Efectos de la temperatura de funcionamiento en la vida y el brillo de los LEDs

Efectos de la temperatura de funcionamiento en la vida y el brillo de los LEDs

Para la tecnología LED, desde el chip LED hasta los productos relacionados, como las lámparas, los módulos y las luminarias LED, las altas temperaturas de funcionamiento pueden provocar fallos mecánicos y una caída significativa del rendimiento.

El comportamiento de un LED cuando se somete a altas temperaturas de funcionamiento está directamente relacionado con su calidad. Los LEDs de alta calidad (como Nichia o Cree) funcionarán dentro de los parámetros también a altas temperaturas, mientras que los LEDs de baja calidad se romperán, cambiarán su color, perderán brillo o una combinación de estos. 

En el caso de la tecnología LED, hay que evitar el funcionamiento a temperaturas superiores a las especificadas por el fabricante. Si no lo hacemos, mientras se produce al menos una de las siguientes situaciones:
  1. fallo total del LED
  2. el rendimiento lumínico disminuye de forma permanente (degradación del lumen) aunque se solucione el problema de la alta temperatura
  3. la potencia luminosa disminuye temporalmente mientras el LED funciona a alta temperatura
  4. la temperatura de color del LED blanco cambia

Como se explica a continuación:

1. Fallo completo del LED

La mayoría de los materiales que componen un LED no resisten a altas temperaturas y cuando el "eslabón más débil" alcanza el punto de ruptura, el LED fallará. Entonces también se puede ver visualmente, en muchos casos, debajo de un LED de 4 chips con todos dañados permanentemente.

2. La potencia luminosa de los LEDs disminuye permanentemente (Degradación del Lumen)

Antes de que el "eslabón más débil" dentro de un LED alcance el punto de ruptura (como se indica arriba), éste y los demás materiales sufrirán cambios graduales y permanentes. Estos disminuirán la salida de luz del LED, de forma permanente.

Las lámparas o luminarias LED deben ser sustituidas cuando su potencia lumínica se haya degradado en una determinada cantidad, generalmente cuando la pérdida es del 30% de la potencia lumínica inicial. Una afirmación equivalente es "la salida de luz está al 70% del valor inicial" y tiene el acrónimo "L70". Esto es lo que significa realmente la vida útil del LED, y no el momento en que el LED falla por completo.

En la imagen de abajo, el LED de la izquierda tiene 35.000 horas de vida útil y el de la derecha (Nichia) 100.000 horas, ambos a una temperatura de 85 °C.

La velocidad a la que los materiales del interior de un LED se degradan hasta el punto de tener que sustituirlo (vida útil L70, 30% de pérdida de luz) depende mucho de la temperatura de funcionamiento, de la calidad de los materiales y del diseño del paquete de LEDs. Los LEDs pueden perder el 30% de la luz en unos pocos miles de horas o en más de 200.000 horas, como muestran los dos gráficos.

La vida útil de los LEDs puede ser de tan solo 2000 horas en algunos casos.

3. La salida de luz disminuye temporalmente mientras el LED funciona a alta temperatura

La temperatura no sólo influye a largo plazo en la vida útil del LED, sino que también tiene una influencia inmediata en su rendimiento.

No existe una pérdida de rendimiento estándar, la calidad de los materiales y del diseño del paquete de LEDs lo determinan, con diferencias sustanciales para una marca de LEDs a otra.

Por ejemplo, a 75°C el rendimiento de un LED puede ser entre un 5% y un 70% inferior a lo que esperaríamos de él (lo que está escrito en la hoja de datos).

4. La temperatura de color del LED blanco cambia

Además de la vida útil y el rendimiento, la temperatura también influye en el color de la luz blanca (temperatura de color). Los materiales de mala calidad o un diseño deficiente pueden cambiar de tal manera cuando se exponen a altas temperaturas que la luz blanca de un LED puede volverse casi azul, de forma permanente.

 Un ejemplo que muestra los efectos 2, 3 y 4:

Teniendo en cuenta lo anterior, hemos seleccionado los LED Nichia 757G como el LED elegido para la mayoría de nuestros Lumistrips. El diseño patentado de Nichia del 757G tiene la mejor resistencia a las altas temperaturas del mercado y, por tanto, el mejor rendimiento en la mayoría de las aplicaciones.

 

Compartir: