Как продлить срок службы светодиодных ламп: Как продлить срок службы светодиодов: автомобилистам раскрыли простую хитрость

Срок службы светодиодных ламп как продлить и стоит ли это делать

Срок службы светодиодных ламп в часах указывается на упаковке и почти никогда не соответствует реальному.

Это вполне естественно, поскольку маркетинг никто не отменял и производителю надо как то выделиться на фоне конкурентов.

Расчет тут прост:

• во- первых, вряд ли кто будет (и сможет) замерять срок работы лампы, тем более, в часах;
• во- вторых, подобное заявление не является ни гарантийным обязательством, ни офертой.

Потребителю следует быть прагматичней и смотреть на гарантию производителя или продавца, указываемую при покупке. Если она составляет два года и более, то это хорошо.

Не буду заниматься подсчетами и переводом часов в года в зависимости от режима работы и пр. Занятие это достаточно бессмысленное. Сомневаюсь, что лампа сможет проработать 10 лет, конечно, если не включать ее раз в месяц.

Подобный скептицизм имеет под собой веские основания.

Время безотказной работы любого устройства определяется, в первую очередь компонентами, входящими в его состав. Давайте препарируем LED лампу и поглядим, что у нее внутри.

1. Собственно сами светодиоды или матрица на их основе.

При соблюдении технологий производства этот элемент способен работать долгие годы. Обратите внимание, в дальнейшем будет подразумеваться, что производитель добросовестно относится к своим обязанностям.

«Левый» товар, по определению долго не прослужит, так что в этом случае обсуждать нечего.

2. Драйвер или источник питания.

Поскольку светодиоды работают от низкого напряжения постоянного тока, то для его получения от сети 220 Вольт используются преобразователи или драйверы.

В основном срок службы лампы определяется именно этим устройством.

Здесь тоже есть два момента:

• некачественный блок может, помимо прочего вызывать досрочный выход из строя LED матрицы;
• даже качественный драйвер по определению работает меньше чем светодиод.

Последнее определяется временем наработки на отказ компонентов блока питания. В схемотехнические тонкости вдаваться не вижу смысла, но тем не менее, это так.

3. Радиатор охлаждения.

Светодиоды и драйвер выделяют тепло. При недостаточном охлаждении они работают в условиях жесткого теплового режима.

Для охлаждения используются специальные радиаторы, а показателем их эффективности являются:

• площадь поверхности охлаждения;
• масса;
• материал изготовления.

На практике показателем качественной светодиодной лампы является ее масса – чем она больше, тем качественней радиатор и благоприятней режим работы. Хорошая светодиодная лампа – тяжелая лампа (конечно это относительно).

Все это написано для того, чтобы оправдать, тривиальный, в общем — то совет:

Выбирайте источник света от известных и проверенных производителей. Рейтинг здесь.

КАК ПРОДЛИТЬ СРОК СЛУЖБЫ СВЕТОДИОДНОЙ ЛАМПЫ

Если смотреть правде в глаза, то никак, помимо правильного выбора.

В интернете много советов как можно это сделать. Давайте рассмотрим часто встречающуюся рекомендацию по переделке (доработке) драйвера.

Во- первых, чтобы это сделать, следует обладать знаниями и навыками в радиоэлектронике.

Во- вторых, скорее всего схемотехника этого устройства на момент принятия решения будет неизвестна. Так что, вскрыв корпус лампы вы можете увидеть совсем не ту плату, доработка которой описана в сети.

В- третьих, советы по увеличению срока службы касаются уменьшения тока питания светодиодов, что должно обеспечить им «мягкий» режим работы.

Но уже говорилось, что LED кристалл является далеко не самым слабым местом. Кроме того, яркость свечения при такой переделке уменьшится.

В- четвертых, залезая во внутрь, вы лишаетесь гарантии на изделие, не имея при этом 100% шансов на успех.

Таким образом, все действия по продлению срока службы светодиодной лампы можно рассматривать как любопытное хобби, но вряд ли стоит относиться к этому всерьез.

Кстати, светодиодные источники света с внешними (не встроенными в цоколь) блоками питания имеют по определению бо́льший срок службы. К ним относятся ленты, линейные лампы, некоторые специальные исполнения светильников.

Решать, конечно вам, но лично я такими доработками не занимаюсь, хотя и имею должный уровень знаний в радиоэлектронике.

  *  *  *

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

сколько работает светодиод и как продлить время работы и увеличить ресурс LED светильника > Свет и светильники

Замена лампы ближнего света Рено Логан: как поменять лампочку на новую в фаре

Читайте, какие виды и конструкции ламп используются в головном освещении автомобилей Рено Логан первого и второго поколения. Узнайте, как выбрать оптимальный вид светильника, какие производители и модели наиболее популярны и востребованы. Запомните порядок действий для замены ламп ближнего света….

28 05 2021 4:41:23

Галогенные лампы: что это такое, типы, срок службы, температура, мощность и чем отличается от лампочек накаливания

Читайте здесь, что такое галогеновые лампы, чем они отличаются от обычных лампочек накаливания, какое у них устройство, принцип работы, плюсы и минусы, а также какие их виды существуют для домашнего применения и каковы их главные особенности….

25 05 2021 5:48:31

Светодиод 3 Вт: хаpaктеристика LED 3 w

Читайте, в чем состоят особенности конструкции светодиодов мощностью 3 ватта. Узнайте, его технические хаpaктеристики, специфические качества элементов и схему подключения светильников….

15 05 2021 11:28:25

Схема энергосберегающей лампы: принцип работы и устройство

Читайте здесь, как устроена и работает схема энергосберегающей лампы, какие виды таких приборов освещения существуют, какие у них главные эксплуатационные хаpaктеристики, каковы принципы и устройство их работы, какие компоненты составляют их схему и как происходит зажигание….

11 05 2021 0:48:45

Подсветка витрин: освещение для прилавков и витрин лентой со светодиодами

Узнайте, какое значение имеет подсветка витрин, ее возможности, способность привлекать покупателей и создавать эксклюзивный вид для обычной стандартной витрины. Выясните, какие существуют требования и нормы для осветительных приборов на витринах. Ознакомьтесь с порядком монтажа светодиодной ленты….

09 05 2021 17:17:48

Линзы для светодиодов: фокусирующая оптика для плоских светодиодных ламп

Читайте здесь, что такое линзы для светодиодов, каков их принцип действия и назначения, какие виды увеличительных стекол применятся сегодня для лед-светильников, какие их модели устанавливаются на автомобильную оптику, чего изготавливаются и как собрать оптическую систему на их основе своими руками….

28 04 2021 1:14:14

Контурная подсветка и архитектурное освещение зданий

Читайте здесь, что такое контурная подсветка зданий, каковы ее общие задачи, какие требования, нормы и правила существуют для этого типа освещения, какие главные виды контурной подсветки фасадов бывают, чем они отличаются, а также какие виды светильников в них применяются….

24 04 2021 18:47:19

Светодиод АЛ307: хаpaктеристика, цоколевка и маркировка

Читайте здесь, что такое светодиоды АЛ307, какими техническими хаpaктеристиками они обладают и где применяются, какова их маркировка цвета и соответствующая ей длина волны излучения, а также какими размерами и хаpaктеристиками цоколевки они обладают….

17 03 2021 4:18:20

По какой причине мигает энергосберегающая лампочка

Выясняем, почему может мигать лампочка при включенном и выключенном свете. Как найти причину, по которой моргает энергосберегающая или светодиодная лампа. Как исправить мигающие источники света….

12 03 2021 16:18:27

Подсветка для унитаза с датчиком движения

Узнайте, что такое подсветка для унитаза, как она работает и устанавливается. Читайте, чем полезен датчик движения, какими возможностями он обладает. Запомните, как выбирать подходящий прибор и в каких странах их чаще всего производят….

05 03 2021 8:45:51

Как продлить срок службы автомобильных ламп

Лампы любого вида и различного предназначения имеют предрасположенность периодически перегорать (причем, что характерно, в самый неподходящий момент). Все это в равной степени относится и к образцам, устанавливаемым в фарах легкового автомобиля. Поэтому у автовладельцев рано или поздно возникает вечно актуальный вопрос: как продлить срок службы автолампы?

Во-первых, не включать фары без особой необходимости. Помните, чем чаще мы включаем-выключаем источник света в авто, тем скорее он выходит из строя.

Во-вторых, стараться не покупать откровенно контрафактную продукцию, столь привлекательную по стоимости. Помните о старой истине: скупой платит дважды (а то и трижды). Дешевизна «левых» лампочек обернется не только бесполезной тратой денежных средств, но и проблемой в виде постоянных разборок фар и манипуляций со старыми и новыми источниками света. Лучше один раз потратиться на нормальный товар, чем без конца ходить на авторынок и волноваться из-за частого перегорания ламп.

В-третьих, увеличить срок службы автолампы поможет переход на современные типы: галогенные, ксеноновые, биксеноновые, светодиодные. Да, они гораздо дороже стандартных, но переплата оправданна. В итоге все равно подобный вариант окажется выигрышным, да и дорога в ночное время этими «светлячками» освещается куда лучше, чем лампами родом из прошлого века.

При покупке нужно обращать внимание на бренд, например, надежен Osram или Philips. Кроме того, следует поискать автомобильные лампы, на которых имеются следующие надписи:

что говорит об увеличенном сроке службы предлагаемого изделия.

Советы бывалых автомобилистов

Чтобы продлить срок службы галогеновой автолампы, желательно позаботиться об этом сразу, буквально после покупки в магазине автомобильных товаров. В сильный мороз ни в коем случае не нужно спешить устанавливать автолампу в фару машины, рекомендуется дать ей нагреться в теплом помещении. И после этого вкручивать аккуратно, в перчатках или с помощью салфетки, чтобы на колбе не оставались жирные пятна, способствующие перегреву изделия.

Подсоединили лампу, включили фары для проверки — не торопитесь выключать! Выдержите полминуты и даже дольше. Это не только поможет увеличить срок службы выбранной автолампы, но и послужит гарантией, что она проработает более одного раза.

Отдайте предпочтение энергосберегающей лампе, даже если вы не будете выключать ее сутками. Это будет все равно экономичнее, чем несколько часов использования обычной лампы накаливания.

Внедряйте в машину системы плавного включения автоламп, ведь известно, что пусковой ток всегда выше номинального, а потому источники света чаще всего и отказывают в момент введения их в фазу активности. Электронные блоки включения фар зачастую уже предусмотрены в современных моделях авто, но если нет, то их можно приобрести или собрать схему самостоятельно. Всего и понадобится пара-тройка резисторов, транзисторов, конденсаторов и реле.

Ну и наконец необходимо внимательно следить за состоянием проводки и генератора. Если последний неисправен, выдает ток большей мощности, то и лампы, какие бы качественные они ни были, будут гаснуть.

Срок службы светодиодных ламп

Реальные сроки службы

Относительно срока службы диодных источников света приводятся самые разные цифры, но всегда речь идет о десятках тысяч часов — от 20000 до 50000.

Максимально заявляемый период эксплуатации светодиодных лампочек — 50 тысяч часов. Этот показатель аналогичен 2083 дням (больше 5 лет) непрерывной работы. Для сравнения: лампа накаливания служит тысячи часов, а люминесцентная — от 7 до 10 тысяч.

Информацию о предельных сроках эксплуатации светодиодов следует понимать как ориентировочную, так как данные основываются на результатах ускоренных тестов на износ. Такие испытания нельзя признать точными, они осуществляются на уровне отдельных компонентов, а не всего светильника в целом. Опытным же путем — в течение многих лет — проверить реальный срок службы диодных лампочек пока не представляется возможным, так как на рынке они появились меньше двух десятилетий назад.

