Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic Pic

 

Miksi jotkut LED valot maksavat enemmän kuin toiset?


Osa 2, lämmönhallinta.

 

 

Yksi tärkeimmistä LED valojen elinikään, laatuun ja luotettavuuteen  vaikuttavista tekijöistä liittyy LED komponenttien  lämmönhallintaan. Tämä tarkoittaa lähinnä sitä, kuinka LED komponentin sisällä (ytimestä) saadaan lämpö johdettua mahdollisimman hyvin ympäröiviin jäähdyttäviin rakenteisiin. Lämmönhallinnalla on suora vaikutus LED valon elinikään, saatavaan valomäärään ja värilämpötilan pysyvyyteen. 

LED komponentti, vaikka onkin erittäin energiatehokas, tuottaa sekin jonkin verran lämpöä, koska mikään komponentti ei toimi 100% hyötysuhteella. LED komponentin tehosta noin 30% muodostuu valon sijaan lämmöksi (lähde: komponenttien valmistajien datat). Tämä tarkoittaa sitä, että 3W LED komponentti on käytännössä noin 1 W lämmitin. Tämä voi kuulostaa pieneltä, mutta koska lämpöä tuottava chippi (LED komponentin "ydin") on erittäin pieni ja pienilläkin lämpötilan muutoksilla on dramaattinen vaikutus, on lämmönhallinnalla erittäin suuri vaikutus. Jo 10 asteen erolla on merkittävä vaikutus komponentin elinikään, valontuottoon ja värilämpötilan pysyvyyteen.  Esimerkiksi Edisonin KLC8 3 W LED komponentin elinikä laskee 60000 tunnista 40000 tuntiin, kun liitosrajapinnan lämpötila nousee 60 asteesta (normaali tila) 70 asteeseen. Lämpötilan kasvaessa toiset 10 astetta, tipahtaa elinikä vain 25000 tuntiin, muutos on dramaattinen. Mainittakoon, että komponentti itse aihettaa ohjeen mukaisesti jäähdytetyssä komponentin ytimessä (liitosrajapinta) juuri tämän 60 asteen  lämpötilan.




Edison KLC8:n LED komponentin elinikä suhteessa liitosrajapinnan lämpötilaan (junction
temperature). Käyrä  alkaa 60 asteen lämmöstä, koska se on alin lämpötila joka on mahdollinen
huoneen  lämmössä. Komponentti tuottaa itse sen verran lämpöä, että liitosrajapinnan lämpötila
on minimissään 60 astetta.






Liitosrajapinnan (TJ) lämpötilan vaikutus komponentin elinikään, taulukkomuodossa.
L70% tarkoittaa aikaa, jolloin komponentin valomäärästä on 70% jäljellä. vastaavasti
L50%: kohdalla puolet valomäärästä on jäljellä. Huomaa, että 20 asteen muutoksen
vaikutus melkein puolittaa komponentin eliniän.
Muutos 60 astetta -> 80 astetta aiheutta
eliniän muutoksen: 72366 tunnista -> 42070 tuntiin
.




Liitosrajapinnan lämpötila, mikä se on?


LED komponentti on puolijohde, joihin kaikkiin kuuluu termi liitosrajapinta. Puolijohteessa on tyypillisesti kahden eri aineen liitos, ja liitosrajapinnalla tarkoitetaan tätä liitosta. Emme puutu sen tarkemmin tähän insinööritieteeseen, mutta ymmärtääksesi aiheen problematiikan, joudumme hieman valoittamaan tätä asiaa kansantajuisemmin ja hiukan mutkia oikoen. Liitosrajapinnassa virran kulku tapahtuu atomitasolla, kun varautunut atomin hiukkanen pääsee kulkeutumaan liitosrajapinnan yli, muodostuu  tässä liitosrajapinnassa eli LED komponentista valoa. Rajapinnan koko on atomiluokkaa, siis erittäin pieni. Tämä on tärkein tieto, mikä pitää ymmärtää. Lämpö muodostuu siis atomitasolla, ja lämpötilan muodostus suhteessa pieneen kokoon on todella suuri. Komponentin suhteellista lämmöntuottoa voisi verrata vaikka tavalliseen kaukolämpöä tuottavan lämpölaitoksen lämpötehoon suhteessa lämmön poistoon (kaukolämpöön kytketyt rakennukset). Tämä kansanläheinen (vaikka ei täysin paikkansa pitävä) vertailu on sinänsäkin paikallaan, koska LED komponentin jäähdytykseen sisältyy täysin sama problematiikka. Jos lämpövoimalan lämpöä ei johdeta pois kattilasta (esim. kiviihilen lämmitämästä vedestä), muodostuu lämpötila niin korkeaksi, että lämpövoimala rikkoutuu. Sama pätee LED komponenttiin, sen ytimessä (chipin liitosrajapinnoissa) muodostuva lämpötila pitää johtaa pois, jotta komponentti ei vaurioidu. 

