Una idea errónea de la iluminación LED es que puede durar mucho tiempo, como 10 años o más. Si bien el ciclo de vida largo es sin duda una ventaja intrínseca, existen puntos de falla. La mayoría de los mecanismos de degradación y fallo que rigen el rendimiento y la vida útil de una luminaria LED se deben a una gestión térmica ineficiente. Los LED convierten solo una pequeña parte de la energía eléctrica en luz y el resto se convierte en calor. Como subproducto de la operación, se produce calor como resultado de la recombinación no radiante en la unión LED y el cambio de Stokes en la capa de fósforo. En funcionamiento de alta potencia y mayor densidad de corriente, que es típico en iluminación de mástil alto, se genera una cantidad sustancial de calor. Si este calor no se disipa correctamente, la acumulación térmica dentro del LED provoca la depreciación del lumen debido a la degradación y extinción de los fósforos, el agrietamiento del troquel, la fractura del cable de unión, la fatiga de la unión de soldadura, la carbonización del encapsulante, etc.
La gestión térmica es una parte fundamental del diseño y la ingeniería de las luminarias LED. El equilibrio térmico en un sistema LED se rompe por condiciones que reducen la eficiencia de disipación de calor. El objetivo de la gestión térmica es construir una ruta térmica a lo largo de la cual la resistencia térmica de los componentes se minimice a un nivel requerido, mientras se maximiza el área efectiva de la ruta térmica y se minimiza la longitud de la ruta térmica. La gestión térmica SSL consta de dos secciones: conducción térmica y convección. La conducción térmica hace frente a la maximización de la capacidad de conducción térmica del disipador de calor, el material de interfaz térmica (TIM), la placa de circuito impreso con núcleo metálico (MCPCB) y las interconexiones entre los paquetes de LED y MCPCB. Esta parte de la gestión térmica también incluye minimizar la diferencia en el coeficiente de expansión térmica (CTE) entre los componentes a lo largo de la ruta térmica. Esto es extremadamente importante ya que las luminarias para exteriores pueden sufrir ciclos de temperatura repetidos que pueden comprometer la integridad de la ruta térmica.
La eliminación del calor residual por convección térmica depende de la tasa de flujo del aire ambiente y del área de superficie alrededor de la cual circula el aire. Dado que existe una abundante disponibilidad de flujo de aire alrededor de la luminaria en ambientes exteriores, las luminarias de mástil alto utilizan la convección natural para disipar el calor en el aire. Como regla general, el disipador de calor está diseñado con una gran superficie y una geometría aerodinámica para garantizar una circulación de aire eficaz.