Несмотря на обещания компаний-производителей, не стоит забывать об отечественных реалиях. Скачки напряжения, некачественная проводка и внезапные отключения электричества — все эти факторы пагубно сказываются на осветительных приборах. Для уличного освещения добавляется еще один негативный момент — погодные условия, которые также сокращают время жизни лампочки.

Как отличить качественную продукцию от некачественной

Срок эксплуатации светодиодной лампы принято разделять на эффективный и полный. В последнем случае речь идет о времени, когда лампочка полностью выйдет из строя. Под эффективным сроком понимается период, в течение которого интенсивность свечения лампы уменьшится на 30 %.

Производители качественных светодиодных изделий сообщают, что срок эксплуатации устройства соответствует отраслевому стандарту L70 или LM70. Для первого он равняется 30 тысячам часов. Это означает, что спустя указанный период (в часах) яркость лампы уменьшится на 30 %.

Производители менее качественной продукции обычно указывают, сколько служит та или иная лампочка. Иными словами, такие компании говорят сразу о всем сроке службы изделия, умалчивая о снижении интенсивности света спустя какое-то время. В результате у потребителя создается ложное представление о сроке жизни осветительного устройства.

Обратите внимание! Эффективный срок службы лампочки зависит от ее цвета. Для белых светодиодов расчетный период составляет 10 тысяч часов, для красных, синих, зеленых и желтых — примерно 25 тысяч часов.

Также рекомендуется обращать внимание на срок гарантии для лампы. При круглосуточной эксплуатации ежегодно расходуется порядка 9 тысяч часов ресурса светильника. Если производитель гарантирует бесплатный ремонт только в течение года, он не уверен в качестве своей продукции. Если же срок гарантии — от 3 до 5 лет, вероятность приобретения качественной лампочки увеличивается.

Стоит ли покупать дешевые китайские лампы

Многие покупатели соблазняются невысокими ценами на китайскую продукцию. Однако покупка таких ламп содержит немало неприятных подвохов:

1. Отсутствие гарантийных обязательств. Редко какой продавец в интернете предоставляет гарантию на продаваемые товары. Даже если продукция изначально бракованная, доказать что-либо будет трудно и обмен возможен не всегда.
2. Завышенные обещания. Товары китайского производства зачастую предлагаются с заманчивыми техническими характеристиками, которые на практике не подтверждаются.
3. Некачественные светодиоды. Почти все диодные лампочки китайского производства предлагаются без указания конкретной компании-производителя. Такая продукция собирается из дешевых комплектующих и часто изначально бракованная.
4. Недостаточный спектр освещения. Не рекомендуется использовать дешевые лампы для дома. Если уж такое устройство куплено, лучше установить его для освещения улицы. Некачественный свет негативно сказывается на зрении, особенно детском.

1. Невысокий индекс цветопередачи. Низкокачественные светодиоды образуют недостаточный световой поток. Возможность восприятия цветов в таком случае снижается многократно. Это практически повсеместно встречающийся недостаток китайской продукции.
2. Наличие мощных пульсаций. Данный показатель не должен быть выше 20 %, что соответствуют сотне вспышек ежесекундно. Когда их слишком много, глаза быстро устают, что неблагоприятно сказывается не только на зрении, но и на общем состоянии человека. Для китайских светодиодных ламп характерен показатель пульсаций в 30 %.
3. Плохая репутация. Отзывы о дешевых электротехнических товарах из Китая чаще всего отрицательные.

Способы продления срока службы

Чтобы лампа служила как можно дольше, рекомендуется придерживаться следующих правил:

1. Протирать поверхность светильника от пыли. Периодически обрабатывать источник света при помощи пылесоса. При этом моющие средства использовать нельзя, так как они могут повредить лампочку.
2. Светодиодные ленты нельзя наклеивать непосредственно на мебель или обои. Для этого лучше подойдет профиль из алюминия. Данный материал способен забирать избыток тепловой энергии.
3. Лампа будет работать значительно дольше при правильном теплоотводе. В противном случае неизбежна так называемая «тепловая деградация» светового диода.
4. Использовать диммер. Данное устройство представляет собой переключатель света с регулировкой яркости. Прибор не слишком сильно влияет на экономию электричества, однако значительно продлевает срок службы светотехнических устройств. Основное его достоинство — уменьшение пусковых токов. Именно они служат основной причиной перегорания ламп.

Светодиодная лампа может служить в течение многих лет, но с учетом реалий отечественных условий использования, светильники редко работают дольше 3-5 лет. При этом срок их работы можно продлить, если строго придерживаться правил эксплуатации.

Срок службы: обещания производителей и реалии

В интернете можно найти усредненный срок службы любой светодиодной (LED) лампы вне зависимости от производителя – 50 тысяч часов. То есть, более 2083 дней или 5 лет. Но стоит знать, что реальных исследований на эту тему не проводилось (по крайней мере, в России), так что эту заманчивую цифру подтвердить экспериментально не представляется возможным.

Срок службы обычной лампы накаливания составляет около тысячи часов. Люминесцентной – от 6 до 10 тысяч часов.

Нужно учитывать и наши реалии – с перепадами напряжения, не качественной проводкой и аварийными отключениями. А если речь идет об уличном освещении, то влиять на срок службы ламп могут и неблагоприятные погодные условия. В общем, факторов немало, исключить их практически невозможно, поэтому надеяться на заявленный срок службы 5-7 лет все-таки не стоит.

Обычно светодиодная лампа требует стандартного напряжения – 220 вольт. Но почти все они будут работать и при более низком напряжении. Показатели предельно низкого и предельно высокого напряжения для каждой лампы указываются на упаковке.

Особенности «перегорания» светодиодных ламп

Есть у LED-ламп одно уникальное свойство, на которое нельзя не обратить внимания. Срок эксплуатации у них делится на эффективный и полный.

Светодиодный светильник не перегорает сразу, как обычная лампочка – он просто со временем теряет яркость. Световой поток при этом, снижается.

Полным сроком службы светильника будет считаться всё время его работы до полного выхода из строя. Эффективным – период, в течение которого он потускнеет на 30% от первоначальной яркости.

Добросовестный производитель должен указывать при маркировке товара оба этих срока, но зачастую обходится указанием только полного срока службы, который, к тому же, может быть гипотетическим, как уже было сказано выше.

Поэтому не торопитесь брать тот светильник, который, как вам обещает упаковка, будет работать 5-7 лет. Вполне возможно, что он и проработает столько, но к концу своей «жизни» светить будет не ярче, чем керосиновая лампа. Так что выгоднее будет найти товар того производителя, который честно укажет срок эффективной работы лампы, после истечения которого яркость будет неумолимо (хоть и медленно) уменьшаться.

Эффективный срок службы белых светодиодов составляет примерно 10 тысяч часов, а красных, синих, желтых и зеленых – около 25 тысяч часов. При средней эксплуатации домашнего освещения в 6 часов за сутки, уменьшение яркости лампы человеческий глаз начинает замечать примерно через 4 года ее использования.

Еще один небольшой секрет при выборе светодиодной лампы – срок гарантии. Чем он меньше, тем ниже качество предлагаемого товара. Не стоит брать лампы, производитель которых указал гарантийный срок в 1 год – это делается для того, чтобы избежать массового обмена вышедших из строя светильников. Два года гарантии – признак среднего качества, а от 3 до 5 лет – хорошая продукция, которая послужит вам долго.

Как продлить срок службы

Чтобы лампа работала дольше, необходимо обеспечить постоянное отведение тепла, вырабатываемого ею, не допуская «тепловой деградации» светодиода. Сама конструкция такой лампы (если она качественная) уже предусматривает этот процесс, а владельцам прибора остаются лишь элементарные правила ухода, с которыми легко справится любая домохозяйка.

• Светильники необходимо регулярно протирать от пыли и даже пылесосить. При этом категорически не рекомендуется использование любых моющих веществ, которые могут повредить лампу и даже вывести ее из строя.
• Все манипуляции нужно проводить только с выключенной лампой!
• Светодиодные ленты не стоит наклеивать прямо на обои или мебель, лучше использовать для этой цели алюминиевый профиль, который как раз и будет отводить «лишнее» тепло.
• Если в общественном или производственном помещении светодиодные лампы постоянно перегреваются и портятся, то нелишним будет обратиться в любую фирму, которая занимается установкой таких ламп. Специалисты помогут обеспечить ваши светильники качественным теплоотводом и уменьшить расходы на приобретение ламп.

С учетом всего вышесказанного, можно сделать вывод: срок службы светодиодной лампы почти всегда будет меньше, чем обещает нам реклама и некоторые производители. В среднем он составляет примерно 3 года, но зависит от многих факторов, о которых мы вам уже рассказали. А простые правила ухода за светодиодными светильниками помогут продлить срок их службы и избежать потери денег.

Как продлить ресурс автомобильных светодиодных ламп без применения стабилизаторов — Автоблоги

Всем привет!

Предупреждение: Будет много букв, но вроде все по делу. Статья рассчитана на новичков, умеющих пользоваться паяльником.

Часть 1. Предисловие

Наверное, многие из вас меняли штатные лампы накаливания в плафонах салона, в подсветке номера, в габаритных огнях, в приборной панели и т.д., на светодиодные лампы.

Как правило, при подобных заменах используются уже готовые автомобильные светодиодные лампы, рассчитанные на напряжение 12 вольт.

По сравнению с лампами накаливания, преимущества светодиодных ламп известны, это малое энергопотребление, большой выбор цветов свечения, меньший нагрев, а также существенно больший срок службы.

Однако, для долгой и счастливой жизни светодиода весьма важно, чтобы протекающий через него ток не превышал заданных производителем величин. При превышении максимально допустимого тока, происходит быстрая деградация кристаллов светодиодов, и лампа выходит из строя.

Поэтому, в «правильные» светодиодные лампы уже встроен стабилизатор тока (драйвер). Но такие лампы, как правило, стоят недешево. В связи с этим, в автолюбительской среде гораздо большее распространение получили дешевые светодиодные лампы, не имеющие встроенного стабилизатора. Примеры таких ламп на фото 1:

1. Дешевые автомобильные светодиодные лампы на 12 В.

Из-за отсутствия стабилизатора, такие лампы весьма чувствительны к скачкам напряжения в бортовой сети автомобиля. Кроме того, хитрые узкоглазые производители ламп рассчитывают их параметры, как правило, на максимальное напряжение 12В. Однако, как известно, при работе двигателя напряжение в бортсети составляет 13.

5-14.5В. В итоге, светодиодные лампы, не имеющие стабилизатора, часто служат даже меньше, чем обычные лампы накаливания.Особенно это заметно при использовании светодиодных ламп в подсветке номера и в габаритных огнях, когда светодиоды работают в течение длительного времени. Месяц-другой, реже полгода, и лампа начинает мигать, а вскоре и совсем гаснет.

Один из способов продлить жизнь таким лампам — это подключение их через стабилизаторы напряжения, которые защитят лампы от скачков напряжения в бортовой сети автомобиля и подадут на лампы стабильные 12В. Однако, такой способ имеет ряд существенных недостатков:

Недостаток 1. Для установки стабилизаторов требуется вмешательство в электропроводку автомобиля, на что пойдет не каждый автовладелец, особенно в гарантийный период.

Недостаток 2. По схемотехнике, стабилизаторы делятся на линейные и импульсные. Линейные довольно сильно греются при относительно небольших токах, а импульсные генерируют высокочастотные помехи, которые влияют на качество приема радио.

Недостаток 3. Ламп в автомобиле много, и на каждую (пусть даже группу ламп) поставить стабилизатор проблематично.

Недостаток 4. Возврат к штатным лампам накаливания может потребовать демонтажа ранее установленных стабилизаторов.

