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Los diodos LEDs

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 Espectro de luz visible

3.1.2. Potencia disipada por el diodo Led

La potencia del diodo led está determinada por la caída de tensión en los bornes y la corriente del dispositivo según la expresión:

P_{Diodo}\ =\ I_{Anodo}*V_{AK}

La siguiente figura muestra la potencia del diodo led en función de la corriente de ánodo mediante una alimentación de corriente constante. Variando la corriente entre 0 y la intensidad nominal 900mA, la potencia disipada muestra una evolución lineal debido a que la caída de tensión en el diodo es prácticamente constante. De nuevo se observa una diferencia notable entre los datos aportados por el fabricante y el valor real de la potencia, 10W y 8,3W respectivamente.

Potencia del diodo led de 10W

3.1.3. Temperatura del diodo Led

Temperatura del diodo led de 10W

La temperatura que alcanza el diodo led es muy importante para determinar la vida del dispositivo. En la siguiente figura se puede observar la temperatura del diodo en función de la intensidad de ánodo. Para evitar el deterioro de diodo, este se ha situado sobre un radiador con un coeficiente de transmisión térmica de 5 ºC/W. La temperatura se ha medido directamente sobre las alas del disipador.

La gráfica muestra una curva prácticamente lineal equivalente a la potencia suministrada. Entre los 100mA y los 600mA la temperatura del sistema es baja, de 25ºC a 50ºC, entre los 600mA y los 900mA la temperatura asciende hasta los 63ºC , no siendo una temperatura crítica para un semiconductor de potencia. Si la temperatura superase los 70ºC se tendrían que adoptar mediadas para refrigerar el diodo de una forma más eficiente.

Condiciones de prueba:

  • Resistencia térmica del radiador: 5ºC/W
  • Temperatura ambiente: 20ºC

Para comprobar la relación temperatura potencia, podemos aplicar la ecuación de la resistencia térmica.

R_\theta \ =\ \frac{T_s-T_a}{W}

  • Ts = Temperatura del disipador en ºC
  • Ta = Temperatura ambiente en ºC
  • W = Potencia disipada en Watts

Si queremos encontrar el valor de la potencia disipada la ecuación queda:

W\ =\ \frac{T_s-T_a}{R_\theta }

Para la intensidad nominal 900mA la temperatura es de 63ºC con una temperatura ambiente de 20ºC, la potencia disipada es:

P\ =\ \frac{63^oC-20^oC}{5^oC/W}\ =\ 8,6W

La potencia obtenida a partir de la temperatura coincide con la suministrada por lo que se puede validar los resultados obtenidos en la gráfica de corriente-temperatura.

Se puede mejorar la temperatura si utilizamos un radiador con una resistencia térmica inferior. Por ejemplo con un radiador con Rθ = 3ºC/W:

T_s\ =\ 3^oC/W*8,39W+20^oC\ =\ 45,17^oC

 

3.1.4. Conclusiones

Las características reales del diodo led están por debajo de las indicadas por el fabricante.

La temperatura del dispositivo no es muy elevada, pudiéndose mejorar si se utiliza un disipador con una resistencia térmica menor.

El ángulo de radiación es bueno, puedo constatar que el dato indicado por el fabricante 160º es correcto.

A falta de instrumental para poder mediar la radiación luminosa se puede hacer una observación totalmente subjetiva. Se puede decir que la radiación emitida por el diodo led de potencia de 10W es equivalente a una bombilla de incandescencia de unos 40-50W.

 

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