местам и способам установки.

Несмотря на значительно различающиеся температурные режимы, каждому из этих видов вредит чрезмерный нагрев, сверх расчетных значений.

Объяснение этому простое, неважно рассчитана лампа на максимальную температуру +50 градусов или +500 oС, превышение этих температур одинаково вредят обеим.

Главным последствием перегрева является значительно сокращающийся срок службы и внезапный выход ламп из строя. Так как повышенные температуры разрушают их структуру, изменяют химический состав и физическое состояние элементов, всё это в целом приводит к раннему перегоранию лампочек.

Именно перегрев является одной из 7 основных причин, по которым лампочки сгорают, подробнее про остальные 6 факторов, читайте ЗДЕСЬ.

1. Дефект или заводской брак

Первой, самой простой причиной перегрева ламп при работе и быстрого их выхода из строя, является заводской брак или дефект.

Если при производстве были нарушены технологии изготовления или использованы не те материалы – это обязательно скажется на работе. Один из симптомов этого – перегрев.

Определить, что именно производственный брак стал причиной перегорания лампочки от нагрева – не всегда просто, особенно если проблема проявляется не сразу.

Если предыдущая лампа отслужила на этом же месте в светильнике весь положенный срок, а новая быстро перегорела, то высока вероятность, что вам попался бракованный экземпляр.

Нередко, от этого страдает целая партия. И вы, купив набор освещения для всей квартиры, можете безуспешно искать причину быстрого выхода из строя, хотя ответ простой – бракованные лампы.

Поэтому всегда проверяйте лампочки при покупке. Практически все современные электротехнические или строительные магазины, имеют стенд для проверки под любой цоколь.

В первое время после покупки и монтажа наблюдайте за работой новых ламп. Не оставляйте включенными светильники с ними на ночь или в своё отсутствие.

Погоняйте их под нагрузкой в выходной день или вечером, когда все дома бодрствуют, чтобы убедиться, что они правильно функционируют.

2. недостаточный отвод тепла от светильника

Перегрев лампы и выход её из строя в связи с плохим отводом тепла часто случается, когда устанавливается лампочка большей мощности, чем должна быть по инструкции. Это усугубляется если плафон, сам светильник, способ и место его установки не обеспечивают достаточное охлаждение, препятствуя вертикальному движению воздуха.

Как вы знаете из школьного курса физики, теплый воздух поднимается вверх. Если по какой-то причине, например, из-за конструкции люстры или бра, тепло от лампы не уходит, а скапливается в плафоне, то со временем общая температура значительно повысится, т.к. тепло не будет эффективно рассеиваться, и лампочки начнут перегреваться.

Каждый светильник, при производстве, в зависимости от его конструкции, материалов изготовления и места установки, рассчитывается под определенный тип лампы, под определенный температурный режим работы.

Бывает так, что инструкцией предписывается необходимость устанавливать лампы накаливания мощностью до 50 Вт. А вы, желая чтобы устройство давало больше света, вкручиваете лампы на 100 Вт.

При этом, соответственно, выделения тепла увеличиваются практически в два раза.

Дальше есть два основных варианта: или сплавится плафон светильника, или, если он устойчив к высоким температурам, перегреется и сгорит лампа.

Как определить, что перегрев лампы вызван недостаточным отводом тепла

То, что горячий воздух плохо уходит от светильника, можно достаточно легко ощутить. Обычно, от плафона идёт жар, он нагревается сам и всё вокруг себя. Если вы заметили, что в одном из устройств периодически перегорают лампочки – просто понаблюдайте за ним под нагрузкой.
В начале статьи я указывал температуры нормальные для разных типов ламп.

Если в вашем светильнике происходит ощутимо больший нагрев, а это можно определить термометром, тепловизором или просто поднеся к работающему долгое время светильнику руку или аккуратно дотронувшись до плафона (помните, что, например, галогенные лампы могут достигать температур более 300 градусов, их касаться нельзя), необходимо начать бороться с плохим теплоотводом.

Что делать, если лампы сгорают из-за перегрева от недостаточного отвода тепла
В первую очередь, необходимо четко следовать инструкциям производителя по типам и главное мощности ламп, допустимым к установке. Замените их на менее мощные, используйте современные светодиодные модели.

У светильников не должно быть препятствий для вертикального движения воздуха, что позволит выводить тепло более эффективно. Это можно регулировать и положением плафона, выбором более удачного места установки, либо, если это потребуется, созданием дополнительных вент.

отверстий, проверкой и чисткой существующих.

3. Нагрев элементов лампы из-за плохих контактов

Нередко лампы нагреваются из-за плохого прилегания их цоколя с контактными площадками патрона или разъема светильника, либо ненадёжного соединения электрических проводов.

Физически, объяснение этого эффекта достаточно простое: при повышении сопротивления прохождению электрического тока, из-за некачественного контакта, растет и температура в этой зоне.

Это, в конечном итоге, приводит к перегреву самой лампочки, если раньше не разрушается контактная группа или разъем.