Поэтому, в данной статье я предлагаю способ, как существенно продлить срок службы светодиодных ламп, без использования стабилизаторов. Речь пойдет о простой доработке самих светодиодных ламп.

Часть 2. Немного теории

Мне приходилось разбирать множество автомобильных светодиодных ламп. Несмотря на разный внешний вид, тип цоколя и габаритные размеры, практически все недорогие лампы конструктивно похожи, с небольшими вариациями, которые я отмечу далее.

Итак, среднестатистическая автомобильная светодиодная лампа выполнена по типовой схеме, представленной на рис. 2 (приведен пример для 9 светодиодов):

2. Типовая схема светодиодной лампы без стабилизатора, на 9 светодиодов

Обозначение элементов на схеме, слева направо:

R0: Резистор-обманка для систем контроля исправности ламп. О нем я, возможно, сделаю отдельный материал, здесь его пока не рассматриваем. Этот резистор может присутствовать, а может и нет. I0 — ток через резистор R0.

VDS1: Диодный мост. Так как для светодиодов важна полярность подключения, диодный мост позволяет подключать лампу как обычную лампу накаливания, не думая о полярности. Самые дешевые лампы не имеют диодного моста, но, в последнее время, он часто присутствует даже в малогабаритных бесцокольных лампах. Диодный мост установлен в лампу чисто для удобства пользователя.

R1-R3: Токоограничивающие резисторы для цепочек из трех светодиодов HL1.1-HL1.3 и т.д. Эти резисторы задают ток, протекающий через каждую из цепочек светодиодов. Чем больше сопротивление резистора, тем меньше ток через светодиоды.

HL1.1-HL1.3: Цепочка из трех светодиодов. В разных по конструкции светодиодных лампах, количество цепочек и количество светодиодов в цепочке может быть различным, но часто используются именно цепочки из трех светодиодов. На данной схеме для примера показана лампа с тремя цепочками по три светодиода в каждой. Есть лампы, состоящие вообще из одного светодиода, но схемотехника у них такая же.

I1-I3: ток через цепочки, например, I1 — ток через цепочку R1-HL1-HL2-HL3 и т.д. Суммарный ток, потребляемый лампой, равен сумме токов Iобщ=I0+I1+I2+I3.

Чтобы повысить надежность работы лампы, правильно ставить на каждую из цепочек отдельный токоограничивающий резистор R1-R3. В этом случае выход из строя светодиодов в одной из цепочек не повлияет на ток через другие цепочки. Однако, в целях экономии, производители дешевых ламп ставят один общий резистор на все цепочки. Такие лампы менее надежны, но выяснить это суждено уже покупателю. Упрощенная схема лампы с одним токоограничивающим резистором приведена на схеме на рис. 3:

3. Упрощенная схема светодиодной лампы с одним токоограничивающим резистором

От теории перейдем к практике. Я не буду грузить вас сложными расчетами, просто покажу, что и как делать.

Часть 3. Доработка автомобильных светодиодных ламп, не имеющих встроенного стабилизатора тока

Для доработки ламп понадобятся:

1. Паяльные принадлежности — паяльник на 25-40 Вт, флюс, припой.
2. Наличие мультиметра и паяльного фена приветствуется.
3. Набор резисторов требуемой мощности и номиналов. Возможно, для определения типа и номиналов резисторов, придется предварительно разобрать одну лампу для изучения.

Пример 1: Цилиндрические лампы типа C5W или C10W

Отпаиваем металлические контактные колпачки, нагревая их феном или паяльником сбоку, в месте соприкосновения с платой. Под одним из колпачков видим резистор-обманку R0, о нем поговорим в следующей записи (фото 4):

4. Отпаиваем контактные колпачки

На фото 5 слева направо видим диодный мост VDS1, две цепочки светодиодов HL1-HL2 по три светодиода в каждой, и общий токоограничивающий резистор R1. Это означает, что данная лампа выполнена по упрощенной схеме с одним резистором (см. рис. 3).

5. Элементы светодиодной лампы

Для сравнения, на фото 6 приведена более «правильная» лампа, где используются три токоограничивающих резистора, по одному на каждую цепочку:

6. Внизу лампа с тремя токоограничивающими резисторами, вверху — с одним

На фото 7 показана светодиодная лампа со светодиодной матрицей (технология COB). Такие лампы легко отличить по внешнему виду, на них не видно отдельных светодиодов. Для матрицы COB используется один токоограничивающий резистор R1. В данном конкретном случае, это не удешевление:

7. Лампа с COB-матрицей

Доработка лампы очень простая и сводится к замене токоограничивающих резисторов на резисторы большего номинала. Тем самым мы уменьшаем ток через светодиоды, в результате они меньше греются и дольше служат.

Я провел ряд измерений на различных светодиодных лампах, и для себя сделал следующие выводы:

Вывод 1: Большинство дешевых ламп рассчитаны производителем на максимальное напряжение 12В, не более. При работе в реальных условиях, при напряжении в бортсети порядка 13.5-14.5В, светодиоды работают с перегрузкой и быстро выходят из строя.

Вывод 2: Увеличение номинала токоограничивающего резистора в 2-3 раза не сильно сказывается на яркости свечения лампы, но пропорционально снижает ток через светодиоды, чем существенно продлевает их ресурс.

Вывод 3: Даже при уменьшении тока в 3-5 раз по сравнению с исходным, светодиодные лампы светят ярче, чем аналогичные лампы накаливания.

Отпаяв колпачки и получив доступ плате, выпаиваем заводской резистор и вместо него впаиваем свой, с увеличенным сопротивлением.

На фото 8 заводской резистор сопротивлением 22 Ом заменен на резистор сопротивлением 100 Ом (почти в 5 раз больше):

8. Впаиваем резистор с увеличенным сопротивлением.

Подбором номинала резистора можно изготовить лампы для различных применений, например, для освещения салона сделать поярче, в подсветку номера — поменьше яркостью и т.д. Например, на фото 9, для подсветки номера, я поставил резисторы сопротивлением 150 Ом (в 7 раз больше штатного 22 Ом), яркость все равно осталась больше штатных ламп накаливания:

9. Для ламп подсветки номера, сопротивление штатного резистора увеличено в 7 раз

Пример 2. Бесцокольные лампы T10 W5W

Отгибаем контактные усики и разбираем лампу (фото 10):

10. Светодиодная лампа T10 W5W с несколькими светодиодами SMD

Видим, что лампа имеет простейшую конструкцию, без диодного моста, питание на светодиоды подается через один токоограничивающий резистор (фото 11):

11. Примитивная конструкция с одним резистором

Еще одна распространенная разновидность лампы W5W, с одним мощным светодиодом. Разбирается аналогично предыдущему примеру (фото 12):

12. Лампа T10 W5W с одним мощным светодиодом

Здесь в конструкции питание подается через два последовательно включенных резистора. Это сделано для того, чтобы резисторы поменьше грелись (фото 13):

13. Для меньшего нагрева, использовано два резистора вместо одного

Пример 3. Малогабаритные лампы T5 для приборной панели

Как правило, из-за ограниченного размера, в конструкции таких ламп оставлен лишь один светодиод и один токоограничивающий резистор. Разбираются аналогично лампам W5W, путем отгибания усиков (фото 14-15):

14. Лампы для приборной панели

15. Один светодиод и один резистор

Все рассмотренные лампы дорабатываем аналогично, просто заменяем штатные резисторы на свои, с увеличенным в 2-3-5 раз номиналом. Сопротивление резистора подбираем, в зависимости от требуемой яркости свечения.

Часть 4. Некоторые практические советы

Совет 1. В лампах различного размера и конструкции, могут использоваться различные по типу и размеру элементы. Как правило, компоновка деталей лампы довольно плотная, поэтому запаять вместо штатных другие типоразмеры часто бывает затруднительно, из-за ограниченного свободного места. Поэтому, заранее подбирайте подходящие детали, но при этом чтобы мощность нового резистора не была меньше мощности штатного (фото 16):

16. Запаять деталь другого размера не всегда возможно

Совет 2. При работе с паяльным феном, легко повредить горячим воздухом соседние детали, например, светодиоды. Поэтому, перепаивая резисторы, закрывайте другие детали от воздействия горячего воздуха. Я, например, просто прикрывал светодиоды пинцетом (фото 17):

17. При работе феном, прикрывайте соседние детали от горячего воздуха

Совет 3. При выпаивании колпачков ламп C5W и C10W, часть припоя может вытечь. При сборке лампы, для надежной пайки колпачков, можно заранее добавить припоя на контактные пятачки платы, тогда при нагреве припой надежно соединит плату и колпачок.

18. Для более надежной пайки колпачков, можно добавить припой на контактные пятачки

Совет 4. Некоторые лампы со светодиодными матрицами COB, для красоты прикрыты декоративными пластиковыми стеклами. Эти стекла ухудшают теплоотвод, рекомендую их снять, на внешний вид подсветки по факту это никак не влияет, а охлаждаться лампа будет лучше (фото 19):

19. Рекомендую удалить декоративные стекла с матриц COB

И в завершение, небольшой прикол. Интересно, откуда на лампе взялась надпись «КОЛЯ», нанесенная промышленным способом? (фото 20):

20. И в Китае есть свои Коли 🙂

Данная простая доработка позволяет существенно продлить ресурс автомобильных светодиодных ламп, даже без использования стабилизаторов тока или напряжения.

Источник

Как продлить срок службы светодиодов

Хоть и светодиоды, как правило, очень надежны, отказы все же происходят по многим причинам, в том числе и в электрической сети. Мауро Цереза, менеджер по полевым приложениям EMEA в Cree, расскажет обо всех аспектах, связанных с перенапряжением, вызванным электрическим напряжением, или в случае сбоя светодиода из-за воздействия напряжения, превышающего допустимые пределы. Он объяснит, почему происходит сбой и как предотвратить это. В статье будут объяснены основные аспекты хорошего дизайна компоновки печатной платы и как это связано с долговечностью светодиодов.

Светодиод с невидимыми микро-повреждениями

Полупроводниковые световые технологии стали важным игроком в отрасли освещения благодаря многочисленным преимуществам, которые дают светодиоды. Повышение производительности этой технологии компании Cree – в частности, ее преимущества эффективности – привело к появлению множества новых приложений и широкому распространению светодиодов.

Распространение использования твердотельного света подвергает светодиоды воздействию ряда новых и суровых условий труда и демонстрирует, что их теоретическая «большая долговечность» может быть легко нарушена различными факторами окружающей среды. Химическая несовместимость является одной из первых проблем, с которыми сталкиваются клиенты, но, к счастью, в большинстве случаев эта проблема проявляется довольно быстро, когда она вызвана ошибкой конструкции прибора.

Скорость, с которой эти неисправности становятся очевидными, означает, что индустрия все больше осознает, что ожидаемый срок службы светодиодов может быть серьезно скомпрометирован, если они подвергаются воздействию летучих веществ, несовместимых с твердотельными светоструктурирующими материалами. К сожалению, не все угрозы для светодиодов достаточно очевидны, чтобы пользователи могли предпринять необходимые шаги для устранения проблемы до того, как произойдет крупный сбой в работе.

Наиболее критическая угроза исходит от того же источника, который питает светодиоды, и известен как «Электрическое перенапряжение» (EOS). EOS возникает каждый раз, когда ток или напряжение светодиода превышает максимально допустимые значения компонента. Существует много различных типов EOS – некоторые из них генерируются в процессе сборки или тестирования светодиодов, в то время как другие создаются источником питания или поступают из окружающей среды, вызванной электромагнитным полем.

