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Disipación del calor es un factor clave a la hora de elegir las bombillas LED para faros. A medida que avanza la tecnología de iluminación del automóvil, ha crecido la demanda de faros LED de alta potencia.
Sin embargo, más potencia significa más calor, por lo que una refrigeración eficaz es esencial para el rendimiento y la durabilidad.
Muchos conductores se preguntan por qué es importante la disipación del calor, qué tecnologías de refrigeración existen y cómo elegir la mejor opción.
En este blog, explicaremos por qué la gestión del calor es crucial, exploraremos diferentes métodos de refrigeración y compartiremos consejos para seleccionar bombillas LED para faros con una disipación térmica óptima para su vehículo.
¿Cuál es la disipación térmica de la luz LED para automóviles?
La disipación térmica de las bombillas LED para faros de coche se centra en dos aspectos clave: el chip LED y la estructura de la lámpara.
En el caso de los chips LED, la disipación del calor depende de factores como el sustrato y el diseño del circuito. Dado que cualquier chip LED genera calor durante su funcionamiento, este calor debe dispersarse finalmente en el aire a través de la carcasa de la lámpara. Si la disipación de calor es inadecuada, la capacidad térmica del chip se verá rápidamente desbordada.
Para disipar eficazmente el calor, éste debe atravesar varias capas antes de llegar al aire exterior. El proceso comienza con el chip LED transfiriendo calor desde su bloque metálico, pasando por las juntas de soldadura hasta la placa de circuito impreso sobre un sustrato de aluminio.
Desde allí, el calor fluye hacia el radiador de aluminio a través de un adhesivo termoconductor. Como resultado, la iluminación LED depende tanto de la difusión térmica como de la conducción eficiente del calor para mantener un rendimiento óptimo.
¿Las bombillas LED para faros delanteros generan calor?
La respuesta es SÍ. No existe ninguna bombilla LED que no produzca calor. La razón es sencilla: cualquier cosa que produzca energía producirá calor.
El proceso de funcionamiento de un LED implica los siguientes pasos: cuando la corriente fluye a través del chip, los electrones del semiconductor de tipo N colisionan y se recombinan con los huecos del semiconductor de tipo P dentro de la capa emisora de luz.
Este proceso genera fotones, que emiten energía en forma de luz desde la capa emisora de luz. Este proceso es unidireccional, con una polaridad tanto positiva como negativa.
Mientras que un solo LED genera sólo una pequeña cantidad de calor durante su funcionamiento, la luz emitida por un solo diodo es relativamente débil.
Para lograr una mayor luminosidad, los LED modernos se componen de múltiples unidades LED, esencialmente una colección de diodos emisores de luz en miniatura integrados entre sí. Esta integración aumenta considerablemente el calor total generado.
¿Por qué es importante la disipación del calor en las bombillas LED para faros?
Razón 1: Los LED son más sensibles a la temperatura
Los LED son la típica fuente de luz fría con baja temperatura de color. En comparación con las bombillas halógenas, el contenido en infrarrojos de las luces LED es mucho menor. Cuando se ilumina una bombilla de faro LED, su temperatura de color más fría y blanca crea la impresión de que genera menos calor.
Sin embargo, el hecho es que los LED son dispositivos semiconductores sensibles a la temperatura y no resisten altas temperaturas. Una mala disipación del calor acortará seriamente la vida útil y la luminosidad de las lámparas LED. Las lámparas halógenas son resistentes a las altas temperaturas y no necesitan disipación de calor en absoluto. Por eso las bombillas LED tienen disipadores de calor o ventiladores.
Si los LED funcionan a altas temperaturas, el rendimiento de su componente principal, la unión PN, se debilita, provocando una importante pérdida de luminosidad con el paso del tiempo. A diferencia de las bombillas incandescentes y halógenas, los faros LED son más sensibles al calor y menos tolerantes a los cambios de temperatura, por lo que una refrigeración adecuada es esencial para su rendimiento y vida útil.
Razón 2: Los LED tienen más componentes
Las bombillas LED para faros delanteros tienen más componentes electrónicos en su interior que las halógenas y las HID, y estos componentes consumen energía eléctrica, que en última instancia se convierte en calor. Por lo tanto, si la energía térmica excesiva no se puede gestionar a tiempo, cuando la temperatura ambiente de la lámpara LED supere los 70 °C, la lámpara LED experimentará una decadencia de la luz o incluso se quemará.
Si la bombilla del faro LED que ha adquirido tiene una mala disipación del calor, incluso la bombilla más brillante no ofrecerá el rendimiento que espera, haciendo que su inversión sea ineficaz. Normalmente, una bombilla de faro LED de alta calidad puede durar hasta 50.000 horas, pero una gestión inadecuada del calor puede acortar drásticamente su vida útil.