Liitosrajapinnan lämpötila on normaali menetelmin käytänössä mahdoton mitata, johtuen rajapinnan koosta (muista atomitaso). Komponenttien valmistajien ilmoituksen mukaan liitosrajapinnan lämpötila on noin 30-40 astetta suurempi, kuin mitä on komponentin jäähdytyspinnan lämpötila, jos lämmönhallinta on tehty oikein. Tämä tarkoittaa, että jo huoneen lämpötilassa liitosrajapinnassa on noin  60 asteen lämpötila TJ (Temperature, Junction), vaikka jäähdytys on tehty asianmukaisesti. Tämä on syytä muistaa tästä liitosrajapinta-asiasta.



LED komponentin rakenne ja lämmönpoisto.

LED komponentin valmistajan tehtävänä on suunnitella komponentti niin, että liitosrajapinan lämpötila johdetaan pois mahdollisimman tehokkaasti. Tässä kohtaa on suuria eroja, laatuvalmistajat ovat panostaneet tähän tuotekehityksessään enemmän, kuin halvalla kopioita tekevät komponenttien valmistajat. Myös materiaalit poikkevat toisistaan rakenneratkaisuiden lisäksi.




LED komponentin rakenne. Voit avata kuvan suuremmaksi  klikkaamalla kuvaa.


Itse LED chippi, josta kaikki komponentin valo tulee, on liitetty lämpöä johtavaan tornimaiseen metalliseen osaan. Tämä osakokonaisuus on pakattu mustaan muoviin ja chippi on suojattu hermeettisesti geelimäisellä keltaisella aineella. Lisäksi tarvitaan jalat, joihin käyttösähkö johdetaan. Jalkojen ja LED chipin väliin tarvitaan myös johto, tätä kutsutaan bondauslangaksi. Komponentin rakenteesta saat enemmän tietoa artikkelistamme

Miksi jotkut LED valot maksavat enemmän kuin toiset, osa 1 (LED komponentit).


Kuvassa oleva lämmönjohdin johtaa LED Chipin tuottaman lämmön lähinnä komponentin alle (pieni osa lämmöstä johtuu myös juotosjalkojen kautta, mutta hyvin pieni). LED valon valmistajan tehtävä on johtaa lämpö mahdollisimman tehokkaasti pois  komponentin alla olevasta metallisesta osasta (kuvan "torni" eli lämmönjohdin). Jos tätä ei tehdä lainkaan, on koko komponentin elinkaarta helppo havainnoida kahvikupposen ääressä. Tehokkaiden teho-LED komponenttien osalta todennäköisesti LED komponentti tuhoutuu jo ennen kuin kahvit on juotu, sitä ennen on selvästi havaittavissa valon alenema ja värilämpötilan muutokset.

Alla erään komponentin valmistajan suositus komponentin asennukseen ja lämpötilan johtamiseen pois komponentista.





