LEDs queimam? Normalmente não, mas...

Apesar de ter criado este blog para falar principalmente de computação, ele não é restrito a isto. Ele é para falar de nerdices, e como sou um nerd antigo, comecei pela eletrônica na minha adolescência, tal como muitos nerds da minha geração. Na década de 1980 ainda era caro ter um computador em casa.

Este texto é sobre LED (Light Emitting Diode - Diodo Emissor de Luz). Ele é um semicondutor que emite luz quando devidamente polarizado, com uma corrente passando por ele da forma direta. Como retificador ele é muito ruim, apesar de ser um diodo semicondutor. Mas é muito bom, eficiente e durável para pequenas fontes de luz. E nos últimos anos, com as melhorias tecnológicas, passaram a ser usados em sinais de trânsito (Uso que eu imaginava desde a década de 1980.), iluminação etc.

Uma das características dos LEDs é uma luz de espectro estreito, com uma cor bem definida, o que é bom para luzes indicadoras, sinais de trânsito, iluminações coloridas etc. LEDs brancos na realidade não existem. Já tratei sobre luz branca usando LEDs aqui.

Mas o assunto aqui é "LEDs queimam?".

A melhor resposta é "Não facilmente.". Eu não lembro de alguma vez na minha vida ter visto um LED queimar em uso normal, ao contrário das lâmpadas incandescentes, mas já vi LEDs queimados.

já vi colocarem 200 mA em um LED verde comum de 5mm de diâmetro, e não queimar. Ele brilhava muito, mas não queimou. Mas uma vez queimei dois LEDs ao mesmo tempo, junto com um fusível de 1A. Eu tinha esquecido de colocar o resistor que limitaria a corrente sobre eles. Foi a primeira vez que vi um LED queimar.

Meses atrás soube de uma luminária com um LED queimado, e semanas depois vi alguns queimados, mais exatamente 8 queimados em 6 luminárias LEDs. Nunca antes tinha visto tantos LEDs queimados.

Os LEDs destas luminárias recebem 310 mA para consumirem aproximadamente 1 W cada, e produzirem 0.5 W, ou mais, de luz (Sim, a eficiência é de mais de 50%.). Mas como LEDs são componentes pequenos, eles podem ter dificuldades para eliminar o calor produzido, que é basicamente a energia que não se tornou luz. Nestes casos tem que ser usado um dissipador de calor. Os LEDs devem estar bem encostados nestes dissipadores e com pasta térmica para melhorar a transferência de calor. E aí que estava o problema das citadas luminárias.

Nas 6 luminárias citadas, os LEDs queimados não estavam bem encostados nos dissipadores, nem com a devida quantidade de pasta térmica. As luminárias estavam mal montadas. Com problemas para o LED dissipar o calor, eles acabaram queimando depois de um tempo. Destes LEDs queimados, um entrou em curto, e o resto abriu. Como a luminária era montada em série, uma vez que um LED abre, a corrente não chega a nenhum, e nenhum acende.

Um dos primeiros LEDs retirados. Dá para ver os outros, e ter uma ideia de como ficava neste espaço. Também dá para ver que a pasta térmica não cobria toda a superfície do dissipador que entra em contato (que deveria entrar em contato) com o LED. Só tinha um pouco, cobrindo uma parte da área.

Aqui o LED visto de baixo, com a sua superfície metálica que entra em contato com o dissipador. Dá para ver que a pasta térmica só cobre um pequeno espaço, e o metal está oxidado onde não tem pasta térmica.

Um dos LEDs queimados estava tão afastado que pude passar uma tira de papel entre ele e o dissipador, e ainda estava quase sem pasta térmica.

Aqui uma visão na horizontal, e é possível ver um espaço entre o LED e a superfície do dissipador.

Este espaço foi tão grande que consegui passar uma tira de papel entre o LED e o dissipador.

Aqui depois de retirado o LED. Todo o círculo preteado, de metal exposto, é a superfície na qual o LED deveria estar encostado, com pasta térmica para ajudar a conduzir o calor, mas só dá para ver um pouco de pasta térmica (a pasta branca que aparece) que só cobria uma pequena parte do que deveria cobrir.

O conserto consistiu em retirar os LEDs bons de uma das luminárias com dois queimados para trocar pelos queimados nas outras. Como a fonte de alimentação aceitava operar com 4 ou 5 LEDs, e as luminárias eram originalmente de 5 LEDs, algumas das luminárias foram modificadas para funcionar com 4 LEDs, colocando um jumper no local do LED queimado, por falta de material.

Em suma, LED em situação normal não queima, mas em situação excepcional sim, como estarem mal montados em seus dissipadores, por exemplo. É um problema de qualidade de fabricação da luminária/lâmpada LED. É um problema que pode ser consertado por quem tem experiência com eletrônica.