Сгорел светильник GX53 "Светкомплект"
Стоял в коридоре в качестве "дежурного света", вкалывал практически постоянно, потому как в коридоре темно в любое время суток. Разве что когда все уходили на работу/в институт, его выключали, но чаще по-моему забывали (HOW DARE YOU).
Могу назвать с точностью до недели, когда он был установлен - в конце прошлого августа, когда я руку ломал. Так что он отработал в лучшем случае 13 000 часов (1,5 года), скорее меньше.
Внутри мы видим голую алюминиевую плату внутри цельнопластикового корпуса. И даже она имеет площадь менее 20 см2, хотя можно было бы сделать круглую алюминиевую плату во всю площадь рассеивателя (внут. диаметр 7 см), что дало бы 38,5 см2 и чуть лучшие условия теплоотвода.
Изоляция подводящих проводов потемнела, затвердела и немножко растрескалась. Также потемнела плата, причём со стороны, противоположной микросхеме драйвера питания! Потемнел и пластик, а 3 защёлки, на которых крепилась плата, полностью потеряли упругость - при попытке вытащить плату они тут же обломились.
Ну и виновник торжества - вздувшийся конденсатор 2,2 мкФ, 400 В:
Но когда я его заменил и попробовал снова включить этот светильник - он немножко померцал и потух. В чём дело - пока не разбирался.
Но для сравнения - светильник Navigator на те же 7 Вт:
Причём, после нескольких часов непрерывной работы даже такой теплоотвод раскаляется прилично. Страшно подумать, что же за ад творится внутри закрытого пластикового корпуса "светкомплекта". Честно говоря, я даже удивлён, что он смог проработать хотя бы 1,5 года!
Небольшая "оценка снизу" температуры алюминиевой платы. Удельная теплопередача "плата-воздух" со стороны светодиодов: около 10 Вт / К / м2, т.к белое покрытие является достаточно хорошим излучателем (как ни странно, в диапазоне теплового ИК оно ЧЁРНОЕ). Со стороны подложки, я оцениваю теплопередачу величиной 6 Вт / К / м2, т.к там "голый" алюминий, который ОЧЕНЬ ХРЕНОВО излучает в ИК, так что пренебрежём излучением, оставим только естественную конвекцию.
Помножив эти величины на площадь поверхностей 20 см 2, получим 0,02 Вт/К со стороны светодиодов и 0,012 Вт/К со стороны подложки. Складываем их - и получаем 0,032 Вт/К. Обратная величина, тепловое сопротивление, составляет 31 К/Вт. К.п.д светодиодов определим в 30% - похоже на правду, когда они работают на высокой температуре, и излучают тёплый белый свет (холодные белые несколько эффективнее). Тогда, из потребляемых 7 Вт, 4,9 ватта уйдёт в тепло, вызвав перегрев в ужасающие 150 градусов.
Похоже, что надо провести кой-какие измерения для двух оставшихся в живых светильников, потому как в +170 °C мне верится с трудом. Наверное, они и потребляемую мощность завысили, а реально он жрёт меньше, и светит заметно тусклее, чем заявлено. Конденсатор всего в 2,2 мкФ также на это намекает. Чтобы он не накрылся, пульсация напряжения на нём должна составлять не более 20% от питающего напряжения, т.е 60 вольт. Т.е он заряжается до 310 вольт на каждом полупериоде, а затем должен разряжаться не более чем до 250 вольт, иначе кранты наступят очень быстро. Энергия, которая может быть запасена при заряде от 250 В до 310 В, составляет
2,2 мкФ * ((310 В)^2 - (250 В)^2) / 2 = 37 мДж.
Умножаем на 100 Гц (столько энергии он запасает - и отдаёт в нагрузку на каждом полупериоде) и получаем 3,7 ватта! Что-то я не удивлюсь, если столько он и жрёт на самом деле... Энергоэффективность, однако :)
UPD. Померял потребляемый ток с помощью тестера True-RMS (измеряет строго СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЕ, root mean square, значение тока), получилось 33 мА. Значит, кажущаяся мощность составляет 7 В·А. Именно это они имели в виду. Ладно, хотя бы цифра не совсем взята с потолка.