Как диагностировать и исправить плохой контакт в светильнике

Обычно, при перегреве ламп, я советую в первую очередь проверять вероятность именно этой проблемы. Нужно выкрутить лампочки, осмотреть их. Также внимательно обследовать разъем светильника и места соединения электрических проводов.

Главным и основным показателем нагрева контактов является нагар или налёт, которые препятствуют прохождению электрического тока. Такие места соединений будут выглядеть подгоревшими, или будут видны следы окисления. Все такие токопроводящие части необходимо тщательно зачистить, удалив нагар.

Нередко, со временем, ослабевают и прижимные контакты. Так, если изначально сильно закрутить в патроне лампу, контакты в патроне будут прижаты. Когда будете менять её на новую, и затяните её не так сильно, то такой контакт перестает быть надежным и будет греться.

Поэтому старайтесь качественно затягивать лампочки с резьбовыми цоколями.
Всегда проверяйте, что подпружиненные контакты не просевшие или не продавленные. Их необходимо вернуть в начальное положение – отогнуть, чтобы при установке лампы обеспечивался надёжный контакт с цоколем.

Обязательно периодически осматривайте контактные площадки и места креплений проводов. Они должны быть надёжно затянуты, не допускается люфта и следов гари.

 4. Повышенное напряжение в сети

Если в электрической сети повышенное напряжение, это обязательно вызовет больший нагрев ламп. Обычно от этого страдают лампочки накаливания и галогенные.

В них нить накала или спираль, при прохождении тока с высоким напряжением, больше раскаляется, нагревая всё вокруг.Современные светодиодные (LED) лампы, в корпусе которых встроен драйвер, от повышенного напряжения сети тоже перегреваются.

В основным за счет нагрева элементов драйвера, а не светящегося диода.

Люминесцентные лампы от высокого напряжения напрямую не перегреваются. У таких светильников вспомогательные электронные компоненты, необходимые для работы, располагаются отдельно.

Именно они берут проблемы сети на себя, это или балласт – ЭПРА или дроссель. На лампу, после них, подаётся электрический ток уже с нужными характеристиками.

Как определить, что на лампы поступает повышенное напряжение

В первую очередь, проблемы с напряжением напрямую отражаются на уровне свечения лампочек накаливания или галогенных. При повышенном – они будут светить ярче, при пониженном тусклее.

Обычно, высокое напряжение непостоянно, чаще происходят скачки, и вы обязательно заметите изменение интенсивности свечения. Это видимый сигнал, что есть какие-то проблемы с электросетью.

У источников света других типов, высокое напряжение проявляется нагревом электронных компонентов, установленных до них – блоков питания драйверов, стартера, балласта ЭПРА, дросселя и т.д.

Проще всего, в случае сомнений, достаточно замерить реальные показатели электрической сети. Как легко измерить напряжение самому с помощью мультиметра и вообзе как им пользоваться я рассказывал совсем недавно.

Если окажется, что у вас действительно высокое напряжение – лучше сразу обращаться к обслуживающей электросети дома организацию – Управляющую Компанию, ЖЭУ и т.д. Нередко к этому приводят серьезные, системные проблемы, справится с которыми своими силами вы вряд ли сможете.

5. Дополнительный нагрев светильника от соседних устройств и электроприборов

Нередко, к недостаточной вентиляции плафона светильника, добавляется и его дополнительный нагрев от соседних электроприборов или отопительных систем. Что, в конечном итоге, приводит к перегреву ламп и их выходу из строя.Физика этого процесса, я думаю, понятна всем.

Но почему-то не всегда при монтаже светильника эта проблема бывает очевидна, до момента пока не начнут регулярно перегорать лампы.Определить то, что светильник подвергается дополнительному нагреву от соседних устройств, электроприборов или элементов систем отопления, довольно просто.

Достаточно внимательно осмотреть место установки ламп, на предмет наличия вблизи любых источников повышенной температуры. Уже при визуальном контроле станет понятно, насколько сильно такое взаимодействие и какого его влияние на светильник.

Для исправления этой проблемы требуется либо убрать воздействие другого источника выделения тепла, например:- переустановив светильник в другое место;

– обеспечить лучшее проветривание и отвод тепла от этого места;

Как видите, причин, которые могли бы привезти к перегреву ламп не так и много. Помните, что некоторые лампы – особенно галогенные, сами по себе достаточно сильно нагреваются и высокая температура их нормальное состояние.

Это необходимо учитывать при выборе места и способа установки светильников с такими лампочками.
Перегрев опасен не только возможным быстрым выходом их из строя, намного страшнее вероятность возникновения пожара, которую также нельзя исключать.

Поэтому, если вы обнаружили один из описанных выше симптомов внештатной работы ламп, их чрезмерного нагрева выше допустимых рабочих температур – обязательно примите меры, замените дефектную лампу, либо устраните причины, вызывающие это.

На сегодняшний момент, самый идеальный вариант

Источник: https://RozetkaOnline.ru/poleznie-stati-o-rozetkah-i-vikluchateliah/item/229-5-prichin-pochemu-peregrevayutsya-lampy

Почему светодиоды сгорают при перегреве и как этого избежать?