Kuvassa T tarkoittaa fysikaalista suuretta Temperature (lämpötila). Kuvassa:

  • TJunciton = liitosrajapinnan lämpötila (Tj)
  • TSlug = lämmönjohtimen lämpötila (alhaisempi kuin TJ)
  • TGrease = lämmönjohtomateriaalin lämpötila (alhaisempi kuin TSlug)
  • TBoard = osan lämpötila, johon LED komponentti kiinnitetään (alhaisempi kuin TGrease)
  • TAmbient = ympäristölämpötila (esim. huoneen lämpötila), joka "lämmittää" komponenttia.

Lämpötilat siis alenevat, mitä kauemmaksi LED komponentin liitosrajapinnasta mennään. Tämä ei ole hyvä eikä tavoiteltava asia. Mitä suurempi lämpötilan alenema on, sitä huonompi on lämmönjohtoketju. Ideaalitapauksessa lämmönalenemaa ei ole lainkaan, mutta käytännössä alenemaa eli lämmönjohdon häviöitä on aina olemassa. Tämä johtuu eri materiaalien erilaisesta lämmönjohtokyvystä ja eri materiaalien välisistä liitoksista (sama asia eri sanoin). Esimerkiksi ilma johtaa paljon huonommin lämpöä kuin metallit, vain murto-osan. 

Tätä alenemaa eli häviöitä kuvataan kuvan alla olevassa kaavassa suureella R. Sen tarkemmin kaavaa avaamatta, voidaan siitä todeta, että häviöitä tulee myös jokaisen materiaalin rajapinnassa. Tärkein tieto on, että eri materiaaleilla on toisistaan hyvinkin poikkeavat lämmönsiirto-ominaisuudet, joten materiaalin valinnoilla on hyvin suuri osuus LED komponentin eliniän ja luotettavuuden suhteen.

Muistetaan, että LED komponentin valmistaja tekee valinnan komponentin oman sisäisen lämmönjohtomateriaalin (TSlug) valinnassa. LED valon valmistaja voi vaikuttaa siihen ainoastaan LED komponentin valmistajan valinnalla. Kokemustemme mukaan tälläkin on suuri merkitys.

LED valon valmistaja voi vaikuttaa lähinnä kahteen asiaan komponentin lämmönhallinnassa. Kuvassa ne on merkitty termein TGrease ja TBoard. Näistä jälkimmäinen, "Board" on se osa, mihin LED komponentti kiinnitetään. Yleisin materiaali on alumiinilaminaatti eli kansantajuisemmin alumiinilevy. Myös tämä pitää jäähdyttää, yleensä se tapahtuu LED valon alumiiniseen runkoon. Olemme kuitenkin nähneet valoja, joissa alumiinin (kallis materiaali) sijaan on käytetty perinteistä piirilevyä (FR4), jonka lämmönjohtavuus on erittäin heikko (alumiinilla lämmönjohtavuus on 236 W / mK, kun taas FR4 levyllä se on vain n. 0,6 W / mK)


LED komponentin ja alumiinilevyn välissä on siis materiaalia (Grease), jolla komponentin lämpökuorma siirretään sen alla olevaan alumiinilevyyn (Board). Myös tämä alumiinilevyn ja valon mekaniikan välissä on vastaava rajapinta, niinpä lämmönsiirtomateriaalia tarvitaan  myös kyseisessä välissä. Keskitymmekin tässä artikkelissa tarkemmin siihen, kuinka tämä lämmön johtaminen on tehty, koska tällä on suora vaikutus siihen, kuinka hyvin liitosrajapinnassa muodostuva lämpötila saadaan siirettyä pois. Tämä kohta on kaikista tärkein kohta LED valon laadusta ja eliniästä puhutaessa, ja tässä kohdassa tulevat suurimmat erot esiin. Kyse on puhtaasti lämmön siirtoon käytettävistä materiaaleista. Käytännössä, mitä parempaa materiaali on, sitä tehokkaampaa on lämmönsiirto, jolla on suora vaikutus LED valon laatuun. Huonona puolena on, että laadukkaat materiaalit maksavat enemmän.



Lämmönjohtomateriaalit.