UPD2. Померял постоянное напряжение на цепочке светодиодов. 107 вольт! Светодиоды не так просты, как кажутся, в каждой детальке прячется по 3 последовательно соединённых перехода, "обмазанных"общим слоем люминофора! В этом есть логика - когда надо снизить напряжение всего в 2-3 раза, понижающая схема без гальванической развязки, на дросселе (buck converter) становится очень эффективной. Там именно такая и стоит.
UPD3. ПОПАЛСЯ! Померял ток, потребляемый цепочкой светодиодов. 40 мА. Помножаем на 107 вольт, выходит 4,3 ватта. Да, это больше похоже на правду. Дальше с учётом к.п.д светодиода в 30%, получаем 3 ватта мощности, рассеиваемой в виде тепла. Помножаем на 31 К/Вт, получается 93 градуса перегрев, т.е сама алюминиевая плата разогревается примерно до 110 °С, а кристаллы светодиодов - ещё чуть больше. Похоже на правду: они вполне способны работать в таких условиях, хоть и с пониженной эффективностью и долговечностью.
UPD4. Измерил освещённость в коридоре на уровне пола (2,55 метра от светильника). Получилось 15 люкс. Если пренебречь отражением от стен и рассмотреть только прямые лучи, то получим силу света 15 лк * (2,55 м)^2 [кд] = 97 кандел. В светильнике нет никакой вторичной оптики, его диаграмма направленности должна быть почти ламбертовской. Тогда полный световой поток составит
97 кд * pi [лм] = 305 люмен. Это самая оптимистичная оценка. Если учесть отражение стен, то световой поток будет ещё меньше. Ну никак не 670 люмен, указанных на корпусе! Эффективность (не считая потерь в источнике питания): 71 лм/Вт.
Светильник Navigator показал освещённость 19 лк на уровне пола. Предположу, что мощность, потребляемая от сети и поступающая на светодиоды у него сравнима, тогда выйдет эффективность 90 лм/Вт. Вот она, польза теплоотвода!
Эти величины соответствуют УСТАНОВИВШЕМУСЯ ТЕМПЕРАТУРНОМУ РЕЖИМУ, т.е светодиоды горели уже как минимум час. Непосредственно при включении они поярче.
Могу назвать с точностью до недели, когда он был установлен - в конце прошлого августа, когда я руку ломал. Так что он отработал в лучшем случае 13 000 часов (1,5 года), скорее меньше.
Внутри мы видим голую алюминиевую плату внутри цельнопластикового корпуса. И даже она имеет площадь менее 20 см2, хотя можно было бы сделать круглую алюминиевую плату во всю площадь рассеивателя (внут. диаметр 7 см), что дало бы 38,5 см2 и чуть лучшие условия теплоотвода.
Изоляция подводящих проводов потемнела, затвердела и немножко растрескалась. Также потемнела плата, причём со стороны, противоположной микросхеме драйвера питания! Потемнел и пластик, а 3 защёлки, на которых крепилась плата, полностью потеряли упругость - при попытке вытащить плату они тут же обломились.
Ну и виновник торжества - вздувшийся конденсатор 2,2 мкФ, 400 В:
Но когда я его заменил и попробовал снова включить этот светильник - он немножко померцал и потух. В чём дело - пока не разбирался.
Но для сравнения - светильник Navigator на те же 7 Вт:
Причём, после нескольких часов непрерывной работы даже такой теплоотвод раскаляется прилично. Страшно подумать, что же за ад творится внутри закрытого пластикового корпуса "светкомплекта". Честно говоря, я даже удивлён, что он смог проработать хотя бы 1,5 года!
Небольшая "оценка снизу" температуры алюминиевой платы. Удельная теплопередача "плата-воздух" со стороны светодиодов: около 10 Вт / К / м2, т.к белое покрытие является достаточно хорошим излучателем (как ни странно, в диапазоне теплового ИК оно ЧЁРНОЕ). Со стороны подложки, я оцениваю теплопередачу величиной 6 Вт / К / м2, т.к там "голый" алюминий, который ОЧЕНЬ ХРЕНОВО излучает в ИК, так что пренебрежём излучением, оставим только естественную конвекцию.