EOS является самой опасной угрозой для технологии полупроводникового освещения, потому что она использует тот же путь, который используется для освещения светодиода. Кроме того, ущерб, который он наносит, часто не является немедленным. Во многих случаях светодиод может перестать работать через несколько дней или даже месяцев после установки. Эти две характеристики EOS означают, что это может быть невероятно сложно предотвратить и дорого решить. Промежуток времени между возникновением EOS и невозможностью обнаружить неисправность может быть довольно продолжительным и иметь серьезные последствия, так как может быть изготовлено и установлено большое количество светильников, что увеличивает стоимость гарантийной замены.

Почему возникает электрическое перенапряжение?

Существует много разных причин и способов возникновения EOS, но есть только один результат: сбой светодиода. EOS повреждает структуру светодиодного чипа, что приводит к его отказу быстрее, чем его ожидаемый срок службы.

EOS вызывается внешними источниками, такими как рабочая среда, процедура тестирования или взаимодействие с человеком, а также внутренним взаимодействием, таким как неисправный или неправильный источник питания, компоновка печатной платы или неисправные компоненты, которые генерируют напряжение или ток на светодиодах, превышающие Максимальное напряжение, указанное в спецификации.

Когда напряжение или ток превышает максимальные номинальные значения компонента, это называется «напряжением». Чтобы лучше понять, почему происходит EOS – как при обрыве, так и при коротком замыкании, – и сколько времени потребуется, чтобы светодиод погас, важно учитывать энергосодержание напряжения. Каждый раз, когда к твердотельному продукту прикладывается напряжение, оно создает напряжение и ток, которые протекают через полное сопротивление цепи (устройство и окружающая среда). Это означает, что к светодиодам приложено определенное напряжение питания.

Если сигнал напряжения мощности интегрирован, то со временем напряжение энергии будет измеряться в джоулях. Низкое энергетическое напряжение приводит к незначительным повреждениям, а иногда и вовсе к отсутствию, в то время как среднее энергопотребление приводит к повреждению светодиода, но впоследствии сбой произойдет только в течение длительного времени. С другой стороны, высокое энергетическое напряжение немедленно приводит к разрыву светодиода либо в результате разрыва проводных связей, либо в результате плавления матрицы, прикрепленной к контактным площадкам.

Важно отметить, что даже без сбоя после стресса это не означает, что светодиод не поврежден. Напряжения низкой и средней энергии могут привести к микроповреждениям (рис. 1), которые не видны сразу, но могут закончиться катастрофическим отказом через несколько рабочих часов. Вот почему каждый светодиод, который подвергается электрическому перенапряжению, следует рассматривать как устройство с риском выхода из строя.

Рисунок 1: Низкие и средние энергетические напряжения приводят к долговременному короткому замыканию из-за микроповреждений

Рисунок 2: Высокая энергия создает немедленный сбой в разомкнутой цепи

Рисунок 3: Светодиод с невидимыми микро-повреждениями

Различные типы электрических перенапряжений и как предотвратить сбои

Существует много возможных источников EOS, которые могут возникнуть из-за проблем с конструкцией светильника, человеческих ошибок и даже из-за ограничений, существующих до того, как технология твердотельного освещения вошла в светотехническую промышленность.

Следующее будет охватывать все потенциальные обстоятельства, которые могут вызвать EOS, и предоставит руководство и рекомендации для предотвращения полевых проблем. В некоторых случаях на решения оказывает сильное влияние дизайн заказчика, поэтому производителям светодиодов важно тесно сотрудничать с заказчиками, чтобы гарантировать, что их конструкции светильников защищены от EOS.

Электростатический разряд

Первый возможный источник EOS генерируется операторами, работающими со светодиодами или печатными платами. Этот тип EOS генерируется электростатическим разрядом (ESD). ESD – это событие с низким энергопотреблением с очень короткой продолжительностью – оно длится всего несколько микросекунд. ESD обычно генерируется в рабочих средах, не защищенных от ESD. Например, корпус оператора может иметь совершенно другой электрический потенциал по сравнению со светодиодной платой, и когда они вступают в контакт со светодиодами, может возникать электростатический разряд.

Однако, как правило, электростатические разряды не являются проблемой для светодиодов, поскольку большинство светодиодов оснащены подавителем электростатического разряда, который защищает светодиодный чип. Тем не менее, некоторые очень маленькие новые светодиоды, которые предназначены для увеличения плотности света, не оснащены подавителями электростатического разряда, поэтому необходимо использовать внешний подавитель электростатического разряда. Эти дополнительные компоненты должны быть расположены очень близко к светодиоду, чтобы правильно его защитить. Эти устройства подавления электростатических разрядов десятилетиями использовались для защиты других электронных устройств и при необходимости могут использоваться для решения этой возможной проблемы с EOS.

Источник питания

Другой возможный источник электрических перенапряжений исходит от источника питания, используемого в светильнике. Существует несколько возможных условий, которые могут повредить светодиоды даже при отсутствии каких-либо действий со стороны пользователя. Каждый раз, когда выбирается новый источник постоянного тока, обязательно проверяйте выходные допуски, пульсации тока, скачки напряжения во время фазы включения и выключения и, наконец, ток горячей замены. Допуски, пульсации и всплески могут быть бесшумными убийцами светодиодов, которые ставят под угрозу целостность компонента без каких-либо явных признаков. На рисунке 4 показан коммерческий источник постоянного тока 1050 мА, представляющий множество возможных источников EOS.

Рисунок 4: Пульсация коммерческого источника постоянного тока 1050 мА, представляющая множество возможных источников EOS

Прежде всего, каждый раз, когда включается твердотельный светильник, этот источник питания генерирует всплеск 2 А за несколько миллисекунд. Если используемый тип светодиода рассчитан на 2 А или более, проблем не должно быть. Однако, если используемые устройства имеют максимальный номинальный ток 1,2 А при постоянном токе 1,05 А, это может привести к большой опасности.

Если прибор будет включаться и выключаться один или два раза в день, светодиод, скорее всего, будет работать столько времени, сколько ожидалось. Тем не менее, в тех случаях, когда датчик присутствия или движения включает и выключает наше устройство, многочисленные пики в час будут вызывать нагрузку на наш светодиод, тем самым снижая срок его службы.

Другим важным аспектом этого источника питания является пульсация. Здесь примерно 40% пульсации. Помимо нескольких потенциальных неприятных эффектов, таких как мерцание и уменьшение потока, эта пульсация может заставить светодиод работать не по спецификации и в условиях стресса для непрерывных повторяющихся циклов.

Как обсуждалось ранее, при использовании светодиодов с номинальным током 2 А или выше ничего не произойдет. Однако при использовании устройства с максимальным током 1,2 А срок службы светодиода будет серьезно скомпрометирован источником питания постоянного тока. Также важно учитывать допуск среднего выходного тока, который может ухудшить ситуацию, увеличив все эти значения на процент допуска.

Чтобы предотвратить сбой EOS в описанных выше сценариях, важно использовать источники питания с ограниченным переходным пиком во время фазы включения и выключения. Эти источники питания не должны превышать максимальный номинальный ток светодиода. Кроме того, типичный ток в сочетании с пульсацией и положительным допуском не должен превышать максимального номинального тока светодиода. Если все эти условия соблюдаются, блок питания не приведет к какой-либо EOS.

Другой возможный источник неисправности – подключение источника питания с обратной полярностью или отрицательные импульсы. Если оператор поменяет полярность на этапе тестирования или производства, светодиод EOS серьезно повредит. Чтобы этого не происходило, рекомендуется использовать источник питания с защитой от короткого замыкания и оборудовать плату светодиодов диодом параллельно цепочке светодиодов в обратной полярности. Если источник питания подключен к плате светодиодов с помощью разъема, поляризованный разъем является лучшим решением.

Один последний тест – который всегда хорошо проводить – это «разрушительный тест» на нескольких светодиодных платах для измерения тока горячей замены. Этот тест состоит из включения источника питания (без подключения каких-либо светодиодов) и последующего горячего подключения к плате светодиодов. Таким образом, можно измерить пиковый ток тока горячей замены (рис. 5), который представляет возможное электрическое перенапряжение в случае плохого или неправильного электрического контакта во время сборки или испытания светильника. Пик, показанный на рисунке 5, пропорционален разности между максимальным выходным напряжением источника питания без нагрузки и общим прямым напряжением светодиодной цепочки. Это означает, что чем больше зазор, тем выше вероятность повреждения светодиода в результате неправильной работы или плохого электрического контакта.

Рисунок 5: Тест «пиковый ток в режиме горячей замены» представляет возможное перенапряжение, и можно оценить вероятность повреждения светодиода, вызванного неправильной работой

Чтобы предотвратить сбои EOS, вызванные током горячей замены, важно следовать процедурам сборки, которые исключают возможные сценарии горячей замены, и выбирать подходящий источник питания и разъемы.

Во время процесса сборки, источник питания не должен быть подключен к электричеству, прежде чем светодиодная плата будет надежно подключена. Кроме того, светодиодная плата не должна быть отключена от источника питания до его отключения. Использование источника питания со встроенным ограничителем тока также сделает работу сборки более безопасной, а также предотвратит любую потенциальную человеческую ошибку.

Наконец, качество разъема имеет решающее значение. Низкокачественные разъемы со слабым электрическим контактом действуют как горячая вилка, даже если плата электрически подключена к источнику питания. Как правило, если светодиодный индикатор мигает или мигает, скорее всего, за ним будет импульс тока, что может быть признаком EOS и потребует дальнейшего изучения. Следуя этим простым правилам, можно избежать любых возможных EOS во время операций сборки.

Тесты

Другие потенциальные проблемы производственной эксплуатации, которые могут генерировать электрические перенапряжения, включают в себя внутрисхемные и лабораторные испытания. Эти тесты представляют высокий потенциал для EOS – и EOS с горячей заменой в частности.

Внутрисхемные испытания, как правило, являются автоматизированными процессами и могут быть полезны при правильном выполнении. Чтобы избежать риска EOS, важно, чтобы программное обеспечение машины, выполняющее тестирование, было запрограммировано так, чтобы следовать следующему пошаговому процессу: прежде всего, подключите датчики; приложить энергию к испытательной цепи; удалите энергию из цепи и, наконец, удалите контакт зондов. Следуя этому процессу, схема управления успешно проверит светодиод без каких-либо повреждений.

Чтобы гарантировать, что программная ошибка не повредит светодиод, лучше всего использовать источник постоянного напряжения с последовательно включенным резистором для ограничения испытательного тока. Этот тип теста не может быть проведен при измерении потока светодиодов, CCT и Vf, так как прямое изменение напряжения от светодиода к светодиоду может повлиять на эти параметры. Однако во всех остальных случаях это очень безопасный способ проверки светодиодов в цепи.

Лабораторные тесты более важны, так как доски обычно тестируются вручную, и вероятность человеческой ошибки очень высока. В некоторых случаях используется источник постоянного тока, в то время как в других предпочтительным выбором клиента является лабораторный источник питания с ограничителями тока, оба из которых очень опасны. В случае источника постоянного тока, если последовательность не выполняется каждый раз, когда светодиод будет полностью поврежден, тогда как во втором случае существует ряд вариантов, которые могут повредить светодиоды.

При использовании источника постоянного тока рекомендуется надеть две кнопки на шнур, которые подключают источник питания к вилке. При этом любой оператор – даже неподготовленный оператор – будет вынужден сначала подключить плату светодиодов к источнику питания, а затем нажать две кнопки.

Даже если источник питания подключен, первичная ступень не электрифицируется двумя кнопками, размыкающими цепь. Было бы возможно выполнить этот тест с помощью только одной кнопки, но установка второй избавит оператора от нажатия кнопки при одновременном соединении платы с другой, и просто обеспечит более безопасный процесс.