Нагреваются ли светодиодные лампы

Светодиоды — одни из самых энергоэффективных источников света. В среднем их светоотдача составляет 100 люмен на 1 ватт мощности, лидеры же по этому параметру светодиоды от компании CREE — порядка 160 лм/Вт, при этом ведутся разработки новых поколений LED-чипов со светоотдачей более 200 лм/Вт. Таким образом, каждое новое поколение светодиодов имеет больший КПД.

Несмотря на сказанное выше, основная проблема для светодиодных чипов – это перегрев.

Перегрев происходит по причине того, что лишь треть от полученной энергии затрачивается на излучение света (в среднем, зависит от КПД конкретного чипа), остальное же рассеивается в виде тепла.

Если сказать то же самое простыми словами, то распространенные китайские noname светодиоды типа emitter мощностью в 1 Ватт излучают в лучшем случае на 0.3 ватта, а 0.7 ватт уходит на нагрев.

Светодиоды типа Emitter

Почему перегрев опасен?

Прямое падение напряжения это такое напряжение которое прикладывается между анодом (+) и катодом (-) при нормальном паспортном токе. Но эта величина не постоянна.

Для светодиодов характерен отрицательный температурный коэффициент напряжения (ТКН). Это значит, что при нагреве падение напряжения на светодиоде уменьшается.

Это связано с тем, что в полупроводниках с ростом температуры количество носителей заряда увеличивается, как и сила тока (при одном и том же приложенном напряжении).

В зависимости от типа светодиода, полупроводника, который в нём используется и других факторов будет отличаться и тепловой коэффициент напряжения. Он измеряется в мВ/˚С и лежит в пределах единиц-десятков милливольт на градус, например, для светодиодов CREE MK-R он равен –8 мВ/˚С, а у MK-R2 – -28 мВ/˚С.

Это значит, что у светодиода, у которого ТКН равен, например, 5мВ/˚С, то если при температуре в 25 ˚С прямое падение напряжение 3.3В, то при температуре в 75˚С оно уже будет 3.05В, к чему это приведет? Приведем два практических примера:

1. Если светодиод питается от источника тока (драйвера — https://zen.yandex.ru/media/lampexpert/kak-vybrat-draiver-dlia-svetodiodov-i-v-chem-otlichie-ot-bloka-pitaniia-dlia-svetodiodnyh-lent-5d72325778125e00af3125ca ) то драйвер просто понизит выходное напряжение и скомпенсирует изменение падения на светодиоде с ростом температуры и обеспечит стабильный ток и нормальный режим работы.

2.

Если в светильнике или лампе используется балластный конденсатор в качестве источника питания или токоограничивающий резистор, то в результате снижения падения на светодиоде, через него потечет больший ток, что приведет к еще большему нагреву и как следствию еще большему увеличению тока. Этот процесс, подобный лавине, в итоге приведет к тому, что светодиод выйдет из строя. То же самое происходит и при повышении питающего напряжения, что особенно актуально в нашей электросети.

Следующее что происходит при нагреве – изменение светового потока. Рассмотрим график, на котором изображена зависимость относительной величины светового потока (в процентах) от температуры.

Зависимость светового потока (в процентах от номинального) от температуры

Как видно – с нагревом светодиода снижается его световой поток, а также срок службы, что иллюстрирует следующий график.

Зависимость срока службы от температуры

При перегреве также нарушается герметичность корпуса, деградирует кристалл и ухудшаются свойства люминофора.

В результате нарушения герметичности внутрь корпуса попадает влага, контакты кристалла окисляются.

Также происходит механическая деформация, смещение контактов и соединительных проводников, деформируется и плата, на которой расположены светодиоды, что также приводит к нарушению пайки.

Вывод

В результате перегрева светодиод неизбежно выходит из строя. Либо сильно снижается его срок службы, либо он мгновенно «сгорает».

Для решения этой проблемы необходимо использовать драйвер схема которого обеспечивает не только поддержание стабильного тока, но и его снижения для поддержания стабильной температуры или схему которая отключит светильник в случае перегрева (с тепловой защитой), тем самым сохранит его исправность.

В создании «долгоживущих» светодиодных источников света есть две проблемы:

1. Производители бюджетной продукции не обеспечивают щадящий режим работы светодиодов. Наоборот, в некоторых случаях они работают не в номинальном режиме, а в перегруженном. То есть светильник после покупки светит очень ярко, что впечатляет конечного пользователя, но в скором времени он даёт всё меньше и меньше света.

2.

Дизайн современных светильников предполагает эстетический внешний вид и уместить в этом понятии радиатор не представляется возможным. В связи с этим не обеспечиваются требования по охлаждению светодиодов.

В этом случае можно обеспечить их режим работы с током ниже номинального, что приведет к значительному уменьшению выделения тепла, но из-за описанного в первой причине – это опять-таки невозможно.

К сожалению, нет конкретных рекомендаций по выбору качественных изделий. Единственным универсальным решением будет покупка продукции только известных брендов. При самостоятельном изготовлении светодиодных светильников – следует принимать во внимание, сказанное выше относительно питания и охлаждения светодиодных изделий.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5c9ca52b27839400b33cc158/5d87b617fc69ab00ae08747c

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.