Помножив эти величины на площадь поверхностей 20 см 2, получим 0,02 Вт/К со стороны светодиодов и 0,012 Вт/К со стороны подложки. Складываем их - и получаем 0,032 Вт/К. Обратная величина, тепловое сопротивление, составляет 31 К/Вт. К.п.д светодиодов определим в 30% - похоже на правду, когда они работают на высокой температуре, и излучают тёплый белый свет (холодные белые несколько эффективнее). Тогда, из потребляемых 7 Вт, 4,9 ватта уйдёт в тепло, вызвав перегрев в ужасающие 150 градусов.
Похоже, что надо провести кой-какие измерения для двух оставшихся в живых светильников, потому как в +170 °C мне верится с трудом. Наверное, они и потребляемую мощность завысили, а реально он жрёт меньше, и светит заметно тусклее, чем заявлено. Конденсатор всего в 2,2 мкФ также на это намекает. Чтобы он не накрылся, пульсация напряжения на нём должна составлять не более 20% от питающего напряжения, т.е 60 вольт. Т.е он заряжается до 310 вольт на каждом полупериоде, а затем должен разряжаться не более чем до 250 вольт, иначе кранты наступят очень быстро. Энергия, которая может быть запасена при заряде от 250 В до 310 В, составляет
2,2 мкФ * ((310 В)^2 - (250 В)^2) / 2 = 37 мДж.
Умножаем на 100 Гц (столько энергии он запасает - и отдаёт в нагрузку на каждом полупериоде) и получаем 3,7 ватта! Что-то я не удивлюсь, если столько он и жрёт на самом деле... Энергоэффективность, однако :)
UPD. Померял потребляемый ток с помощью тестера True-RMS (измеряет строго СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЕ, root mean square, значение тока), получилось 33 мА. Значит, кажущаяся мощность составляет 7 В·А. Именно это они имели в виду. Ладно, хотя бы цифра не совсем взята с потолка.
UPD2. Померял постоянное напряжение на цепочке светодиодов. 107 вольт! Светодиоды не так просты, как кажутся, в каждой детальке прячется по 3 последовательно соединённых перехода, "обмазанных"общим слоем люминофора! В этом есть логика - когда надо снизить напряжение всего в 2-3 раза, понижающая схема без гальванической развязки, на дросселе (buck converter) становится очень эффективной. Там именно такая и стоит.
UPD3. ПОПАЛСЯ! Померял ток, потребляемый цепочкой светодиодов. 40 мА. Помножаем на 107 вольт, выходит 4,3 ватта. Да, это больше похоже на правду. Дальше с учётом к.п.д светодиода в 30%, получаем 3 ватта мощности, рассеиваемой в виде тепла. Помножаем на 31 К/Вт, получается 93 градуса перегрев, т.е сама алюминиевая плата разогревается примерно до 110 °С, а кристаллы светодиодов - ещё чуть больше. Похоже на правду: они вполне способны работать в таких условиях, хоть и с пониженной эффективностью и долговечностью.
UPD4. Измерил освещённость в коридоре на уровне пола (2,55 метра от светильника). Получилось 15 люкс. Если пренебречь отражением от стен и рассмотреть только прямые лучи, то получим силу света 15 лк * (2,55 м)^2 [кд] = 97 кандел. В светильнике нет никакой вторичной оптики, его диаграмма направленности должна быть почти ламбертовской. Тогда полный световой поток составит
97 кд * pi [лм] = 305 люмен. Это самая оптимистичная оценка. Если учесть отражение стен, то световой поток будет ещё меньше. Ну никак не 670 люмен, указанных на корпусе! Эффективность (не считая потерь в источнике питания): 71 лм/Вт.
Светильник Navigator показал освещённость 19 лк на уровне пола. Предположу, что мощность, потребляемая от сети и поступающая на светодиоды у него сравнима, тогда выйдет эффективность 90 лм/Вт. Вот она, польза теплоотвода!
Эти величины соответствуют УСТАНОВИВШЕМУСЯ ТЕМПЕРАТУРНОМУ РЕЖИМУ, т.е светодиоды горели уже как минимум час. Непосредственно при включении они поярче.