При использовании лабораторного источника питания с ограничителем тока существует два основных риска. Первый заключается в том, что кто-то может непроизвольно переместить одну из ручек, что приводит к напряжению светодиода из-за изменения настроек. Второй риск заключается в том, что источник питания постоянно работает, а выходной каскад находится под напряжением, и если цепь ограничителя тока установлена ​​перед выходными конденсаторами, ограничитель тока начнет работать после того, как светодиоды уже повреждены. Несмотря на то, что это воспринимается как очень безопасный режим тестирования светодиодов, это не так.

Полевая горячая замена и длинные кабели

Но твердотельные светильники не предназначены для хранения на складах, и многие риски EOS существуют и за пределами стадии производства. Вот почему технические специалисты стремятся предвидеть потенциальные срабатывания EOS после установки прибора. Для наружных применений это означает рассмотрение различных погодных условий и электромагнитных полей, а также циклов включения / выключения и других индуцированных магнитных полей для внутренних применений.

Сегодня большинство светодиодных светильников оснащены встроенным драйвером, который защищает от горячего подключения на этапе установки. В раннюю эру внедрения светодиодов три лампы MR16 были разрушены во время фазы установки путем горячей замены. Наличие драйвера на борту или вместе в корпусе прибора также предотвращает возникновение EOS, вызванного длинными кабелями, которые соединяют платы светодиодов с источником питания и действуют как антенны. Они соединяют все электромагнитные поля, создаваемые радиосистемами, лифтовыми двигателями и т. Д.

В некоторых случаях клиенты размещают ограничитель переходного напряжения (TVS) на плате светодиодов, чтобы предотвратить этот тип EOS и горячих свечей, но это неэффективно по двум причинам. Во-первых, эти EOS являются высокочастотными сигналами, которые обходят эти ограничители, а во-вторых, электрические характеристики светодиода и TVS не совпадают.

На рисунке 6 показана серия из 12 светодиодов «типичное» и «максимальное» прямое напряжение. TVS следует выбирать с минимальным напряжением пробоя, превышающим максимальное прямое напряжение светодиода при максимальных условиях движения. Это важно, потому что TVS, параллельный светодиодной цепочке, не должен поглощать мощность в стандартных условиях работы.

Рисунок 6: Плохо разработанный ограничитель переходного напряжения, который никогда не защищает светодиод, поскольку он не пересекает кривые светодиодов

На рисунке 6 зеленая кривая TVS никогда не пересекает кривые светодиодов, что означает, что TVS никогда не будет защищать светодиод. Вместо этого светодиод поглощает все EOD.

Мы подробно рассмотрим, как спроектировать схему для защиты от синфазного или дифференциального режима EOS, но сначала будет обсуждаться лучший дизайн печатной платы.

Дизайн печатной платы

Чтобы избежать любой потенциально опасной токопроводящей дорожки между корпусом прибора или радиатором и контактными площадками светодиодов, очень важно, чтобы печатная плата (PCB) была спроектирована так, чтобы выдерживать соответствующее расстояние утечки от медных контактных площадок и краев других металлических частей. подключен к корпусу. На рисунке 7 любой медный путь близко к краю должен находиться на расстоянии изоляции. Минимальное рекомендуемое расстояние составляет 3 мм, даже если рекомендуемое расстояние обычно составляет 5-7 мм, когда это возможно.

Другим важным фактором при проектировании печатных плат являются медные следы рядом с винтами. Расстояние должно быть рассчитано с учетом диаметра головки винта, а не отверстия для печатной платы. Когда провода соединены на печатной плате вместо использования разъема, очень важно, чтобы изоляция проводов кабеля покрывала паяльную площадку и не уменьшала расстояние утечки.

PCB, используемая для светодиодных панелей, обычно на основе алюминия. Алюминий и медь разделены диэлектрическим материалом, который обеспечивает электрическую изоляцию между обоими металлами. Этот диэлектрик должен быть достаточно тонким, чтобы гарантировать хорошую теплопередачу от светодиода к корпусу прибора, но достаточно толстым, чтобы обеспечить достаточную электрическую изоляцию. Обычно алюминий на печатной плате находится в прямом контакте с теплоотводом светильника, поэтому уникальная изоляция обеспечивается диэлектриком на печатной плате. По этой причине крайне важно, чтобы поставщик печатных плат гарантировал минимальное значение напряжения пробоя печатной платы для всех поставляемых печатных плат.

Если какого-либо из путей утечки или напряжения пробоя печатной платы недостаточно для того, чтобы противостоять скачкам в окружающей среде, существует риск возникновения электрических дуг и разрядов, а также из-за EOS на светодиод и на него может произойти повреждение (рис. 7).

Рисунок 7: Если какое-либо из путей утечки или напряжение пробоя печатной платы недостаточно, риск повреждения EOS очень высок

Общий и дифференциальный режим

Большинство пользователей светодиодов, вероятно, знакомы со сценариями, изложенными выше. Прежде чем исследовать дальнейшие ситуации, вызывающие EOS, важно понять отраслевые правила и классы защиты.

Международная электротехническая комиссия (МЭК) и МЭК 61140: 2016 определяют правила защиты людей от поражения электрическим током. В зависимости от страны и типа продукта существуют различные требования к уровню изоляции для устройств, продаваемых на каждом рынке.

Наиболее часто используемые классификации изоляции – это класс I и класс II. Светильники класса I должны иметь корпус, подключенный к электрическому заземлению с помощью специального кабеля. Светильники класса II, с другой стороны, предназначены для обеспечения необходимого уровня безопасности без какого-либо электрического заземления.

Символы классов защиты
Класс I	Класс II

Эти две разные классификации позволяют твердотельным осветительным приборам вести себя совершенно по-разному при воздействии внешних воздействий. В общем, если электрическое заземление выполнено эффективным и надежным способом, светильники класса I меньше страдают от отказа EOS, но в действительности оба типа светильников должны быть сконструированы эффективно, чтобы предотвратить повреждение EOS. Другим важным правилом, который следует рассмотреть, является IEC60598-1: 2014, в котором определены общие требования и испытания для светильников, включая твердотельные светильники. Это издание 2014 года заменило версию 2008 года и содержит соответствующие изменения для продуктов класса II.

Пункт 10; Раздел 4 МЭК 60598-1: 2014 «Конструкция» посвящен светильникам с двойной изоляцией класса II. В подпункте 4 (IV.10.4) главы указывается устройство защитного импеданса, в котором говорится, что доступные проводящие части, разделенные двойной изоляцией, могут выступать в качестве проводящего моста с использованием резисторов или конденсаторов Y2. Они должны состоять как минимум из двух отдельных компонентов с одинаковым номинальным значением.

Эти компоненты должны соответствовать требованиям норм IEC. Светильники класса II позволяют добавлять специальные компоненты, соединяющие светодиодные платы с корпусом светильника. Это позволяет проанализировать, как выглядит светодиодная схема во время быстрых переходных напряжений. На рисунке 8 показаны два светодиода, соединенных последовательно с простой моделью, на которой показаны светодиод и встроенный в их комплект защитный экран от электростатического разряда. Эта модель не учитывает все паразитные компоненты или влияние светодиодной тепловой накладки. Тепловая подушка является жизненно важной подкладкой, которая позволяет светодиоду эффективно передавать тепло от источника (соединения) к воздуху через множество металлических деталей.

Рисунок 8. Простая модель из двух последовательно соединенных светодиодов с защитой от электростатического разряда.

Для очень хорошей теплопередачи термоподушка должна быть подключена к очень большой медной области на печатной плате. Это распределяет тепло по горизонтали, а затем эффективно переносит его вертикально на алюминиевый слой печатной платы, благодаря большой площади переноса. Два металла, разделенные изолятором, создают конденсатор, а это означает, что печатные платы являются конденсаторами, которые следует учитывать в данном конкретном анализе. Эта паразитная емкость может быть большой или маленькой в ​​зависимости от конструкции печатной платы и используемого материала. Его нельзя игнорировать, и важно понимать, как им управлять, чтобы избежать проблем с EOS.

LED и TVS могут быть смоделированы очень сложным способом, и для людей, которые любят проводить часы в симуляции, это отличный способ повеселиться. Для целей этой статьи используется только упрощенная модель с конденсатором, подключенным электронным способом параллельно с другими компонентами, как показано на рисунке 9. Из-за паразитной емкости между каждой тепловой подушкой и землей важно понимать, как соедините их. Есть два варианта: оставить их отдельно или соединить их.

Рисунок 9: Упрощенная модель светодиода и TVS с конденсатором

Существует также возможность оставить их электрически плавающими или подключить их к потенциалу электрического напряжения. Оставлять их плавающими является относительно небезопасным вариантом, так как любое синфазное напряжение прикладывается непосредственно между тепловой подушкой и электрическими площадками светодиода – анодом и катодом. Это создает фатальный EOS, как только падение напряжения между точками, отмеченными синими стрелками (Рисунок 10), превышает изоляцию пакета светодиодов. Что касается материала корпуса светодиода, керамика обеспечивает намного лучшую изоляцию, чем пластик, и в зависимости от расстояния между контактными площадками возможно иметь напряжение изоляции пакета в диапазоне от нескольких десятков до сотен вольт. В любом случае синфазные сигналы могут легко достигать тысяч вольт, создавая тем самым электрическое перенапряжение на светодиодах.

Рисунок 10. Отключение светодиодов и TVS является относительно небезопасным вариантом.

Подключение LED тепловой колодки к источнику опорного напряжения защищает светодиод от EOS, генерируемого синфазного напряжением напряжения. Сигнал следует по пути к земле через паразитную емкость термопары, и напряжение на светодиодном блоке ограничено. Теперь необходимость подключения термоподушки к некоторому электрическому потенциалу очевидна, но все же есть возможность оставить их отдельно или подключить их все.

На рисунке 11 показана схема светильника, напряженная дифференциальным режимом. Красная стрелка показывает направление сигнала напряжения при положительном всплеске, а синяя стрелка – при отрицательном всплеске. Для целей этого обсуждения будет рассмотрено соединение термоподушки с анодом, а также его соединение с катодом.

Рисунок 11: Напряжение в светильнике, вызванное дифференциальным режимом (красная стрелка показывает направление сигнала напряжения при положительном всплеске, а синяя стрелка при отрицательном всплеске)

В случае положительного всплеска напряжения, когда термодатчик соединен с анодом, напряжение будет разделено между стандартным путем через светодиодную цепочку и паразитной емкостью между термодатчиком и землей. Коэффициент разделения определяется отношением импеданса пути светодиода к земле и первой паразитной емкостью тепловой площадки. Очевидно, что при подключении термопары паразитная емкость в n раз больше (где n – количество светодиодов), а импеданс в n раз меньше – поглощая большую часть напряжения.

Это означает, что лучше соединить все термоподушки, чем оставлять их отдельно. В случае отрицательного сигнала напряжения весь сигнал будет проходить через CLED, поляризуя светодиод в обратном направлении. Импеданс CLED довольно высок, и поэтому обратное падение напряжения также будет довольно высоким. ESD TVS способствует ограничению сигнала, но поскольку напряжение больше в средней энергии, светодиод EOS поврежден этой обратной поляризацией.

Когда сигнал появляется после первого светодиода, он находит паразитную емкость термопары, чтобы достичь электрического заземления. Другие светодиоды на струне становятся напряженными, но все меньше и меньше, так как каждая C-тепловая прокладка в серии поглощает часть сигнала напряжения.

Когда тепловые прокладки подключены к катоду, положительное напряжение полностью проходит через первый светодиод, повреждая его больше, чем в предыдущем случае с анодным соединением. Тем не менее, в случае отрицательного напряжения последний светодиод серии меньше подвержен стрессу.

