¿Las bombillas LED pequeñas y modernas requieren disipadores de calor externos?

Alrededor de 2012, compré una lámpara de pie LED IKEA "Stockholm" ( información del producto ). Su bombilla se quemó recientemente. 1 Aunque el producto se anunciaba como no reparable, desarmé la lámpara. Los componentes de la lámpara parecen sencillos, a excepción del disipador de calor.

El producto cuenta con un gran disipador de calor de aluminio (aprox. 3" de diámetro, 1,5" de profundidad) alrededor de la bombilla LED. (La bombilla parece ser PAR16.)

Vista frontal del disipador de calor

Vista lateral del disipador de calor

cabeza de lámpara desmontada

Mi pregunta es: al reparar esta lámpara, ¿debo reemplazar el disipador de calor o las bombillas LED más nuevas no requieren un disipador de calor externo? El disipador de calor del producto estaba pegado (o fijado permanentemente) a la bombilla ahora agotada, y parece que tendré muchos problemas para encontrar una pieza de repuesto.


1 Si bien se estimó que su bombilla duraría 20,000 horas, sospecho que duró menos de una décima parte de eso.

desmontado - con un abrelatas, por lo que parece ;-) !
@Ecnerwal Minuciosamente, usando cortadores de alambre y alicates, en realidad. 😂 Quería asegurarme de que no había forma de separar el disipador de calor. Pero ahora estoy seguro de que el disipador de calor, la bombilla y el reflector estaban todos pegados.
@Ecnerwal Así es como se ve cuando desmontas un LED. Tengo un LED de Lights of America que duró 2 años y esas son mis posibilidades de tenerlo.
@JacobBudin: dadas las imágenes del diseño de la lámpara, lo más probable es que se requiera el disipador de calor para cualquier lámpara LED lo suficientemente brillante. mira mi respuesta..

Respuestas (3)

Editar: Ahora que has publicado más fotos, veo lo que estás haciendo. Echemos un vistazo a sus presunciones aquí:

  • Cualquier cosa que produzca luz seguramente debe tener una "bombilla" de algún tipo.
  • La bombilla es frágil por naturaleza e inevitablemente se quemará.
  • Cuando una lámpara falla, casi siempre es la bombilla quemada.
  • Desechar un accesorio cuando se funde una bombilla es una locura; debe ser reemplazable de alguna manera.
  • Si un fabricante dice que no es reemplazable, eso no puede ser cierto.

Todas esas suposiciones están totalmente equivocadas con los LED.

Ese es un producto de consumo empaquetado con un LED montado permanentemente. Contiene varios componentes, incluido el embalaje, una fuente de alimentación que convierte la CA en la corriente constante que necesitan los LED, un disipador de calor robusto, los emisores de LED propiamente dichos y lentes para dirigir la luz.

Sí, necesitas disipadores de calor.

Los emisores LED utilizados para la iluminación generan mucho calor. Parte es del propio LED, y eso se decide por la fuerza con la que se acciona el LED. Algunos provienen de los fósforos inherentemente ineficientes que transforman la luz azul en luz espectral.

Los LED son mucho más eficientes que los antiguos incandescentes, pero aun así, casi todos los vatios de energía que se ponen en un emisor LED se convierten en calor, no en luz. Eso significa que el disipador de calor debe estar clasificado para la potencia del LED. El LED quiere mantenerse lo más fresco posible, y cuanto más frío se mantenga, mejor funcionará. Pero todavía vas a tener mucho calor.

Básicamente, no hay forma de que un LED de cualquier brillo funcione durante mucho tiempo sin un disipador de calor.

Entonces, ¿por qué fallan?

Si se enfría adecuadamente, es probable que un emisor de LED nos sobreviva a todos. Si hay algún lugar en el que los constructores baratos reduzcan costos, será en el suministro de energía . Esta es la parte que ingresa voltaje de red de 120/230 V y emite una CC de corriente constante para los emisores de LED propiamente dichos. Los condensadores son el componente más sensible: por lo general, tienen una vida útil finita y debe esforzarse para especificar los realmente buenos o gastar un poco más en un diseño sin condensador. Los principales puntos de falla son:

  • Fuente de alimentación (particularmente condensadores)
  • cableado de la lámpara
  • Daños al medio ambiente
  • El LED se despega del disipador de calor, lo que provoca un sobrecalentamiento
  • Obstrucción del flujo de aire al disipador de calor.
  • Soldadura RoHS sin plomo que se cristaliza a lo largo de los años: refluya la soldadura o use soldadura de plomo
  • Lentes empañados o decolorados
  • Los emisores LED más baratos se atenúan a medida que envejecen

Es poco probable que el emisor LED falle. ¿Qué significa esto para los fabricantes de accesorios? Significa que hacer que los LED sean extraíbles es una pérdida de tiempo y, de hecho, hace que el producto sea menos confiable, porque es más probable que haya un problema de enchufe que un problema con el emisor de LED.