Kuten jo todetiin aiemmin, on ilman lämmönjohtavuus erittäin huono (0,026 W / mK). Parhaat materiaalit ovat  metallisia, joiden lämmönjohtavuus on hyvä. Käytännössä käytettäessä eri materiaaleja, esim. LED komponentti ja alumiinilaminaatti tai alumiinilaminaatti ja valon mekaniikka, ne eivät voi olla yhtä kappaletta ja niiden rajapinnassa on ilmaeriste. Tämä johtuu siitä, että käytännön elämässä ei päästä sellaiseen kappaleiden pintojen tasaisuuteen (molekyylitaso), jotta väliin ei jäisi ilmaa. Tästä syystä lämmön johtamiseen tarvitaan erillinen materiaali. Eri materiaaleilla on eri lämmönjohtavuus.



PIITAHNA


Perinteisesti tehokkaiden transistoreiden jne jäähdytyksessä on lämmönjohtoon käytetty harrastajaelektroniikassa piitahnaa, jota ei ole hyväksytty ammattielektroniikassa pitkään aikaan. Sen  ongelmat ovat huono lämmönjohtavuus ja pysyvyys parempiin materiaaleihin verratttuna. Ennen kaikkea piitahnan ongelma on se, että kuivuu kohtalaisen nopeasti menettäen täysin lämmönjohtokyvyn. Kuivuminen on sitä nopeampaa, mitä suurempi lämpökuorma materiaaliin kohdistuu. Piitahnan kuivuminen LED valojen kohdalla tapahtuu jo 1-2 vuoden sisällä, pelkän varastoinninkin osalta jo parissa vuodessa piitahna on jo selvästi kuivunut. Tämä tarkoittaa sitä, että jo parin vuoden käytön jälkeen lämpöä ei enään siirretä LED komponentista pois, vaan liitosrajapinnan lämpötila nousee ja LED komponentin valontuotto laskee (sekä tietenkin elinikä).

Parhaiden piitahnojen lämmönjohtavuus uutena on noin 4 W / mK (vertaa alumiinin 236), mutta jo muutamassa vuodessa se kuivuessaan romahtaa. Tätä tietoa voit hyväksi käyttää myös tässä artikkelissa, koska esitämme muutamia muitakin materiaaleja. Tyypillisesti parhaillekin piitahnoille annetaan eliniäksi vain maksimissan 5 vuotta, eli LED valoissa, joissa käytetään piitahnaa, elinikä ei voi olla tämän pidempi. Muista kuitenkin, että parhaat piitahnat maksavat enemmän kuin ne huonot joissa pysyvyys on heikompi, ja suunniteltua suuremassa lämpökuormassa piitahna kuivuu nopeammin.

Piitahnan kalvon paksuus tulisi olla todella ohut. Valitettavasti olemme nähneet monia halpoja LED valoja, joissa piitahnan paksuus on jopa useita millimetrejä. Näin paksun kerroksen osalta voidaan puhua jo lämmön eristeestä.

 



Eräässä valossa käytetty lämmönjohtomateriaali, piitahna. Tämä on yleisin materiaali,
jota kiinalaiset (mainland) valmistajat käyttävät. Piitahna on jo selvästi kuivunut. Kuvan 
valossa alumiinilaminaatti on ollut sentään kiinni valorungossa ruuveilla (3 kpl), usein
edes sitä ei ole tehty, vaan on luotettu siihen, että piitahna pitää osat toisissaan. Ne
tosin irtoavat viimeistään silloin, kun piitahna kuivuu, ja loputkin jäähdytystehosta
loppuvat siihen.
Tähän menee korkeintaan muutama vuosi.



Miksi piitahnaa sitten käytetään?

Piitahnan käyttöön lämmönjohtomateriaalina vaikuttaa lähinnä kaksi seikkaa: hinta ja tietämättömyys. Piitahna on erittäin halpaa ja sitä on todella helppo käyttää. Kun tuotannossa LED komponentit laitetaan joko alumiinilaminaatille tai tämä alumiinilaminaatti liitetään LED valoon, piitahnaa yksinkertaisesti puristetaan tuubista osien väliin. Helppo ja nopea toimenpide, jota käytetään varsinkin käsityönä tehtävissä tuotteissa (Kiinassa käsityö on vielä yleisin). Tietämättömyyden osalta, koska piitahnaa on aiemmin käytetty elektroniikassa, se on otettu käyttöön myös LED valoissa, koska sen ongelmia ei ole tiedostettu. Tämä liittyy  kopiontikulttuuriin ja osin myös siihen, ettei asiasta välitetä. Suurin syy on kuitenkin hinta, jonka merkitys korostuu halvoissa LED valoissa.

