LED-Hallenleuchten bieten viele Vorteile gegenüber herkömmlichen HID-Hallenleuchten, zu diesen Vorteilen gehören ein geringerer Energieverbrauch, höhere Ausgangsleistungen bei höheren Antriebsströmen, längere Lebensdauer, verbesserte Robustheit, kleinere Größe, schnelleres Umschalten und hervorragende Haltbarkeit und Zuverlässigkeit. Ein wesentliches Problem, das mit der Verwendung von Festkörperbeleuchtung verbunden ist, betrifft jedoch Komplikationen, die aus einer Überhitzung der LEDs resultieren.
LED: Die Wärme- und Lichtquelle
Festkörper-Beleuchtungsvorrichtungen, wie sie durch lichtemittierende Dioden repräsentiert werden, basieren auf der Halbleiterdiode. Wenn die Diode in Vorwärtsrichtung vorgespannt (aktiviert oder eingeschaltet) ist, rekombinieren Elektronen mit Löchern und Energie wird in Form von Licht freigesetzt. Als Nebenprodukt der Umwandlung von Elektrizität in Licht erzeugen diese optoelektronischen Geräte Wärme, die die Betriebstemperatur erhöhen kann, was letztendlich zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrads und einem vorzeitigen Ausfall führt, wenn zugelassen wird, dass sich die Wärme ansammelt. Die Leistung einer LED hängt typischerweise von der Fähigkeit ab, ihre Sperrschichttemperatur so zu steuern, dass eine optimale Betriebstemperatur im stationären Zustand erreicht wird. Eine erhöhte Sperrschichttemperatur korreliert oft mit einer geringeren Lichtleistung, einer geringeren Leuchteneffizienz, einer dominanten Wellenlänge und sogar einer reduzierten Lebenserwartung. Die Sperrschichttemperatur der LED beeinflusst sowohl ihre L70-Lebensdauer als auch ihre Gesamteffizienz erheblich. Im Allgemeinen kann jeder Anstieg der Sperrschichttemperatur um 10 Grad (über 25 Grad) die Lebensdauer der LED um 10 kHz (1000 Stunden) für eine Galliumnitrid (GaN)-LED verringern. Eine Erhöhung der Sperrschichttemperatur von 40 Grad auf 70 Grad verringert die Effizienz der LEDs um mehr als 10 Prozent. Daher müssen geeignete Wärmemanagementlösungen entwickelt werden, um sicherzustellen, dass die Leistung erhalten bleibt und die Betriebstemperatur der LED-Leuchte für eine gegebene Änderung der Sperrschichttemperatur und der Umgebungstemperatur gesteuert wird.
