Caratteristiche termiche di un LED bianco
I diodi a emissione luminosa furono usati negli anni '90 per luci indicatrici su elettronica. La tecnologia si diffuse presto a torce, luci di pericolo e lampade autonome, in varie intensità e colori. Pur essendo considerevolmente più efficienti delle lampade a incandescenza, i LED hanno caratteristiche di cui gli utenti dovrebbero essere consapevoli, inclusa la risposta alla temperatura.
Effetti
La tensione nel sistema determina il colore di un LED. Essendo una luce più intensa di quelle colorate a tensione inferiore, i LED bianchi sono particolarmente suscettibili a usura o danni termici. Componenti semiconduttori fragili rendono i LED bianchi più sensibili alle temperature. LED operanti sopra 85°C (185°F) possono surriscaldarsi e danneggiarsi, mentre temperature moderatamente alte sopra 49°C (120°F) possono ridurre la luce emessa nel tempo o accorciare la durata.
Elettricità
Una delle due fonti di calore in un LED, la corrente elettrica non convertita in luce si dissipa come calore nel dispositivo. L'efficienza dei LED riduce questo fattore, ma l'aumentata tensione dei LED bianchi in particolare — da 3 a 3,5 volt contro 1,8-2,1 volt dei LED rossi — può produrre significativo aumento di calore. Secondo il Lighting Research Center del Rensselaer Polytechnic Institute, triplicare la corrente in un LED bianco da 5 mm ha quasi raddoppiato la temperatura di giunzione e ridotto l'emissione luminosa del ~30% in 1.000 ore.
Temperatura ambiente
Mentre test al Lighting Research Center identificarono aumenti di corrente come causa primaria degrado in LED bianchi da 5 mm, quello stesso studio 2004 trovò che aumenti di temperatura ambiente avevano impatto maggiore su LED bianchi ad alto flusso, che hanno strutture più aperte producendo luce più intensa. Il calore ambiente ha doppio impatto: aumenta direttamente la temperatura del LED e, poiché il calore fluisce da corpi caldi a freddi, rallenta o interrompe la dissipazione del calore dal circuito LED.
Considerazioni
Sebbene i LED siano più efficienti e durino più delle lampade a incandescenza, costano di più inizialmente. I potenziali risparmi a lungo termine dipendono dalla durata, quindi i produttori implementano tecniche per ridurre temperature interne: grounding in materiali che non conducono bene il calore o involucri protettivi che riflettono il calore. Tenere i LED lontano da luce solare diretta e fonti di calore aiuta.