Благодаря этому первому анализу светодиодная тепловая прокладка должна быть соединена все вместе, а затем соединена на аноде для положительного напряжения и на катоде для отрицательного напряжения. Невозможно узнать, с каким типом стресса (положительным или отрицательным) сталкивается светильник; поэтому лучшая конфигурация – симметричная, которая разделяет светодиодную цепочку на две группы с зеркальной конфигурацией (рисунок 12). Термоподушка светодиода на положительной стороне должна быть подключена к аноду, а на отрицательной – к катоду.

Рисунок 12. Разделение светодиодной цепочки на две группы с зеркальной конфигурацией является наилучшей конфигурацией, поскольку никто не знает, какой тип напряжения (положительный или отрицательный) будет иметь место

Чтобы еще больше улучшить защиту этого сильного решения, добавлены два дополнительных конденсатора CP и CN на положительные и отрицательные группы светодиодов. Области термопары и CP и CN должны быть спроектированы и выбраны должным образом, но это возможно только при работе на физическом контуре клиента. Не следует забывать, что IEC 60598-1: 2014 позволяет использовать надлежащие компоненты для подключения корпуса светильника к положительной или отрицательной клеммам выхода источника питания. Это еще больше снизит потенциальное воздействие EOS на светодиоды.

Выводы

Ряд условий может генерировать EOS, поэтому они все еще являются основной причиной отказа светодиодов до истечения ожидаемого срока службы светодиодов. Причины EOS сложны, а операции и переменные условия, которые могут привести к EOS, многочисленны.

Вышесказанное рассматривает все возможные вредные условия и суммирует меры, которые необходимо предпринять в процессе производства светильника и на уровне цепи, чтобы сделать каждый твердотельный светильник более безопасным и долговечным.

 

Светодиодные лампочки в доме. Почему год службы идет за три? Часть 1.

Когда весь дом от цокольного до мансардного этажа освещают только светодиодные лапочки, когда светодиодные лампочки и лента уже «забрались» и в сад и в хозпостройки , тогда по неволе приходится обрастать дополнительными знаниями и опытом в области светодиодов и светодиодного освещения.
Надеюсь, мне слегка поможет в этом деле и небольшой опыт общения с электротехникой.
Оно, может быть и не понадобилось бы, если бы мои светодиодные лампы не преподносили неожиданных сюрпризов.
Почему неожиданных?
Тогда по порядку.
В одной из комнат сделан «яркий островок» при помощи 4-х направленных ламп-рефлекторов с самым популярным цоколем Е27

Лампы выбирал не абы как , а выбрал их приличной мощности -12ватт и с хорошим световым потоком, с приемлемым индексом цветопередачи и без пульсаций светового потока. В характеристиках на лампу заявлено — средний срок службы лампы 30000 часов.
Считаем :-24 часа-сутки умножаем на 365-год получаем 8760часов , 30000 делим на 8760 получаем около 3,4 года,
грубо округляем в меньшую сторону — 3 года.
Считается, что срок службы диодной лампы закончился, если её световой поток снизился более чем на 30% от первоначального. Ну а раз он средний, этот срок службы, значит , видимо, я вправе ждать, что две из моих 4-х ламп рефлекторов примерно через 3 года начнут производить так мало света, что мне потребуется их заменить .
Но, не тут то было.
А что же происходит на самом деле?
Прошла лишь одна треть заявленного срока -с момента установки прошло совсем немногим больше одного года , а две из четырех лампочек нет, они не «потускнели», они просто полностью потухли и перестали включаться. Лампы не снизили свой световой поток , а именно совсем потухли — сгорели.
Не получилось у моих ламп 30000часов средний срок службы, тут даже полный срок службы не дотянул до 10000часов.
А гарантийный срок на эту лампу 1 год.
Ну, раз такое дело, раз все едино 500рубчиков вместе с этими двумя лампами за год у меня сгорели, давайте дополнительную пользу вынесем из этого события.
Разберем сгоревшие лампочки и попробуем понять, что там с ними внутри не так и , что ж это такое их заставило работать в уютном и комфортном доме в столь тяжких условиях — год за три, ну прям как служба в Арктике.
Почему так быстро перегорели светодиодные лампочки?
Начали.
Беру лампу в руки. Ого! «Маешь вещь» , лампа заметно тяжелая, эдакий аккуратный «камешек» в руке. Хороший признак, значит внутри не скучная пустота, а что то, наверняка полезное 🙂.
Отличный , красивый белый пластик корпуса приятно лег в руку, эх, жаль она горелая, а с виду то как хороша .
Взял скальпель (как без него на вскрытии 🙂), первым делом покарябал им матовый рассеиватель.
Ну да. Очень жесткий, но это пластик …
как и у большинства светодиодных ламп на наших прилавках. Вопрос спорный , но на мой взгляд это небольшой, однако минусик светодиодной лампочки. Почему? Во первых, матовый пластик не пропустит через себя (съест) больше света, чем это сделало бы матовое стекло, во вторых, теплопроводность стекла выше теплопроводности пластика, значит ,через стеклянный рассеиватель ( очень значительной, кстати, площади) светодиоды лампы могли бы эффективно отдавать очень вредное для них тепло, если бы он, этот стеклянный рассеиватель, у светодиодной лампы был .
Но его нет.
Вот первый результат «вскрытия».
Светодиод такая капризная «штучка», холод любит, а вот как перегреется — сгорает светодиод безвозвратно, а тут, могла бы быть дополнительная возможность охладиться светодиодам, через стеклянный рассеиватель.

Справедливости ради надо заметить , матовое стекло , особенно если оно тонкое — штука сильно хрупкая . Вспомните старые лампы накаливания — упс, упала и все, разбилась. Но умели же мы все обращаться с ними .
Да, бесспорно, для производителя , перевозчика и продавца хрупкое стекло это проблема дополнительного боя ( брака) , но нам, потребителям, если больше света , да плюс ещё дополнительная возможность продлить срок службы не дешевой светодиодной лампы — всё это важнее требований аккуратного обращения с хрупким стеклянным рассеивателем.
Жаль, что я не обратил на это внимание в свое время, при покупке светодиодных ламп.

Кстати, уж заодно, любопытно, насколько прочен пластиковый рассеиватель ?
Треснет или нет, если лампа упадет со стола на кафель?
Пробуем.
Оп! Никаких последствий.
Ну а с высоты 2,5 метрового потолка и вниз рассеивателем если ( например вкручивал и выронил) ?
Оп ( как бы пол не повредить ), полетели ! Бац!
Пластиковый рассеиватель спокойно пережил и это безобразие .
Но вот лампе «в целом» уже стало явно плохо — что то там внутри оторвалось и гремит,
ещё появилась вмятина на цоколе, из цоколя вывалился центральный контакт(см. на фото ,похож на короткий саморез)…

Ну хватит издеваться над лампой.
Запихнув в щель между корпусом и рассеивателем скальпель, начинаем снимать рассеиватель.

Приклеен вроде и не плохо, но клей-герметик явно нанесен не по всей поверхности касания, а только в нескольких местах .

Да, так и есть намазано клеем-герметиком только в двух местах .
Рассеиватель установоен на корпус не герметично , правда герметичности никто нигде и не обещал, однако так удобно было бы её в данном месте получить . При этом,скорее всего не слишком переплатив, получили бы определенное конкурентное преимущество, а потребитель знал бы какие лампы ему покупать для влажных помещений .
Но, у меня то лампы сгорели в помещении без дополнительной влажности.
В моем случае, не думаю, что негерметичность корпуса лампы помогла ей сгореть.
Так что в моем случае негерметичность ни при чем .
Ну а вот и плата с диодами .

Двенадцать прямоугольных корпусов со светодиодами.
И сразу бросаются в глаза два корпуса с черными отметинами.
Вот они , сгоревшие диоды, из за которых в три раза раньше срока перегорела моя лампа!
А почему? Почему светодиоды сгорели досрочно?
Самое простое предположение — диоды сгорели потому, что изначально они не соответствовали тем электрическим параметрам , которые на них были заявлены — попросту брак светодиодов. Но , если так случилось, этот факт мне подтвердить или опровергнуть уже не по силам.
Кто знает, как для уже сгоревшего диода установить, был ли он бракованным ещё тогда, когда светился -напишите, поделитесь секретом 🙂.
Второе предположение — какая то беда случилась в сети электропитания ламп.
Возможно, конечно и так, однако сомнительно — все четыре лампы висят на одной цепи питания , а сгорели только две . Да и лампы предназначены для наших бытовых электросетей, таких, какие они у нас есть , а не для каких — либо особенных.
Третье предположение — диоды имели плохой теплоотвод и именно из за этого они и сгорели .
Вполне вероятная причина . Светодиоды очень боятся перегрева и электрический пробой светодиода при его плохом охлаждении очень вероятен.
Тем более, что , стремясь к повышенной светоотдаче ,могли загнать светодиод малость в нештатный режим — попросту малость поднять прямой ток и так
заставить светодиод светить ярче , но при этом служить меньше и греться больше . Такими «разогнанными» светодиодами очень соблазнительно снабдить мощную светодиодную лампу ( а у меня достаточно мощные ) . На первый взгляд простой путь сделать лампу поярче но , чтобы не «убить» срок службы, необходимо серьезно улучшать и улучшать теплоотвод, что делает этот путь совсем не таким простым .
Смотрим как у нашей лампы сделан теплоотвод от диодов.
Продолжение следует .

4 способа увеличить ожидаемый срок службы светодиодов

Светодиодные фонари

— отличный способ сократить накладные расходы и ежегодно экономить деньги. Это энергоэффективное осветительное решение, которое легко установить и переоборудовать. Они не требуют значительного обслуживания и обеспечивают полезный яркий свет, который может обеспечить безопасность работников в крупных зданиях и даже повысить производительность труда в офисной среде. Нельзя сказать, что нет мер, которые можно было бы предпринять, чтобы светодиоды работали еще более эффективно.

Хотя средний срок службы светодиодной лампы составляет впечатляющие 50 000 часов, даже самые энергоэффективные системы освещения могут испытывать проблемы, если не используется надлежащее оборудование. Неправильная установка или выбор приспособлений, ручные переключатели и неправильное использование могут сократить срок службы лампочек в вашей системе освещения.

Как специалисты по обслуживанию и установке освещения в районе Чикаго, мы имеем большой опыт работы со светодиодами и получения максимальной отдачи от вашего светового решения.Ознакомьтесь с нашими советами по продлению срока годности ваших светодиодов, некоторыми преимуществами использования светодиодов и многим другим.

Контрольные светодиоды, когда они не используются

Если ваши светодиоды используются для освещения небольших помещений, таких как офисные помещения или студии, установка элементов управления освещением с обнаружением движения или даже интеллектуальных переключателей может оказаться не самым экономичным решением, которое вам нужно. Если ожидаемый срок службы светодиодов не соответствует норме, проблема может заключаться в том, что они слишком долго остаются включенными.

Может показаться очевидной потенциальной проблемой, но срок годности светодиодов значительно выигрывает от небольшого осознанного управления.Вместо того, чтобы оставлять основной свет включенным, когда ваше пространство не используется, постарайтесь выключить как можно больше источников света в конце рабочего дня. Вы можете назначить второстепенные фонари, чтобы они оставались включенными на ночь в целях безопасности, но вы обнаружите, что продолжительность жизни ваших светодиодов значительно увеличится, если вы проявите немного внимательности к их использованию.

Избегайте частого включения и выключения света

Все мы знаем, что оставляя свет включенным, расходуется энергия, что может привести к преждевременным отключениям и частым заменам.Но верно также и то, что слишком частое включение и выключение света также может отрицательно сказаться на сроке службы любой системы освещения, включая светодиоды.

Точно так же, как выключение света в конце ночи может помочь продлить срок службы светодиода, уменьшение частоты выключения света также может помочь снизить нагрузку на вашу систему освещения. Чтобы избавиться от привычек, обратите внимание на свет в местах с интенсивным движением. Если свет выключается и включается каждый раз, когда люди входят в помещение и покидают его, может появиться возможность продлить срок годности светодиодов, оставив эти огни включенными на более длительный срок.