Riesgos de una mala disipación del calor de los faros LED
Una mala disipación del calor en los faros LED puede provocar graves problemas, comprometiendo tanto el rendimiento como la longevidad. Sin una refrigeración adecuada, se acumula un calor excesivo que reduce la luminosidad, provoca parpadeos y acorta la vida útil de la bombilla. En casos extremos, puede dañar el sistema eléctrico del vehículo. Comprender los riesgos pone de relieve la importancia de elegir faros LED con sistemas eficientes de gestión del calor. A continuación se enumeran algunos de los problemas que pueden derivarse de una mala disipación del calor:
Fallo de la bombilla:
Si el calor del chip de una bombilla LED para faros no se disipa con prontitud, puede provocar el fallo del chip, haciendo que la bombilla deje de funcionar por completo y comprometiendo la seguridad vial.
Vida útil de la bombilla acortada:
Cuando una bombilla LED funciona por encima de su temperatura de unión nominal máxima, su vida útil puede disminuir 30%-50% por cada 10°C de aumento, lo que se traduce en sustituciones frecuentes.
Parpadeo:
El sobrecalentamiento puede hacer que las bombillas de los faros LED parpadeen o pulsen, distrayendo a los conductores y creando un peligro potencial para la seguridad en la carretera.
Fusión o daños en los componentes de los faros:
Si la carcasa del faro está fabricada con materiales de baja calidad, el calor excesivo de la bombilla LED puede fundir la carcasa o dañar los componentes cercanos. En raras ocasiones, puede incluso suponer un riesgo de incendio.
Desviaciones de la temperatura del color:
Los chips LED producen luz blanca utilizando fósforo, que puede degradarse a altas temperaturas, desplazando la salida de luz del blanco al azul. Esta luz azul puede forzar la vista y deslumbrar a otros conductores, lo que hace que la conducción nocturna sea insegura.
Brillo reducido:
El sobrecalentamiento acelera la degradación de los chips LED, provocando una atenuación más rápida y una reducción de la luminosidad. Esto reduce la eficiencia de los faros y aumenta los riesgos para la seguridad.
Métodos de disipación del calor en las bombillas LED para faros delanteros
Disipación de calor con trenza de cobre
Este método de refrigeración utiliza tiras trenzadas de cobre en la parte trasera, lo que se conoce como refrigeración por correa de cobre, para conducir rápidamente el calor hacia el exterior. En términos de conductividad térmica, se sitúa justo por debajo del oro y la plata, superando a la aleación de aluminio en la disipación del calor. Cuando la tira trenzada está totalmente extendida, alcanza un rendimiento de refrigeración óptimo.
Pros: Tamaño reducido y cola plegable para facilitar su instalación.
Contras: El cobre se oxida fácilmente a altas temperaturas, por lo que cuando el níquel se galvaniza en la superficie de la banda de cobre, su capacidad para irradiar calor se reduce considerablemente.
Disipación térmica de aluminio
Es lo que se conoce como refrigeración integrada. El calor generado por el cuerpo de la lámpara se transfiere por conducción térmica a una base de aluminio expuesta en la parte trasera, donde se disipa en el aire a través del flujo de aire.
Para mejorar aún más la eficacia de la refrigeración, algunos diseños aplican revestimientos de nanorradiación al cuerpo de la lámpara, lo que mejora significativamente el rendimiento de la disipación del calor. Además, existen métodos de refrigeración con aletas y aluminio blando, que son variaciones del mismo principio con diferentes diseños estructurales.
Pros: Normalmente, el disipador de calor tiene un tamaño ligeramente mayor. En muchos vehículos, el espacio de instalación limitado puede impedir una disipación adecuada del calor, lo que afecta negativamente al rendimiento de la refrigeración.
Contras: Este método se basa en el propio cuerpo de la lámpara para la disipación pasiva del calor, con un nanorrevestimiento aplicado a la superficie para mejorar y acelerar el proceso de refrigeración.
Disipación del calor del ventilador
La refrigeración activa acelera esencialmente la convección del aire: ¡sí, es refrigeración por ventilador! Este método consiste en añadir un pequeño ventilador en la parte trasera del LED. Cuando el LED se enciende, el ventilador se activa simultáneamente, dispersando el calor de la base de aluminio al aire mediante convección forzada.
Pros: Los ventiladores alejan activamente el calor del LED, lo que permite una refrigeración más rápida y eficaz que los métodos pasivos. Ideal para LED de alta potencia que generan mucho calor.
Contras: Los ventiladores pueden producir un ruido perceptible, que puede resultar molesto en un entorno de vehículo silencioso.
Tubo de calor: El mejor método de conducción del calor
Después de hablar sobre el método de disipación de calor, también tenemos que entender el método de conducción de calor de los faros LED. -¡Así es, la disipación de calor y la conducción de calor no son lo mismo!