Con el concepto mismo de una "bombilla" desaparecido, le da al fabricante la libertad de diseñar los accesorios a su gusto.

Esto significa que estabas ladrando al árbol equivocado cuando lo desarmaste tratando de encontrar la misteriosa bombilla reemplazable. Probablemente no había nada malo con los emisores propiamente dichos, a menos que se despegaran del disipador de calor. Dada la antigüedad, lo más probable es que fuera un problema de suministro eléctrico. Podrías haber probado esto con un voltímetro.

Más información sobre los LED de sobrecarga

Los emisores de LED (el chip dentro del producto "bombilla") son costosos, un enfoque común de reducción de costos es sobrecargar los LED. Los fabricantes esperan esto y especifican los LED para esto. Por ejemplo , este Cree XP-G2 tiene una potencia nominal de 1500ma pero tiene una especificación de 350ma. Tenga en cuenta que la mayoría de los gráficos asumen 350ma o 85C.

Esta unidad (en código R4, 130 lm nominales) produce a 85 C (y puede seguirla en la página 11, características eléctricas y gráficos de flujo relativo frente a corriente ):

  • A 350ma, el voltaje es 2,8, los vatios son 0,98, los lúmenes son 100 % o 130, lm/w es 133.
  • A 750ma, el voltaje es 2,93, los vatios son 2,20, los lúmenes son 195% o 253,5, lm/w es 115.
  • A 1125ma, el voltaje es 3,05, los vatios son 3,43, los lúmenes son 270% o 351, lm/w es 102.
  • A 1500ma, el voltaje es 3,14, los vatios son 4,71, los lúmenes son 340% o 442, lm/w es 94.

Esto supone 85C. Vaya a la página 10 y podrá ver exactamente cómo las temperaturas más frías dan como resultado más luz; 10% más a 25C y 10% menos a 125C. Ahora mire el diseño térmico en la página 13 y verá dónde el dispositivo requiere una reducción de potencia para corrientes altas a temperaturas altas.

Los fabricantes de lámparas equilibran el costo de más emisores (para funcionar de manera más eficiente) versus disipadores de calor más grandes en menos emisores. Por lo general, necesitan un disipador de calor de todos modos, por lo que hacer un disipador de calor un poco más grande es la opción más económica.

su declaración "Una fuente de luz perfecta es de 683 lúmenes/vatio" la encuentro completamente inexacta si obtengo 1 millón de lúmenes por vatio; simplemente soy más eficiente.
@Ken Si obtiene 1 millón de lúmenes por vatio, ha alterado las leyes de la física. Lo siento, pero simplemente no sabes de lo que estás hablando. No saqué 683 lm/w de mi sombrero, es un número definitivo y deberías investigar de qué se trata.
Los mapeos teóricos de cuán brillante para el ojo humano es una vela en comparación con una fuente de luz artificial no es la física que lo define como lo que se considera 100% eficiente (es teórico), sino que tiene que ver con la capacidad del ojo humano para ver x cantidad (que no es una característica eléctrica sino física) - así que me disculpo si te he ofendido.
@Ken, solo me ofende la idiotez y reconozco que a veces puede ocultar la genialidad. El problema es que lo que está diciendo no corresponde a la comprensión común y generalmente aceptada del campo. Si su comprensión del campo es extraordinaria , entonces las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias . Proporcione referencias para todo lo que dice. Si la sección de comentarios de 600 caracteres está demasiado comprimida para eso, considere escribir una Respuesta.
@Harper Gracias por la edición. "Dada la edad, lo más probable es que haya sido un problema de suministro de energía". Sí. Este era el problema. Ojalá alguien aprenda de mi error.

Eso depende completamente de la "bombilla": dado que básicamente está reconstruyendo la lámpara "no reparable", su elección de bombilla (o fuente de luz) variará.

Desde el punto de vista de la observación, a pesar de su gran tamaño, la evidencia (la vida útil corta) sugeriría que el diseño general de la lámpara puede no promover un enfriamiento adecuado, ya que el calor excesivo es, con mucho, la causa principal de la vida útil corta de las lámparas LED y sus controladores. La falta de flujo de aire u otro diseño térmico deficiente podría haberlo hecho.

Mi experiencia general es que las "bombillas LED" generalmente dan un servicio más deficiente que las luminarias LED diseñadas para LED desde cero. Puede llamar a esto lo peor de ambos mundos, ya que no se puede reparar (como la mayoría de los diseños desde cero ) pero usa una fuente de luz estilo bombilla. Pero si está adaptando un LED de tipo "bombilla", cualquier disipador de calor que necesite debe estar integrado en la bombilla (que es una de las principales razones por las que los tipos de bombillas se ven comprometidos: las "formas de las bombillas" a menudo no permiten un disipador de calor adecuado). es necesario permitir un flujo de aire adecuado alrededor de la bombilla (que es como se apagan muchas bombillas LED, incluso si están bien diseñadas; la gente ignora la parte de no colocarlas en accesorios cerrados).

