Vorsicht vor den LED-Killern – Überhitzung und Überspannung

LEDs sind die größte verfügbare Lichtquelle, aber in der Wohnmobilumgebung haben sie zwei Achillesfersen – Überhitzung und Überspannung.

LEDs sind winzige Splitter aus Halbleitermaterial (pn-Übergänge für Geeks, die es wissen wollen), ein mit Seltenen Erden dotiertes Stück Silizium, das gemischt wird, um Photonen im sichtbaren Spektrum zu emittieren, wenn eine geeignete Spannung an den Übergang angelegt wird, so dass Ein elektrischer Strom fließt durch den Halbleiter. Wie eine echte Diode widerstehen LEDs dem Stromfluss in die falsche Richtung. Die chemische Zusammensetzung des pn-Übergangs bestimmt die Wellenlänge der emittierten Photonen, sodass Sie unter anderem rote, gelbe, grüne und blaue LEDs verwenden können.

Weiße LEDs werden meistens mit einer nativen blauen LED hergestellt, die blaue Photonen in einen Phosper strahlt, der wiederum ein gestreutes Lichtspektrum über einen Bereich wieder abgibt, der für das menschliche Auge wie weißes Licht aussieht (für den Geek, das heißt Stokes) Strahlung).

Im Vergleich zu normalen Leuchten mit LEDs wandelt die Standardglühlampe die Leistung nur zu 15% in nützliches Licht um. Leuchtstofflampen sind bestenfalls zu 50% effizient. LEDs haben einen Wirkungsgrad von 85% oder mehr bei der Umwandlung der elektrischen Energie in nützliche Photonen. Diese Lichtquelle ist die effizienteste aller Möglichkeiten, die wir für Licht in unseren Wohnmobilen, Booten und Häusern haben.

Keine unserer Lichtquellen ist 100% effizient – es gibt immer etwas Restwärme. Und es ist die Wärmeenergie, die die Lichtquelle zerstört. Bei Glühlampen erwärmt die zu 85% verschwendete Energie das Filament auf eine Temperatur zwischen 600 und 1200 Grad Fahrenheit. Bei diesen hohen Temperaturen wird das Filament im Laufe der Zeit buchstäblich verdampft, meistens innerhalb von etwa tausend Stunden, und die Glühbirne brennt einfach aus.

Auch LEDs werden durch den Stromfluss durch den Stromkreis erwärmt. LEDs fallen sofort aus, wenn die Sperrschichttemperatur 185 Grad Fahrenheit überschreitet. Richtig gestaltete LED-Schaltungen erfordern zwei sehr wichtige Merkmale, um erfolgreich zu sein: Schutz vor Überhitzung und Schutz vor Überspannung. Oft hängt die Überhitzung mit Überspannung zusammen.

Selbst wenn eine LED mit einer sorgfältig gesteuerten Spannung betrieben wird, erzeugt sie dennoch etwas Wärme. Diese Wärme muss dem LED-Gerät mit einer Geschwindigkeit entzogen werden, die sicherstellt, dass die Sperrschichttemperatur die Betriebsgrenze nicht überschreitet. Der beste Weg, dies zu tun, besteht darin, das LED-Gerät auf einem "Kühlkörper" zu platzieren, der die von der LED erzeugte Wärme aufnehmen und an einen Ort bringen kann, an dem sie in die Luft oder in eine umgebende Wärmegrube abgestrahlt werden kann . LEDs der frühen Generation haben sich nicht mit diesem Problem befasst, da die Leiterplatte, auf der sie verwendet wurden, im Allgemeinen groß genug war, um als ausreichender Kühlkörper zu dienen.

Als LEDs weiter fortgeschritten waren und mehr LED-Emitter auf einem einzelnen Halbleiterbauelement platziert wurden, wurde das Problem der Wärmeableitung akuter. Die Forderung nach einer guten thermischen Analyse der Leiterplatte mit den LED-Chips wurde für diejenigen offensichtlich, die verstanden, was sie taten. Andere versuchten, die alte Technologie mit den neuen Chips zu verwenden, und ihre Produkte versagten durchweg.

Die von einem LED-Gerät erzeugte Wärme hängt stark von der Eingangsspannung des Geräts ab. Wenn ein LED-Schaltkreis für die Wärmebelastung ausgelegt ist und nur in einer 12,8-Volt-Umgebung arbeitet, funktioniert er in einer 14,7-Volt-Umgebung nicht gut. Es wird sich viel früher verschlechtern und sterben. Die Lebensdauer beträgt nur wenige tausend Stunden und nicht 100.000 Stunden. Und wenn die Überspannung bis zu 18 oder 24 Volt beträgt, kann das LED-Gerät sofort sterben.

Eine voll aufgeladene Blei-Säure-Batterie vom Typ 27 liefert normalerweise maximal 12,8 Volt. Einige Leute nehmen an, dass dies die Betriebsspannung eines Wohnmobils ist. Wenn Sie jedoch eine Verbindung zum Shore Power Pedestal herstellen und Ihren AC / DC-Wandler Ihre Batterie aufladen lassen, steigt die Netzspannung auf 13,8 Volt. Wenn Sie eine Solaranlage haben, kann der Controller die Netzspannung auf 14,7 Volt erhöhen. Batterieausgleichsläufe erhöhen normalerweise die Netzspannung für zwei Stunden oder länger auf 16,6 Volt.

Die meisten frühen Designer, die LEDs für die Wohnmobilumgebung herstellten, gingen von einer 12,8-Volt-Umgebung aus, und ihre Produkte versagten in heutigen Wohnmobilen und Booten mit einer bemerkenswerten Rate. Einige erfuhren, dass die Produktausfallraten außer Sichtweite gerieten, wenn sie keine LED- oder Leistungsregelung für ihre LED-Schaltkreise bereitstellten.

Wie der Designer die LEDs schützt, wird wichtig, wenn Sie sich mit der Gesamtenergieeffizienz befassen. Wenn die LED-Schaltung über einen einfachen Spannungsbegrenzer verfügt, "wirft" sie überschüssige Spannung weg, wodurch die Effizienz Ihrer LED bei der Nutzung der verfügbaren Leistung verringert wird. Wenn die LED-Schaltung hingegen über einen Leistungsregler verfügt, wandelt sie überschüssige Spannung in nutzbare Leistung um, indem weniger Strom aus der Hauptleitung entnommen wird. Fragen Sie Ihren LED-Lieferanten, wie er seine LEDs schützt und wie hoch die Kosten für einen solchen Schutz sind. Viele der LED-Verkäufer verstehen die Grundlagen der Probleme mit Wärme und Spannung nicht. Geben sie Ihnen eine angemessene Garantie für alle Bedingungen, wie die vollen 100.000 Stunden – ungefähr 11 Jahre?

LEDs sind eine große Investition. Sie sind teuer, aber wenn sie richtig konstruiert und richtig verwendet werden, haben Sie viele Jahre großartigen Service und sie zahlen ihre ursprünglichen Kosten um ein Vielfaches zurück. Sie müssen jedoch sicher sein, dass die von Ihnen verwendeten LEDs ausreichend gegen übermäßige Hitze und Spannungsschwankungen geschützt sind, die sie früher zerstören können, als sie sterben sollten.

Entscheiden Sie sich für Qualität und fordern Sie einen Nachweis und eine Garantie an.

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Source by Sam Penny

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