Хотя технология светодиодов специально разработана, чтобы не требовать нагрева и охлаждения, как люминесцентная лампа, внимательное отношение к тому, как часто вы включаете и выключаете свет, все же может помочь продлить средний срок службы светодиодной лампы. Кроме того, регулярное техническое обслуживание светодиодов и консультации с экспертами могут значительно увеличить срок службы светодиодов и помочь вашему предприятию сэкономить электроэнергию.

Датчики присутствия и переключатели освещения движения

Для более крупных объектов с обширными системами освещения не менее важно, если не более важно, продлить срок службы светодиодов, чтобы сократить накладные расходы.В этом случае, когда огромные размеры объекта затрудняют ручное управление энергосбережением, автоматизированные системы могут помочь управлять освещением.

В зонах с интенсивным движением, которые часто посещаются рабочими в течение дня, датчики присутствия могут помочь определить наилучшее время для приглушения или полного выключения света без необходимости вручную включать и выключать свет. Эта способность приглушать свет является еще одним преимуществом светодиодов и отличной функцией энергосбережения, которую можно использовать с автоматическим датчиком присутствия.

В зависимости от потребностей вашего предприятия существуют либо активные датчики присутствия, которые используют ультразвуковые волны для обнаружения людей, либо пассивные датчики присутствия, которые потребляют меньше энергии и обнаруживают людей по инфракрасной сигнатуре. Оба решения могут помочь эффективно управлять использованием света и продлить средний срок службы светодиодных ламп и систем освещения. Если вы не уверены, какой датчик присутствия или движения подходит для вашего объекта, специалисты Imperial Lighting помогут вам начать работу.

Увеличьте средний срок службы светодиодных ламп с помощью таймерных переключателей света

Для решения «посреди дороги», которое не требует установки датчика движения или изменения привычек использования света вручную, помещения, большие и малые, увеличивают средний срок службы светодиодов с помощью переключателей с таймером.Вопрос только в том, чтобы определить, какой вид подходит для вашего помещения.

Как и датчики, переключатели с таймером бывают разных моделей и ценовых категорий, и их необходимо будет исследовать в зависимости от потребностей вашего предприятия. Они могут подключаться к электросети или подключаться непосредственно к розетке. Вставные выключатели света с таймером в первую очередь подходят для одного светильника, в то время как жесткая проводка — это немного более надежное решение, подходящее для объектов с большими системами освещения.

Жестко подключенные по времени выключатели света к существующей системе освещения вашего здания могут помочь гарантировать, что ни один из внутренних или внешних источников света на вашем объекте не будет оставлен включенным в течение длительного периода времени.Некоторые временные выключатели света могут потребовать, чтобы пользователь вручную включил свет, но автоматическое отключение может легко увеличить срок службы светодиодов.

Чтобы узнать больше об обновлении светодиодов или о наших услугах по электрике и освещению, свяжитесь со специалистами Imperial Lighting. Мы здесь, чтобы ответить на все ваши вопросы и помочь вам найти правильное световое решение для ваших нужд.

3 способа продлить срок службы светодиодной лампы — LiquidLEDs

Светодиодные лампы

— бесспорный король горы с точки зрения энергоэффективности.Но хотя эффективность является основным фактором, который большинство людей рассматривают при замене лампочек, еще один аспект, который также должен иметь значение для вас, — это срок службы лампочки.

Светодиодные лампы

LiquidLED имеют средний расчетный срок службы 15 000 часов, что является самым продолжительным из всех типов освещения на рынке. Напротив, большинство ламп накаливания служат всего около 1000 часов. Часто можно услышать заявления о сроках службы светодиодов более 25 000 часов, что технически верно.

Однако они не говорят вам, что светодиоды начинают тускнеть через 10 000–15 000 часов.Так что, хотя ваша лампочка может прослужить дольше, вряд ли вам захочется держать при себе тусклую лампочку.

Вот 3 совета, как продлить срок службы светодиодных ламп.

1. Управляйте своим использованием Светодиодные лампы действительно более энергоэффективны, но это не значит, что вы должны оставлять их включенными на весь день. Как и все электронные устройства, светодиоды подвергаются процессу старения, поэтому имеет смысл экономить на их использовании. Включайте свет только при необходимости, например, в местах, где ведется работа (например,грамм. кухни, мастерские и т. д.). В противном случае оставьте их выключенными.

2. Избегайте частого включения / выключения Исследования показывают, что часто включение и выключение светодиодной лампы оказывает пагубное влияние на срок ее службы, хотя и не на том же уровне, что и КЛЛ и лампы накаливания. Подобно тому, как мы советовали вам использовать свои фары только при необходимости, вы можете уменьшить частоту, с которой ваши фары включаются и выключаются.

3. Дайте вашим светодиодам остыть Опять же, охлаждение светодиодов между включением и выключением значительно увеличивает срок их службы.Светодиоды могут не выделять столько тепла, как другие типы ламп, но они могут прослужить дольше, если вы дадите им время для отдыха между использованиями.

Увеличение | Продолжительность жизни | Мощность | Температура | Использование | Энергоэффективный | Brandon Industries

Светодиодные фонари

— популярный вариант освещения во всех областях освещения. Основная причина, по которой светодиодные фонари превосходят свои лампы накаливания, — это их увеличенный срок службы. Обычный светодиодный светильник имеет срок службы до 50 000 часов или 10 лет использования.Это довольно долгий срок по сравнению со сроком службы обычной лампы накаливания (1000 часов). А вы можете еще больше продлить срок службы светодиодной лампы, следуя нашим полезным советам.

Факторы, влияющие на срок службы светодиодов

Во-первых, давайте разберемся с факторами, которые определяют, как долго прослужат ваши светодиодные лампы:

1. Блок питания

Как и все электроприборы, светодиодные лампы нуждаются в стабильном источнике питания для правильной работы.Напряжение необходимо контролировать и регулировать, чтобы оптимизировать выходную мощность светодиодной лампы и ожидаемый срок службы. Если напряжение в вашем районе часто колеблется, вы можете быть уверены, что ваша светодиодная система освещения не прослужит долго.

2. Температура окружающей среды

Температура окружающей среды светодиодной лампы также влияет на срок ее службы. Наружные светильники, такие как садовые светильники, подвергаются воздействию высоких температур и влажности. Это отрицательно сказывается на его продолжительности жизни.Точно так же закрытые светильники имеют более высокую температуру окружающей среды. Должно быть достаточно места, чтобы тепло, выделяемое светодиодными лампами, легко рассеивалось, иначе его внутренняя схема может нагреться и преждевременно повредиться.

3. Конденсаторы и драйверы светодиодов

Конденсаторы накапливают энергию, которая позже используется светодиодным светом для создания освещения. Пластиковые конденсаторы могут прослужить до года при регулярном использовании. Более высокая температура окружающей среды может сократить срок их службы.В настоящее время используются керамические конденсаторы, поскольку они более устойчивы к высоким температурам и колебаниям напряжения.

4. Температура корпуса лампы и радиатор

Температура корпуса лампы светодиодной лампы также является решающим фактором, влияющим на срок ее службы. Температура выше 85 градусов неизбежно сокращает срок службы света. Если температура корпуса лампы превышает 105 градусов, свет перестает работать. Поэтому правильное управление нагревом необходимо, если вы хотите продлить срок службы светодиодной лампы.

Советы по увеличению срока службы светодиодной лампы

Хотя светодиодные фонари имеют более длительный срок службы, чем традиционные лампы накаливания, их необходимо использовать правильно, чтобы максимально увеличить их полезность. Обычно пользователи забывают, что даже светодиодные фонари требуют надлежащего ухода и ухода. Если оставить лампы включенными на долгие часы, поместить их в замкнутом, загроможденном помещении или не регулировать их входное напряжение, это может значительно сократить срок службы светодиодных ламп и вынудить вас заменить их преждевременно.

Вот что можно и чего нельзя делать при использовании светодиодного освещения:

1. Управление продолжительностью использования светодиодных индикаторов

Хорошо известно, что светодиодные лампы служат дольше обычных ламп накаливания. Но факт, не известный многим, заключается в том, что длительное включение этих огней делает их более тусклыми. Вы заметили, что свечение светодиодных фонарей уменьшается, если они горят в течение длительного непрерывного времени? Это происходит потому, что светодиодные фонари спроектированы таким образом, что они уменьшают свою освещенность, чтобы контролировать потребление энергии.

Итак, используйте светодиодные фонари в течение более коротких периодов времени, в основном, когда вам нужен сфокусированный яркий свет. Выключайте их, когда они больше не нужны.

2. Дайте свету достаточный период охлаждения

Как объяснялось ранее, температура окружающей среды и температура корпуса лампы являются решающими факторами в определении срока службы светодиодной лампы. Тот факт, что эти лампы выделяют меньше тепла по сравнению с лампами накаливания, не означает, что им не нужно охлаждаться.Фактически, если дать этим лампочкам достаточно остыть, вы продлите их возраст и улучшите их освещение.

Следовательно, поместите эти лампы в прохладную и сухую среду с достаточным пространством для рассеивания выделяемого тепла. И дайте им достаточно времени, чтобы остыть, прежде чем снова их включать.

3. Избегайте быстрого включения / выключения светодиодного освещения

Мы знаем, что этот совет не вызывает затруднений, но, тем не менее, его необходимо повторить. Быстрое включение и выключение любой лампочки может сказаться на ее возрасте.И это справедливо и для светодиодных фонарей. Мало того, что сборка должна выдерживать колебания напряжения, у них также нет времени на отдых перед следующим использованием. Следовательно, их свет тускнеет, и срок службы сокращается.

Установка светодиодного освещения, хотя и энергоэффективного и долговечного, является дорогостоящим делом. Получите максимальную отдачу от своих инвестиций, правильно ухаживая за светодиодными лампами.

Как продлить срок службы ваших лампочек — блог 1000Bulbs.com

Третья и последняя часть из серии о сроках службы и о том, как вы можете использовать эту спецификацию, чтобы сообщить о своей покупке и продлить срок службы ваших ламп. —

Если вы фанат освещения, как и большинство из нас на сайте 1000Bulbs.com, вы, вероятно, слышали о столетней лампочке Centennial Bulb в Ливерморе, штат Калифорния. Если (что более вероятно) вы не фанат освещения, вот краткое изложение: Centennial Bulb была установлена ​​в пожарной части более 110 лет назад и до сих пор не перегорела. Неизвестно точно, как это длилось так долго, но есть несколько хороших подсказок: во-первых, его редко перемещали; во-вторых, он был выключен всего несколько раз, и в-третьих, он работает на очень малой мощности.

В двух предыдущих статьях этой серии объяснялось, как производители определяют срок службы и что часы службы и гарантии — это две разные вещи. Эта третья и последняя статья из серии объясняет, как продлить срок службы лампочек. Мы не можем гарантировать, что они прослужат 110 лет (на самом деле, мы можем почти гарантировать, что не будет ), но, следуя нескольким советам, вы можете легко удвоить или утроить срок службы вашей лампы. Однако одно предостережение: поскольку не все лампочки используют одну и ту же технологию, эти советы применимы не ко всем лампочкам.

Не двигайте! Лампочки нагреваются. Действительно горячо. А когда металл (который составляет нить накала лампы) нагревается, он становится хрупким. Чем больше вы берете лампу с хрупкой нитью накала, тем больше вибрации вы подвергаете ее воздействию, что увеличивает вероятность того, что нить сломается. Это касается не только обращения с лампочкой; это также относится к размещению. Любая лампочка, установленная в движущемся месте, также движется. Шорох потолочного вентилятора или хлопанье дверцы холодильника, которые вы едва слышите, — это предсмертный звон лампочки.По этой причине вы, возможно, видели специальные лампы с усиленной нитью, которые продавались как «лампы для потолочных вентиляторов» и «лампы для бытовых приборов». Как вы могли заметить, это правило применяется только к лампам с нитью накала, таким как лампы накаливания и галогенные лампы.