Varios de los diseños más nuevos han logrado reducir el calor residual y, en general, realizan una mejor gestión térmica a pesar de las limitaciones de la forma de la bombilla, pero sugeriría optar por una bombilla de "tamaño completo" si es posible y optar por una bombilla. Si lo divide en un controlador y LED como entidades separadas, hay algunas opciones más, pero eso es más un pasatiempo electrónico de lo que la mayoría de la gente quiere abordar en la reparación de una lámpara.

¿Es la bombilla en sí o el otro cableado interno para convertir la CA de 120 V en una corriente digital utilizable para los LED que genera el calor?
Ambos, y cuando los dos están muy cerca, el enfriamiento es más complicado. Pero incluso con los componentes electrónicos del controlador separados a cierta distancia, un LED de alta intensidad emite mucho calor, y gran parte del (buen) diseño de luminarias LED es un diseño térmico para lidiar con eso y evitar que el LED se sobrecaliente destructivamente.
@Ecnerwal La fuente de alimentación es externa y está conectada al enchufe de CA. (Por supuesto, esperaba no tener que reemplazarlo). También: "ir con una bombilla ___" ¿Ibas a escribir CFL? Gracias.
No, desprecio las lámparas fluorescentes compactas y me refería a una bombilla LED de repuesto, es decir, el tipo de cosa que se enrosca en un enchufe a la tensión de la red y tiene la electrónica de conversión incorporada. Ya que tiene y le gustaría reutilizar el suministro externo - Paso cero: ¿realmente comprobó que la fuente de alimentación funciona? La falla de su lámpara podría ser el LED, podría ser la fuente de alimentación. Paso uno: determine sus parámetros (voltaje, corriente y cuál de ellos controla principalmente). Paso dos: compre LED que coincidan con los parámetros encontrados en el paso uno.
El enfriamiento de @Ecnerwal es importante para un LED, pero a menudo es culpa del diseño del dispositivo . Algunos accesorios están diseñados para ser básicamente hornos EZ-Bake, con el objetivo de mantener la bombilla incandescente agradable y caliente (¿para qué? ¿Eficiencia?) El asesino número uno de los LED es comprar queso barato. Lo único que me molesta más que un cascarrabias de "incandescentes fuera de mis frías manos muertas" es el tacaño "Compré una marca chatarra de tecnología X en una tienda de un dólar, y falló, por lo tanto, toda la tecnología X es mala". No es que Ikea sea chatarra, creo que es mejor de lo que sugiere el precio.
@Ecnerwal Tus sospechas son correctas. Probé la fuente de alimentación/controlador LED. Ha fallado. Mi pregunta ahora es discutible. Tendré que reconstruir la lámpara por completo. Gracias por señalarme en la dirección correcta.

Dijo que la bombilla parece ser PAR16, suponiendo que tenga razón, lo cual sospecho que podría ser, ya que algunos fabricantes utilizan componentes POTS para producir un producto, y mirando esa lámpara loca, diría que en su caso es una buena posibilidad. - Sin embargo, no puedo verlo todo como tú.

Necesitará el disipador de calor en este caso: el disipador de calor es un enfriamiento adicional dado el espacio reducido de ese ensamblaje de lámpara. El "pegamento" que lo mantiene unido tampoco es un pegamento estándar, es un epoxi especial que permite la conducción de la transferencia de calor.

Ahora bien, si no es un par 16 sino una unidad especialmente diseñada, deberá pedir la pieza al fabricante, lo más probable es que no vendan solo la lámpara en sí, sino que también requieran el disipador de calor, como dije, el pegamento no es pegamento sino especial. epoxy.

Espero que eso te ayude.

Gracias. Lamentablemente, no puedo pedir piezas de repuesto para esta lámpara (IKEA ha descontinuado el modelo que tengo) y no conozco ningún proveedor que venda este tipo de componentes. ¿Es tu opinión que debería tirarlo entonces?
@JacobBudin mi experiencia siempre ha sido esta: al final me cuesta más hacer esto que comprar uno nuevo. Algunos elementos a los que estoy realmente apegado: me gusta el diseño, la función, etc. y cuando se rompe, me gusta hacer lo que estás intentando. Cuando las piezas están disponibles en cualquier lugar, funciona (todavía es un poco más caro, pero ya sabes que está unida a la cosa), pero cuando tengo que rediseñar y colocar piezas no estándar, por lo general, no solo cuesta mucho más sino que no tiene el aspecto 'terminado' nunca más. A menos que pueda obtener las piezas, compraría nuevas; Aunque realmente es una decisión personal.