+7 (831-30) 6-98-99

Светодиодный ликбез №8. Cрок службы светодиодов: от чего он зависит?

Представленная ниже таблица содержит значения сроков службы различных источников света, начиная со всем известной лампы накаливания, и заканчивая светодиодами, – настоящими долгожителями в мире искусственного света.

Источник света

Типичный срок службы

Лампа накаливания

до 1000 ч.

Лампа дневного света

до 5000 ч.

ДРЛ

до 6000 ч.

Металло-галогенная

до 4000 ч.

Светодиод OSRAM

50 000 - 100 000 ч.


Всегда ли светодиоды живут так долго, и от чего зависит продолжительность их жизни?
Для начала определимся с терминологией. Выражение «срок службы светодиода» на самом деле означает совсем не то, что срок службы лампы накаливания или люминесцентной дампы. Если для традиционных источников света это понятие эквивалентно понятию «срок жизни», то для светодиодов всё не так просто. И «живут», и светят они поразительно долго, но вот световой поток со временем уменьшается. Поэтому производители светодиодов под сроком службы светодиодов понимают временной период, в течение которого происходит снижение светового выхода на 30% или на 50%.
Почему «или»? Оба значения связаны с физиологическими особенностями человеческого восприятия света. Если светодиоды используются для создания света, который человек воспринимает напрямую (например, в светофорах, сигнальных огнях, дорожных знаках), то человек может уловить разницу в его интенсивности только при снижении светового потока вдвое (т.е. на 50%). К отражённому свету человеческий глаз более чувствителен – мы заметим снижение освещённости уже при падении светового потока на 30%. Поэтому срок службы светодиодов, используемых в осветительных приборах, – это срок, после которого кристалл будет выдавать лишь 70% от начального количества света.
Процесс уменьшения светового потока называется деградацией светодиода. Это похоже на болезнь. Как и у любой болезни, у деградации может быть несколько причин. По происхождению их можно разделить на 4 группы.

1. Связанные с условиями производства LED-кристаллов

Выращивание светодиодных матриц – сложнейший процесс. Здесь требуются дорогостоящее оборудование, высочайшая степень очистки исходных компонентов и, конечно, точное соблюдение технологии (только освоение всех тонкостей этого процесса занимает от года до 3-х лет).

Малейшее отклонение приводит к появлению дефектов в кристаллической структуре светодиодов. Какая-то часть кристалла начинает излучать не только свет, но и тепло. Излишки тепла, в свою очередь, портят соседние области, и соответственно падает мощность свечения.


2. Связанные с качеством компонентов и монтажа

Для отвода тепла светодиодные кристаллы монтируют на специальную подложку. Недостаточное качество пайки, каверны в припое могут вызывать термическую деградацию кристалла и, как следствие, − сокращение срока жизни светодиода.

Также до сих пор не решена до конца проблема разрушения электродов, связанная с диффузией атомов металла во внутреннюю область полупроводника.

Когда речь идёт о белых светодиодах, большое значение имеет качество люминофорного слоя. Теоретически он не должен выгореть раньше, чем «состарится» сам кристалл. Но на практике этого достигли только самые «продвинутые» производители.


3. Зависящие от конструкции светильника

Срок жизни светодиодов сильно зависит от температурного режима их эксплуатации. Холода они не боятся, а вот перегрев для них губителен. Поэтому производителям осветительных приборов приходится учитывать условия, в которых будет работать светильник, тщательно продумывать конструкцию корпуса, который часто выполняет функции теплоотвода, следить за тем, чтобы рядом со светодиодами не располагались какие-нибудь сильно нагревающиеся компоненты прибора, чтобы схема соединений была оптимальной и.т.д.


4. Зависящие от величины рабочего тока

В хороших светодиодных приборах обязательно присутствует не только стабилизатор напряжения, но и драйвер – устройство для регулировки тока, поступающего на светодиоды. Дело в том, что соответствие тока некоторому номинальному значению очень важно для долгой и эффективной службы светодиодного светильника.

При слишком маленьком токе свет на выходе будет недостаточно ярким. Превышение допустимого значения тока также нежелательно: светодиоды будут светить ярче, но срок их жизни значительно сократится. Драйверы не только ограничивают ток, но и обеспечивают стабильность цвета для каждого кристалла, распределяют между ними нагрузку, защищают прибор от наведённых электромагнитных помех.


Таким образом, срок службы светодиодов в равной степени зависит как от условий их производства, так и от условий эксплуатации. Что можно предпринять по этому поводу?

Во-первых, при покупке прибора нужно интересоваться не только тем, кто собирал данный прибор, но и производителем самих светодиодов, классом драйвера, устройством теплоотвода. Каждый аспект имеет огромное значение.

Во-вторых, несмотря на то, что светодиоды не так сильно нагреваются, как традиционные источники света, всё же нужно предусмотреть для них достаточно места (производители, как правило, оговаривают минимальные расстояния между приборами). Лучше не располагать такие светильники рядом с источниками тепла.

И, конечно, многое зависит от параметров сети питания. Плохо сглаженный ток с большой амплитудой импульсов может сильно разогреть кристаллы за счёт их собственной тепловой ёмкости, несмотря на то, что номинальное значение тока соответствует заявленному в спецификации. Поэтому светодиодные приборы лучше использовать вместе с внешним стабилизатором напряжения, если конструкцией не предусмотрен встроенный.

Ознакомиться со всеми выпусками ликбеза Вы можете в разделе Публикации

 

  • Светодиодный ликбез. Выпуск №8. Cрок службы светодиодов: от чего он зависит? PDF 1009.26 Кб скачать
  • Светодиодный ликбез. Выпуск №7. Энергоэффективность светодиодов – миф или реальность? PDF 291.24 Кб скачать
  • Светодиодный ликбез. Выпуск №6. Светодиоды на сцене. PDF 431.33 Кб скачать
  • Светодиодный ликбез. Выпуск №5. Особенности и сферы применения светодиодного освещения. PDF 437.95 Кб скачать
  • Светодиодный ликбез. Выпуск №4. Смешение цветов в светодиодных приборах. PDF 338.59 Кб скачать
  • Светодиодный ликбез. Выпуск №3. Белые светодиоды – как их получают? PDF 378.1 Кб скачать
  • Светодиодный ликбез. Выпуск №2. Какой свет излучают светодиоды PDF 277.4 Кб скачать
  • Светодиодный ликбез. Выпуск №1. Какова природа излучения светодиодов. PDF 253.2 Кб скачать