Piitahnaa kutsutaan englanniksi termeillä "Thermal Grease" ja "Thermal Compound", joilla hakusanoilla löytyy paljon myös lisätietoa itse materiaalista netistä.


LIIMASILIKONI (tuubista)

Tämän materiaalin ei edes pitäisi olla otsikon lämmönjohdetuote alla.  Kyseiset liimatuotteet toimivat lähinnä lämmmön eristeenä. Miksi olemme siis ottaneet tämän materiaalin esimerkkinä lämmönjohtotuotteeksi, johtuu täysin siitä, että tätäkin materiaalia on käytetty halvoissa LED valoissa. 




Eräässä kiinalaisessa LED valossa käytetty lämmönjohtomateriaali. Tässä on koitettu lyödä
kaksi  kärpästä yhdellä iskulla, lämmönjohto ja komponentin kiinnitys (liimasilikoni).
Huomaa
myös, että vain pieni osa alumiinilaminaatista on kiinni LED valon rungossa, suurin ja lämpimin
osa on irti siitä ja ilmarako (johdon läpiviennin kohdalla) on noin 7 mm. Mekaniikan mitoituksessa
on myös suuria ongelmia, koska linssin pidin on painanut komponentin jalkojen juotospistettä, kun 
kehys on ruuvattu paikalleen (vasen kuva). Tästä aiheutuu juotoksen murtuminen ja heikompi
luotettavuus.



Mikä on sitten johtanut liimasilikonin käyttöön lämmönjohtimena? Tätä voimme vain arvailla, mutta todennäköisesti samalla tuotteella on koitettu johtaa lämpöä ja kiinnittää itse komponentti mahdollisimman halvalla. Tietämättömyys eri materiaalien ominaisuuksista on valtava, mutta kekseliäisyyttä ja yritystä ei puutu.

Huomaa, että markkinoilla on myös silikonipohjaisia tuotteita, joita voidaan käyttää lämmönjohteena ja niissä on kohtalaisen hyvät lämmönjohto-omaisuudet. Vaikka perusaine / nimitys on sama, ne ovat kuitenkin täysin eri tuotteita, eli niissä on täysin erillaiset lämmönjohto-ominaisuudet. Näillä tuotteilla päästään noin 1,6 W / mK lämmönjohtoarvoon.


ILMA

 

Kuten jo aiemmin todettiin, on ilmalla erittäin huonot lämmönjohto-ominaisuudet. Alumiinilaminaatti ja LED valon runko vaativat hyvän lämmönjohteen väliinsä. Se, miksi tämäkin kohta on jouduttu  ottamaan otsikon lämmönjohtotuotteet alle, johtuu siitä että tätäkin materiaalia on käytössä. Ilma on ilmaista, eikä lämmönjohtotuotteen lisääminen vaadi edes yhtään työvaihetta, se tulee automaattisesti!




Kuvassa Kiinalaisen valmistajan LED valo, jossa lämmönjohtoon
on käytetty ilmaa. Vaikka mekaniikassa on ruuvin reiät kierteineen,
ei itse komponenttia oltu niillä kiinnitetty. Alumiinilaminaatin
pysyvyys valon rungossa on riippuvainen vain linssin puristus-
voimasta. Todella huono rakenne!



Johtuen materiaalien epätaisuudesta, ilmaraot pitää täyttää jollakin
hyvin lämpöä johtavalla materiaalilla.




