4. Теплові втрати

Та частина енергії, яка не перетворилася на фотони, перетворюється на теплоту і розігріває кристал.

При підвищенні температури p-n переходу відбувається одразу кілька негативних процесів: ймовірність безвипромінювальної рекомбінації зростає, що знижує ВКЕ; спектр випромінювання зміщується у бік більших довжин хвиль — колір світла «теплішає»; пряма напруга на переході знижується, що змінює робочу точку схеми керування. При систематичному перегріві кристала понад допустиму температуру переходу (зазвичай 125–150 °C для більшості LED) відбувається незворотна деградація активного шару – прискорене утворення дефектів кристалічної решітки, що стрімко знижує квантову ефективність і скорочує термін служби.

На відміну від поширеного уявлення, світлодіоди не є «холодними» джерелами світла – вони виділяють теплоту так само, як і будь-яке інше електронне джерело світла, просто не у вигляді інфрачервоного (ІФ) випромінювання, а через підкладку кристала. Для відведення цієї теплоти застосовуються алюмінієві радіатори, керамічні підкладки з високою теплопровідністю та, у потужних промислових світильниках, активні системи охолодження.

1. Світлодіодний радіатор

3. Конструкція

Рисунок 3.1 – Елементи світлодіодної лампи

1. Колба з розсіювачем

 На відміну від колб ламп розжарювання і люмінесцентних ламп, вона не б’ється, оскільки зроблена з пластику, а не скла. Також, вона не нагрівається. Колба буває двох видів: матова і прозора. При виборі світлодіодної лампи, варто віддати перевагу пристрою з матовою колбою. Вона призначена для рівномірного розсіювання світла по всій площі приміщення. Колба, виконана з прозорого скла, призначена тільки для декоративного освітлення.

2. Плата зі світлодіодами

90% тепла, що випромінюється світлодіодами, припадає на плату. Тому, важливо, щоб вона була з алюмінієвою підкладкою. На сторону, яка розташована біля радіатора, наноситься термопаста, яка запобігає його нагріванню.

3. Драйвер

Драйвер – це один з основних елементів світлодіодних ламп. Завдяки йому, струм передається в джерело живлення. Драйвер впливає на якість, кількість світла, а також на ресурс роботи лампи. Драйвер запобігає пульсації, а отже світлодіодні лампи не мерехтять. Завдяки йому наші очі не втомлюються від штучного освітлення. Також, завдяки цьому пристрою, лампи можуть так довго світити навіть при перепадах напруги. Драйвер стабілізує струм і запобігає передчасному перегоранню лампи.

а)	б)
Драйвер а) Constant б) IC

2. Драйвер світлодіодної лампи на основі мікросхеми cpc9909 з живленням змінною напругою

1. Корпус лампи з цоколем

Основна задача корпусу лампи – вмістити усі внутрішні елементи та організувати якісне відведення тепла. У ранніх моделях LED-ламп використовувалися дуже складні конструкції корпусу (баласту). Вони були виконані з масивного алюмінію у вигляді радіаторів, що дозволяло дуже ефективно відводити тепло, яке випромінюється елементами драйвера і світлодіодами, але при цьому дуже їх здорожувало. Згодом виробники знайшли компромісне рішення: поєднання тонкостінного алюмінієвого стакану з термопластиком. Всі елементи драйвера розташовуються усередині стакану. Він з одного кінця закритий цоколем, а з іншого – алюмінієвою пластиною, на якій розташовані світлодіоди. Іноді на цій же пластині розташовують елементи драйвера. Найчастіше використовують три рішення, що дозволяють ефективно відводити тепло від пластини зі світлодіодами на стакан: термоклей; поєднання гвинтів і термоклею, що забезпечує щільний контакт; використання пластини з «спідничкою», яка запресовується в стакан. Це забезпечує лампам хороше відведення тепла, що позитивно впливає на термін служби пристрою. Цоколь – це частина лампи, за допомогою якої пристрій прикріплюється до патрона люстри. Як і в інших джерелах освітлення, цоколь в світлодіодних лампах має різноманітність видів: від Е14 і Е27, які найчастіше використовують у побуті, до MR, які застосовуються для точкового освітлення.