Cuando los faros LED están funcionando, el calor de la cabeza de la lámpara debe ser transferido primero al disipador de calor, y luego el disipador de calor puede disipar el calor. -El componente responsable de conducir la energía térmica de las perlas de la lámpara LED al disipador de calor es el componente de conducción de calor.
Los componentes termoconductores más comunes en la actualidad son placas de aluminio, placas de cobre, tubos de calor y placa calefactora de grafeno.
Las placas de aluminio tienen la conductividad térmica más baja, pero son las más baratas; en su día fueron populares en productos de bombillas LED para faros de baja calidad, pero ahora están en gran medida obsoletas y rara vez se ven en el mercado. Las placas de cobre son la opción más utilizada hoy en día. Sin embargo, los faros LED que utilizan placas de cobre no suelen tener una potencia muy elevada.
Actualmente, el mejor conductor térmico es el tubo de calor, que es un tubo hueco de cobre sellado casi al vacío y que contiene un líquido especial en su interior. El principio del tubo de calor es bastante complicado, por lo que no vamos a explicarlo aquí. Sólo decir una cosa: la velocidad de conducción del calor del tubo de calor es unas 200 veces más rápida que la de la placa de cobre.
No se puede negar que los faros LED realmente extraordinarios utilizan tubos de calor como componentes térmicos. Evidentemente, los faros LED que combinan tubo de calor + ventilador son la mejor opción para un rendimiento de alta potencia y luminosidad. Recuerde siempre este principio: cuanto mejor sean la conducción térmica y la disipación del calor de una lámpara LED, mejor será su calidad general.
Lea también: Tubos de cobre líquido: NAOEVO'Explicación de la avanzada tecnología de refrigeración
Placa calefactora de grafeno: ¿Cambio de juego o truco?
En cuanto a si las "placas térmicas de grafeno" son un avance tecnológico o sólo un truco, ¡permítame que lo aclare aquí! Algunos fabricantes afirman que sus faros LED utilizan la tecnología térmica del grafeno. Dejemos de lado por ahora si eso es cierto.
Aunque fuera cierto, la conductividad térmica del grafeno, medida a más de 1000 W/mKtodavía no se puede comparar con los tubos de calor, que pueden alcanzar una conductividad térmica de 20.000 W/mK (en condiciones de 100 °C). Crees que el grafeno puede superar al increíble tubo de calor?
Bombillas LED para faros con gestión eficaz del calor
Faro LED Serie SAGA de NAOEVO
ESPECIFICACIÓN
Potencia: 100 W/Bombilla
Lumen: 12000LM/Bombilla
Fuente de luz: 12*55MIL Flip Chip
Voltaje: DC9-16V
Corriente: 7,4 A
Refrigeración: Doble tubo de calor + ventilador + aluminio
Garantía: 2 años
Instalación: Plug-n-Play
La serie Saga es un producto destacado en la línea NAOEVO, que combina ultra-alta luminosidad con la tecnología avanzada de gestión del calor para ofrecer un rendimiento excepcional. Cada bombilla del faro SAGA LED está equipado con 12 piezas de 55MIL flip chips, lo que permite una impresionante salida de... 100 W 12.000 lúmenes por bombilla. Esto garantiza una visibilidad superior en carretera, incluso en las condiciones más oscuras.
Lo que realmente diferencia a la serie SAGA es su vanguardista sistema de disipación del calor. Estas bombillas cuentan con doble tubos de calor de cobrediseñado para llevar a cabo 40 W de calor cada vez. Este innovador diseño garantiza una refrigeración 2 ó 3 veces más rápida que los sistemas convencionales, manteniendo un rendimiento óptimo y alargando la vida útil de las bombillas.
Para mejorar aún más la disipación del calor, se ha integrado un miniventilador de alta velocidad de 10000RPM en el disipador de calor. Este ventilador acelera rápidamente la dispersión del calor, garantizando que las bombillas se mantengan frías durante el funcionamiento, incluso en condiciones exigentes. En conjunto, estas características hacen de la serie SAGA una opción fiable y de alto rendimiento para los conductores que buscan soluciones de iluminación de primera calidad.
Conclusión
La correcta disipación del calor es vital para el rendimiento y la longevidad de las bombillas de los faros LED. Los sistemas de refrigeración avanzados, como disipadores de calor, tubos de cobre y ventiladores de alta velocidad, garantizan que las bombillas funcionen de forma eficiente, evitan el sobrecalentamiento y proporcionan un brillo constante.
Al elegir faros LED, dé prioridad a los productos con una gestión fiable del calor para disfrutar de una iluminación superior, durabilidad y seguridad en la carretera.
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