Мы уже говорили о важности поддержания рабочих температур светодиодов на минимальном уровне и особом подходе в этом плане к конструкции светильников ДСП на нашем предприятии. И все-таки, какое падение светового потока и сколько часов работы можно ожидать от этих светильников?
Светодиодные осветительные технологии настолько молоды, что пока ни у кого нет наработанной статистики на десятки тысяч часов эксплуатации. Поэтому приходится обращаться к аппроксимациям результатов измерений за гораздо менее длительный срок работы элементов LED.
Практически ни один производитель светодиодов для освещения не дает четкой зависимости срока службы от температуры кристалла. Указывается температура абсолютного максимума, выше которой высока вероятность повреждения полупроводника, падение светового потока за первую тысячу или несколько тысяч часов работы, нормы температуры подложки для рабочих режимов.
Строго говоря, параметра «срок службы светодиода» не существует. То же относится и к любым другим источникам света. Есть время наработки, в течение которого с определенной вероятностью наступает отказ некоторой части из партии изделий. Компания «Philips», например, нормирует вероятность отказа 10% или 50% для светодиодов, световой поток которых за время эксплуатации достиг 70-ти процентного уровня первоначального. Обозначения этих параметров B10 и B50 для вероятности и L70 для светового потока.
Интересны данные, приводимые Philips относительно производимых компанией одноваттных светодиодов «Luxeon K2». По условию (B10, L70) долговечность этих светодиодов составляет 100 тыс. часов. В случае, когда температура кристалла достигает 115 °C, наработка на отказ уменьшается до 50 тыс. часов, а при 125 °C до 28 тыс. часов. Температура кристалла при стотысячной наработке не указывается, но судя по графику это не более 100 °C.
Учитывая экспоненциальную зависимость работоспособности от температуры, можно предположить, что при 90 °C на кристалле снижение потока на 30% произойдет через 200 тыс. часов, а при 80 °C через 400 тыс. часов.
Упомянутая в предыдущей статье тайваньская компания «Huey Jann Electronics» дает несколько иные параметры долговечности. В спецификациях на продукцию приводится зависимость наработки от температуры подложки модулей COB, причем одна и та же для светодиодных модулей различных мощностей. Температуру кристалла косвенно можно определить по параметру теплового сопротивления Rj-c кристалл-подложка и рассеиваемой мощности модуля.
У 30-ти ваттного модуля Rj-c = 1,5 °C/Вт, у 50-ти ваттного 0,8 °C/Вт, у 100-ваттного 0,5 °C/Вт.
Исходя из того, что температура подложки должна быть не более 60 °C для наработки 50 тыс. часов, приняв во внимание минимальный для данного типа модуля световой поток и рассчитав перепады температур между кристаллами и подложкой, получим следующие значения температур кристаллов:
Как видно, значения достаточно мало отличаются между собой и на 11-15 °C ниже параметров Philips. Объясняется это, в частности, тем, что в спецификациях модулей «Huey Jann» приведены данные для кристаллов с меньшей эффективностью преобразования электроэнергии в свет.
У светильников ДСП нашей компании теплоотвод изначально проектировался с требованием высокой эффективности. Температуры кристаллов светодиодных модулей у всего модельного ряда светильников не превышают 90 °C, что гарантирует их высокую долговечность. В плане температурной устойчивости наработка более 50 тыс. часов не является проблемой. Поэтому светильники ДСП по праву относятся к разряду промышленных и позволяют обеспечивать существенную финансовую экономию при длительной эксплуатации.
Потребителю важно понимать, что работоспособность светильника зависит не только от температурных режимов светодиодов, но и от надежности других элементов, особенно источников питания (драйверов) светодиодов. Именно по этой причине следует уменьшать температурные нагрузки как на светодиоды, так и на драйверы. Конкретные рекомендации по применению и эксплуатационные режимы драйверов будут рассмотрены в следующий раз.
Н. Н. ГАВРИЛОВ
Зам. директора по техн. вопросам
ООО «Промышленная группа Кальченко и К»
scientec@kalchenko.com
