- Содержание:
- Природа нагрева светодиодов
- Зачем светодиоду эффективное охлаждение?
- Современные технологии пассивного отвода тепла
- Технологии принудительного охлаждения
Для достижения максимальной яркости автомобильным светодиодным лампам достаточно всего 50-60 наносекунд. Световой поток у них в несколько раз мощнее, чем у штатных «конкурентов». При таких показателях нагрев светодиодов относительно мал и не превышает 95°C, что говорит о рекордно высоком КПД. Для сравнения: газоразрядные приборы нагреваются до 500°С.
Несмотря на небольшой нагрев светодиодов, бороться с ним необходимо, прежде всего, чтобы продлить срок эксплуатации до заявленных 30-50 тысяч часов. Насколько эффективно решается эта задача производителями? Какие технологии отвода тепла в автомобильных светодиодных лампах применяются? Что такое пассивное охлаждение и чем оно отличается от активного? В нашей статье вы найдёте ответы на эти и другие вопросы, касающиеся светодиодного освещения в автотранспорте.
Природа нагрева светодиодов
Основным элементом светодиода является миниатюрный монокристалл с p-n-переходом 2-х полупроводников. При проходе электрического тока через p-n-переход происходит выделение фотонов и одновременно повышается температура.
В прошлом светодиодные светильники служили только в качестве индикаторов, излучая тусклый свет и ничтожно малое количество тепла. С началом использования мощных светодиодных источников света, в том числе и автомобильных, нагрев монокристалла стал более ощутимым. Ведь с ростом яркости выросло и количество выделяемого тепла, и для его отвода пришлось разрабатывать специальные технологии и новые конструктивные решения.
Зачем светодиоду эффективное охлаждение?
Светодиодные автомобильные лампы имеют компактную сборку и устанавливаются в герметичные фары. При отсутствии охлаждения это чревато перегревом монокристалла и изменением его характеристик. Как следствие – снижение светоотдачи и быстрый выход из строя. Решение проблемы заключается в контроле выделяемого тепла и обеспечении его эффективного отвода. С этой целью используются технологии пассивного и активного (принудительного) охлаждения.
Современные технологии пассивного отвода тепла
Технология пассивного охлаждения предусматривает отвод тепла от светодиодного кристалла во внешнее пространство через радиатор и корпус. Они изготавливаются преимущественно из алюминия, который отличается высокой теплопроводностью, прочностью и малым весом.
Эффективность отвода тепла во многом зависит от площади обдува. Но назначение автомобильных лед-ламп не предусматривает возможность включения в конструкцию крупных металлических деталей. В поиске компромиссного решения инженеры создали гибкие радиаторы и радиаторы с рёбрами.
Из-за внешнего сходства гибкие радиаторы автовладельцы называют хвостами, цветами или косами. Они состоят из лент, сплетённых из тончайших металлических волокон. Такие радиаторы различаются по количеству, ширине и длине лент. Благодаря гибкости, им можно придавать нужную форму и легко устанавливать источник свет в ограниченное автомобильное пространство.
Яркий представитель «хвостатого» семейства лампы H15 G9 с LED чипами Philips ZES. Технология их изготовления предусматривает использование медных нитей и впрессование радиатора в корпус с помощью теплопроводящего клея. Создав прибор с огромной площадью охлаждения, производитель не поскупился и на гарантийный срок, составляющий 7 лет.
Радиаторами с вертикальными рёбрами оснащены лампы CSP N1 LED, предназначенные для установки в ПТФ и ДХО вместо ламп накаливания. За счёт ребристости увеличивается площадь охлаждаемой поверхности, что способствует интенсивному отводу тепла с сохранением компактности устройства.
Технологии принудительного охлаждения в автомобильном освещении
Конструкция светодиодных ламп с активным отводом тепла включает в себя механические устройства, создающие потоки воздуха. Как и в компьютерной технике, это разнообразные компрессоры и вентиляторы, которые отличаются своими компактными размерами.
В зависимости от модели автомобильной лампы, вентиляторы встраиваются в радиаторы либо идут отдельно в комплекте и в этом случае монтируются рядом с лампой. Они обеспечивают струйный обдув монокристалла, предотвращая его перегрев.
Все элементы активного охлаждения обязаны служить также надёжно и долго, как и сам светодиодный прибор. Для увеличения выносливости их делают пыле- и влагозащищёнными, что снижает риск поломок. Одним из известных производителей автомобильных ламп является компания Philips (Нидерланды). Она же предлагает новые технологии принудительного отвода тепла.
Инженерная мысль не стоит на месте. Создано новое поколение LED – светодиоды CSP выделяют намного меньше тепла, чем их предшественники, что даёт возможность полностью отказаться от кулеров. Ярким примером могут служить лампы серии Atomic. Просчитывая тепловые режимы светодиодов уже на этапе проектирования, применяя передовые технологии, производители повышают долговечность и надёжность автомобильных ламп, улучшают их монтажные характеристики. Благодаря такому подходу, LED-приборы становятся приоритетными в автомобильных системах освещения.