LÄMPÖÄ JOHTAVAT TEIPIT


Tämä ratkaisu on käytössä ammattielektroniikassa. Myös laaduikkaissa ja kalliissa LED valoissa tämä on eniten käytetty materiaali. Ohuen (0,127 mm) polyamidi kalvon kummallakin puolella on laadukas teippi (acrylate), jolla komponentti pysyy paikallaan valmistusprosessin aikana. Lämmönjohtavuudessa päästään jopa noin 2 W / mK arvoon, joka on hieman heikompi kuin täysin uuden ja ohuen piitahnan lämmönjohtavuus, mutta teipin lämmönjohtokyvyn pysyvyys samana on aivan toista luokkaa. 




Kuvassa kotimaisen valmistajan LED valo eli Valokas 9 W LED valon sisusta. LED komponenttien
lämmönjohtotuotteena, kuten myös alumiinilaminaatin, on käytetty laadukasta tunnetun
valmistajan tekemää lämmönjohtoteippiä. Aluumiinilaminaatin ja valon kannan välissä olevat
lämmönjohtoteipit ovat suuremmat ja ne ovat juuri LED komponenttien alla. Tällä ratkaisulla
taataan parempi  lämmönjohtavuus LED komponentin ytimestä itse valomekaniikkaan.
Kuvassa on paikoillaan vain yksi LED komponentti kolmesta. Vain yhdestä kuvassa näkyvästä 
lämmönjohtoteipistä on poistettu suoja, joka poistetaan juuri ennen osien yhteen liittämistä.






Kuvassa alumiinilaminaatin tausta ja kiinnitysruuvit. Ruuveilla taataan oikea puristusvoima
koko tuotteen elinkaaren ajan, vaikka lämmönjohtoteippi ei niitä vaatisikaan valmistajan
mukaan. Tällä ratkaisulla olemme vain halunneet parantaa tuoteen pitkäikäisyyttä.




Miksi sitten parempia ratkaisuja ei käytetä?


Niin, tämä on hyvä kysymys. Me käytämme näitä parempia ratkaisuja vain siksi, että meidän mielestämme LED valon tulee olla luotettava ja pitkäikäinen. Sen koko elinkaaren aikana valon tulee toimia odotetusti, eikä siinä saa olla alla kerrottuja ongelmia. Tietenkin tämä ratkaisu maksaa enemmän, mutta hyvää ei vain saa mahdollisimman halvalla. Sen lisäksi että materiaalina laadukas lämmönjohtotuote maksaa rahaa, sen käyttämisestä tulee myös enemmän työkustannuksia. Näistä asioista olisi helppo karsia, jos halutaan vain halpaa tuotetta. Valo toimii aluksi ihan hyvin, ongelmat hiipivät kuitenkin salakavalasti heti käyttöönoton jälkeen, mutta niitä ei aluksi huomaa. Valomäärä alenee ja värilämpötila muuttuu ajan myötä, ja koska vertailevaa uudempaa valoa ei ole, käyttäjä ei tätä aluksi huomaa. Me sen kuitenkin tietäisimme, emmekä sitä hyväksy. 




Valon kantayhdistelmä koottuna, tosin ilman kahta LED komponenttia ja johtimia.


Lämmön hallinnan merkitystä tuotteessa ei voi kyllin korostaa, sen merkitys koko tuotteen elinkaaren aikana on merkittävä, kuten alta voit lukea. Mistä sitten tunnistaa tuotteen, jossa lämmön hallinta on hoidettu hyvin? Yksinkertaisesti, ei mistään. Ainoa vaihtoehto on purkaa tuote palasiksi ja tarkistaa itse! Tämä on ostajan kannalta pulmallinen tilanne, jossa pitää vain luottaa myyjän sanaan, jos myyjä edes tietää mitään koko asiasta.

 

 

 

Valomäärän suhde lämpötilaan

Liitosrajapinnan lämpötilalla on suora suhde saatuun valomäärään. Se vaikuttaa siihen kahdella tavalla. Lämpimästä komponentista saatu valomäärä on heti pienempi, ja pitkässä juoksussa se alenee jatkuvasti ja pysyvästi.


Cree XR-E komponentin valomäärä suhteessa liitosrajapinnan lämpötilaan.


