Se necesita un buen disipador de calor para acercar la vida útil de un LED de alta potencia a lo que se indica en la hoja de datos. La primera pregunta puede ser ¿por qué se calientan los LED de alta eficiencia? Parece contrario a la intuición que un LED con una eficiencia de lúmenes de aproximadamente 50 lúmenes por vatio requiera un diseño térmico más cuidadoso que un proyector de eficiencia marginal.
Se necesita un buen disipador de calor para acercar la vida útil de un LED de alta potencia a lo que se indica en la hoja de datos. La primera pregunta puede ser ¿por qué se calientan los LED de alta eficiencia? Parece contrario a la intuición que un LED con una eficiencia de lúmenes de aproximadamente 50 lúmenes por vatio requiera un diseño térmico más cuidadoso que un proyector de eficiencia marginal.
El siguiente ejemplo puede ayudar. Un proyector halógeno de 1 kW proporciona 5 W de luz útil. De los restantes 95 W de consumo de energía, aproximadamente 80 W se irradian en el infrarrojo y solo 15 W se conducen como calor al interior de la carcasa de la lámpara. Un LED de 50 W también proporciona 5 W de luz útil. Sin embargo, los 45 W de potencia restantes se conducen a la carcasa en forma de calor. Por lo tanto, aunque los LED tienen el doble de eficiencia lumínica que las lámparas incandescentes, sus carcasas deben estar diseñadas para manejar casi tres veces más calor conducido.
Otra diferencia importante entre las fuentes de luz incandescentes y LED es que las lámparas incandescentes dependen de altas temperaturas para funcionar (después de todo, el filamento está al rojo vivo), pero las temperaturas de unión superiores a 100 ⁰C pueden acortar la vida útil de un LED.
Los LED de alta potencia también pierden eficiencia lumínica a medida que aumenta la temperatura de la unión. Las cifras de salida luminosa proporcionadas en las hojas de datos generalmente solo se dan a 25 ⁰C.
A una temperatura de unión de 65 ⁰C, la salida de luz normalmente cae un 10 %, y a 100 ⁰C, se pierde el 20 % de la intensidad luminosa (Figura 1).
Por lo tanto, una lámpara LED correctamente diseñada funcionará a una temperatura máxima de placa base de LED de aproximadamente 65 °C. Una forma de evitar que el LED se caliente demasiado es reducir la potencia del LED a medida que aumenta la temperatura. En el próximo capítulo se darán algunos ejemplos prácticos.
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