Jos tyypillisesti liitosrajapinnan lämpötila huoneen lämmössä on hyvässä valossa esimerkiksi 65 astetta ja huonossa valosssa  vähintään 100 astetta, tarkoittaa tämä samalla laatukomponentilla (Cree XR-E) yli 10 % -yksikön verran vähemmän valoa heti tuotetta käyttöönotettaessa. Tässä on syytä huomioida se tosiasia, että halvoissa valoissa ei käytetä näitä laatukomponentteja, vaan mahdollisimman halpoja Kiinalaisia komponentteja, jolloin ero on vieläkin suurempi. Aiheesta lisää artikkelissamme

Miksi jotkut LED valot maksavat enemmän kuin toiset, osa 1 (LED komponentit).



Värilämpötilan suhde lämpötilaan

LED komponentin värilämpötila muuttuu hieman kylmemmäksi ajan suhteen. Muutos on väistämätön, mutta normaalioloissa muutosta ei juurikaan huomaa, se ei ole kovin suuri. Alla on kuva, josta värilämpötilan muutos näkyy, kun on testattu huomattava määrä eri komponentteja. Jos komponentin liitosrajapinnan lämpötila on suuri, aiheuttaa se nopeasti (jopa alle 200-300 tuntia) huomattavan värilämpötilan muutoksen, joka on selvästi silmin havaittavissa jopa ilman vertailuvaloa. Lämmin valkoinen LED alkaa selvästi tuottamaan hyvin sinertävää valoa.



Edison KLC8:n lämmin valkoisen LED komponentin värilämpötilan muutos ajan suhteen,
kun liitosrajapinnan lämpötila on noin 60 astetta (= LED komponentin oman lämpötilan
aikaansaama lämpötila, kun jäähdytys on hoidettu oikein).





Valon eliniän suhde lämpötilaan


Liitosrajapinnan lämpötila vaikuttaa myös komponentin elinikään. 60 asteen ja 100 asteen välinen ero on alla olevan käyrästön (logaritminen!) mukaan 50000 tuntia. 60 asteen lämpöisen komponentin elinikä on 72000 tuntia, ja 100 asteisen komponentin elinikä vain 20000 tuntia. Ero on merkittävä, ja jopa todellinen. Ja tässä on kyseessä komponentin laatuvalmistaja!



Edison KLC8:n elinikä reliability reportin mukaan.




Huomio näistä teknisistä mittaustuloksista ja käyristä.


Kaikki tässä esitetyt mittaustulokset ja käyrät ovat tunnettujen laatuvalmistajien komponenteista. Vaikka tässä on esitetty sekä Cree:n että Edison Opton valmistamien komponenttien datoja, ovat ne kuitenkin lähtöisin samalta valmistajalta. Edison Opto käyttää KLC8 komponentissaan Creen chippiä, pakaten sen vain omaan komponenttiin. Ydin on siis sama.

Jos tuotteessa on käytetty kiinalaisia halpis-LED komponentteja, voimme vain arvailla niiden vastaavia tuloksia. Ikävä fakta on, ettei kyseiset komponenttien valmistajat tai valoissaan kyseisiä komponentteja käyttävät kerro näitä tietoja. Todennäköisesti niitä ei ole edes olemassa, testaaminen ja tuotekehitys kun maksavat ja vaativat paljon tieto-taitoa.




Muuta tästä aiheesta

Myös väärä tai viallinen ohjaus aiheuttaa LED komponentin liiallista lämpökuormaa. Yliohjaamalla LED komponentti tuottaa liikaa lämpöä, jolloin nämä samat ongelmat ilmenevät hyvinkin nopeasti. Jos ohjaimessa on virran säätö, ei siihen tule koskea, ellei LED komponenttien läpi kulkevaa virtaa voida samalla mitata. Yliohjaaminen rikkoo LED komponentit hyvin nopeasti. Myös viallinen tai väärin suunniteltu LED ohjain voi aiheuttaa tälläisen yliohjautumisen.



Loppukysymys

Asentaisitko muuten näiden tulosten varjossa LED valon saunan kattoon? Emme mekään, mutta jostain syystä niitä markkinoidaan myös asennettavaksi saunan kattoon, jossa liitosrajapinnan lämpötila huitelee 150-160 asteen paikkeilla. Mistä tämä johtuu? Hyvä kysymys,  johon emme ole löytäneet vastausta. Eivätkö myyjät tunne tuotteitaan?

 

 

 

 

Limic Oy,  jonka verkkokauppa valokas.fi on, on vuonna 1966 perustettu osakeyhtiö. Meillä on pitkä kokemus LED-valoista ja olemme alan pineereja. Tutkimme (ja teimme ensimmäiset prototyypit) LED valojen käyttöä valaistukseen jo 1990-luvun loppupuolella, mutta silloin LED komponentti ei ollut vielä riittävän tehokas käytettäväksi yleisvalaistukseen. Kun 2000-luvulla markkinoille tuotiin uudet tehokkaat niinsanotut teho LED:it, niin tämä ongelma oli ratkaistu. Vuonna 2004 Limic Oy teki ensimmäisen prototyypin yleisvaloksi soveltuvasta LED valosta, ja se tuotiin markkinoille vuonna 2005. Alusta saakka olemme panostaneet tuotteiden laatuun ja mm. värilämpötilaan. Ensimmäinen asuinhuoneistoon tarkoitettu  LED valomme oli jo lämmin valkoinen, koska totesimme jo silloin 2005, ettei kylmän valkoinen sovellu värilämpötilan kylmyytensä tähden lainkaan asuinhuoneistoiden yleisvalaistukseen. Muutaman vuoden jälkeen toimme markkinoille uuden oman tuotteen, jossa värilämpötila oli puhtaan valkoinen (neutral white), todennäköisesti ensimmäisenä Suomessa. Tämä on esimerkki jatkuvasta tutkimuksestamme ja tuotekehityksestämme.

 

Yrityksellämme on siis todella pitkät perinteet LED valoalalla, ja olemme olleet alan alan kehityksen kärjessä aina sen alkutaipaleelta lähtien. Vuosien saatossa saatu kokemus niin omista kuin maahantuomistamme LED valoista on täysin käytettävissä ammattitaitoisen henkilökuntamme kautta. Voit luottaa siihen, että tiedämme mitä myymme, ja mitä keromme. Alan johtavana pioneerina tunnemme LED valoalan todella hyvin.

 

Testaamme ja mittaamme kaikki myymmämme tuotteet huolellisesti. Mittauksiin kuuluu mm. tuotteiden valomäärät sekä niiden kuluttama sähköteho ja tuotteiden lämpötilat eri kohdissa. Vaikka käytämme LED-komponetteina pelkästään kalliimpia laatukomponentteja, mittaamme silti tuotteistamme mm.  valomäärän, värilämpötilan, hallitsevan aallonpituuden ja ärsykepuhtauden. Useista tuotteista mitaammet myös mm. valon spektrin mittauslaboratoriossamme. Mittaamme myös värintostoaindeksin, mutta tarkkaa lukemaa emme ilmoita, koska värintoistoindeksiin (CRI) liittyy suuri problematiikka ja sen tarkkaa arvoa on turha vertailla. Joissakin asioissa (kuten vaatimustenmukaisuus) joudumme kuitenkin luottamaan valmistajan vakuutukseen (Declaramation of conformity), koska tämä on käytäntö EU alueella. Tutkimme kuitenkin nämäkin tuotteet mahdollisimman hyvin resurssiemme puitteissa (tutkimme mm. rakenteen ja mittaamme eristysvastuksen ja läpilyöntijännitteen jne), mutta emme voi teetää resurssien takia erillisiä vaatimustenmukaisuustestejä riippumattomissa hyväksyntälaboratorioissa (mm. EMC testit, jotka valmistaja on jo teettänyt).

 

 

 

Artikkelin id on 133

Ilmainen toimitus

Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut Toimituskulut

TUOTERYHMÄT

VERKKOMAKSUT

svm_2016 - OLD.jpg