Оставьте! Это может показаться противоречащим здравому смыслу, но это не так. Каждый раз, щелкая выключателем, вы зажигаете электрическую лампочку. Эта бедная маленькая нить накаливания вынуждена понижаться с комнатной температуры до 5000 ° F за доли секунды! Вы делаете это слишком много раз, и нить накала буквально треснет под давлением.Это также относится к лампам с балластом, таким как линейные люминесцентные лампы, компактные люминесцентные лампы и лампы HID. В случае мгновенного запуска люминесцентного балласта вы попадаете на катоды люминесцентной лампы с напряжением 600 вольт каждый раз, когда щелкаете выключателем. После стольких циклов включения питания лампа выйдет из строя. Однако имейте в виду, что, хотя этот трюк продлит жизнь вашей лампочки, он также может увеличить потребление электроэнергии.

Работайте на малой мощности. Это может быть настоящим секретом долговечности Centennial Bulb.Меньшая мощность означает меньше тепла, что снижает нагрузку на нить накала лампы. Если вы живете в Соединенных Штатах, ваш дом работает от ~ 110 В, поэтому, если вы купите лампу на 130 В, вы будете поражать лампочку с мощностью на 15% меньше, чем она рассчитана (130 В — 15% = 110,5 В). Вы можете еще больше расширить этот принцип с помощью переключателя яркости. Когда вы затемняете лампу, вы понижаете напряжение, подаваемое на нить накала лампы, что подвергает ее меньшей нагрузке. Это также относится к люминесцентной технологии, но немного по-другому: в отличие от балласта с мгновенным запуском, балласт с запрограммированным запуском обеспечивает гораздо более низкое пусковое напряжение и тепло для лампы.Если вы переключитесь на этот тип балласта, вы можете продлить срок службы ваших люминесцентных ламп более чем на 30%.

Наконец, помните, что цель продления срока службы лампы в большинстве случаев — сэкономить деньги. Стоит ли продлевать срок службы лампы накаливания вечно, уменьшая ее яркость и оставляя включенной на более длительные периоды? Во многих случаях лучше перейти на более эффективные КЛЛ или светодиоды. Но если вы убежденный поклонник ламп накаливания или хотите воссоздать свою собственную Centennial Bulb, эти советы вам пригодятся.

Как продлить срок службы светодиода

Отказ светодиодной лампы и температура ее перехода связана с так называемой температурой перехода — это температура полупроводникового перехода PN, температура перехода выше, чем раньше произойдет сбой света, то есть, меньшая продолжительность жизни. Как видно из рисунка, если температура перехода 105 градусов, яркость до 70% от срока службы всего 10000 часов, 95 градусов есть 20000 часов, а температура перехода до 75 градусов, срок службы 50000 часов, 65 градусов может быть увеличен до 90 000 часов.Таким образом, ключом к продлению срока службы является снижение температуры перехода, но эти данные подходят только для светодиодов Cree и не подходят для светодиодов других компаний.

Итак, мы покупаем светодиодные лампы (все это не относится конкретно к Светодиодное освещение ), мы должны смотреть на его тепловую конструкцию хорошо.

Из рисунка можно сделать вывод, что ключом к продлению срока службы является снижение температуры перехода. Ключом к снижению температуры перехода является наличие хорошего радиатора, который может быть своевременным для тепла, выделяемого светодиодом.

Здесь мы не готовы обсуждать, как создать проблему радиатора, но обсудим, какой эффект охлаждения радиатора является относительно хорошей проблемой. Фактически, это проблема измерения температуры перехода, если мы можем измерить, что любой из радиаторов может достичь температуры перехода, то не только можно сравнить различные охлаждающие эффекты радиатора, но также знать, что после использования этого радиатора можно достичь срока службы светодиода.

Мы знаем, что светодиод — это полупроводниковый диод, он и все-таки диод имеет вольт-амперную характеристику, а у всех полупроводниковых диодов эта вольт-амперная характеристика имеет температурную характеристику.Особенность в том, что при повышении температуры вольт-амперные характеристики не меняются. Построены температурные характеристики вольт-амперных характеристик светодиодов.

Предполагая, что на светодиод подается постоянный ток на Io, при температуре перехода T1 напряжение равно V1, а когда температура перехода повышается до T2, все вольт-амперные характеристики слева, ток Io остается неизменным напряжением V2. Разница температур между двумя напряжениями удалена, вы можете получить температурный коэффициент в мВ / oC.Для типичного кремниевого диода этот температурный коэффициент составляет около -2 мВ / oC. Однако большая часть светодиода изготовлена ​​не из кремниевого материала, поэтому необходимо также измерить его температурный коэффициент. К счастью, большинство различных производителей в технических паспортах светодиодов указывают их температурный коэффициент. Например, мощный светодиод Cree XLamp7090XR-E, температурный коэффициент -4 мВ / oC. Чем обычный кремниевый диод в 2 раза больше. Что касается светодиодов Purui Array в США (BXRA), чтобы дать более подробные данные.

Однако они дают данные, объем слишком велик, так что значение потери использования. В любом случае, пока температурный коэффициент светодиода очень легко измерить прямое напряжение от светодиода, чтобы рассчитать температуру перехода светодиода.

От температуры перехода для оценки ожидаемого срока службы должно быть очень просто, просто проверьте кривую на рисунке 1, мы можем знать, что соответствует 95 градусам, когда срок службы перехода температуры может быть сроком службы светодиода 20 000 часов.Однако этот метод для внутренних светодиодных ламп имеет определенную степень надежности, если применяется к уличным светодиодным лампам, особенно к мощным светодиодным лампам, где существует много неопределенностей.

Самая большая проблема заключается в том, что эффективность рассеивания тепла светодиодными радиаторами уличных фонарей со временем снижается. Это связано с скоплением пыли, птичьих фекалий и повышением эффективности его охлаждения. Но также из-за того, что на улице очень сильное УФ-излучение, светодиоды также сокращают продолжительность жизни. УФ в основном на старение упаковки эпоксидной смолы играет значительную роль, если использование силикагеля может быть улучшено.Ультрафиолетовый свет на старение люминофора также имеет некоторые негативные последствия, но не очень серьезные.

Тем не менее, этот метод, относительно используемый для сравнения двух видов охлаждающего эффекта радиатора, является более эффективным. Очевидно, что чем меньше вольт-амперная характеристика оставшегося радиатора, тем лучше охлаждающий эффект. Кроме того, для прогнозирования срока службы светодиодной лампы в помещении все еще есть определенная степень точности.

3 совета по продлению срока службы светодиодных ламп

Светодиодные лампы

— это одна из нескольких альтернативных ламп на рынке, которые заменяют лампы накаливания.Хотя энергоэффективность — самый важный аспект замены лампочки, на котором сосредоточены люди, срок службы лампочки имеет большое значение. Срок службы большинства традиционных ламп составляет около 1000 часов, а заявленный срок службы светодиодных ламп составляет 25000 часов. Хотя такой сверхдлительной продолжительности жизни может быть достаточно для среднего потребителя, правильное понимание продолжительности жизни и ее максимизация остаются проблемой, которую еще предстоит решить.

Интересно понять срок службы светодиодной лампы.Хотя заявленный срок службы светодиодной лампы составляет 25000 часов, важно отметить, что светодиодная лампа «стареет» в течение этого срока службы. То есть светодиодные лампы со временем тускнеют. Хотя они могут работать в течение 25 000 часов, излучаемый ими свет со временем уменьшается. Таким образом, реальный срок службы будет зависеть от того, как скоро вам надоест тусклая светодиодная лампа и вы решите ее заменить. Однако есть несколько советов по увеличению фактического срока службы светодиодной лампы.

1.Контроль использования

Да, светодиодная лампа сконструирована так, чтобы быть энергоэффективной, но очень важно контролировать ее использование. Хотя идея осторожного использования светодиодной лампы временами превосходит использование альтернативной энергии, вы должны понимать процесс ее старения. Когда светодиодные лампы остаются включенными на долгие часы, они имеют тенденцию тускнеть. Чтобы обеспечить максимальное количество света от ваших лампочек в течение длительного времени, убедитесь, что вы не оставляете лампочки включенными на долгие часы без перерыва. Осторожное и экономичное использование срока службы в 25 000 часов имеет важное значение.Включайте лампочку только тогда, когда это необходимо, например, работая на кухне, в мастерской и т. Д. Когда вы закончите работу, выключите лампочку.

2. Дайте лампочкам остыть

Большинство пользователей светодиодных ламп считают, что, поскольку светодиодные лампы более эффективны и производят меньше энергии в виде тепла, им не нужно охлаждаться. Дайте лампочке остыть перед ее повторным включением — это значительно продлит ее срок службы.

3. Не включайте / выключайте лампы часто.

Было обнаружено, что частое включение и выключение светодиодной лампы влияет на срок ее службы.Как уже сообщалось ранее, использование должно быть экономичным и лампочка должна остыть, контролируйте количество раз, когда вы ее включаете и выключаете. Если вы вернулись к работе после того, как выключили светодиодную лампу, дайте ей немного «отдохнуть», прежде чем снова включить. Это гарантирует, что срок службы 25000 часов будет использован правильно, а свет, излучаемый лампочкой, не станет тусклым, как обычно.

Если вы последуете этим трем советам, вы легко сможете продлить срок службы ваших светодиодных лампочек.

Каков срок службы светодиодного освещения?

Светодиоды, изобретенные Ником Холоньяком в 1962 году, представляют собой одну из самых захватывающих технологий освещения, появившихся в прошлом веке. Обещая безопасную, недорогую и сверхэффективную альтернативу традиционным лампам, светодиодные фонари сейчас испытывают самый быстрый рост доли рынка. Одной из основных характеристик светодиода является его длительный срок службы : часто говорят, что потенциальный срок службы лампы составляет до 10 лет.Проблема в том, что реальные испытания показали, что почти 30% ламп (66 из 230) действительно вышли из строя задолго до этого.

Итак, почему некоторые светодиодные фонари изо всех сил пытаются достичь своего максимального потенциального возраста?

Прежде чем возлагать вину на неэффективные технологии или международный заговор по поводу лампочек, давайте рассмотрим факты, чтобы лучше понять истинную продолжительность жизни светодиодных ламп.

---

Как измеряется ожидаемый срок службы светодиодов?

Один из ключевых вопросов при определении срока службы светодиодных ламп — это то, как они измеряются.

Срок службы традиционных ламп накаливания рассчитывается довольно просто. Он называется средним номинальным сроком службы (ARL), который представляет собой время, в течение которого 50% отобранных лампочек полностью выйдут из строя (в среднем 1000 часов для традиционных ламп).

С другой стороны, срок службы современных светодиодов измеряется иначе.

Это потому, что светодиодные лампы редко выходят из строя полностью, как это делают традиционные лампы.Вообще говоря, их яркость со временем постепенно угасает.

Таким образом, срок службы светодиода необходимо рассчитывать менее двоичным способом, и ведущие производители определяют его как точку, в которой светимость достигает 70% от начальной мощности. Это измерение обычно выражается как B50-L70 , что означает, что 50% светодиодных ламп в идеальных условиях будут иметь 70% номинальной мощности.

Однако, в отличие от традиционных ламп, у которых максимальное время работы составляет 1000 часов, светодиод B50-L70 работает где-то между 10 000-50 000 часов.

У каждого светодиода будет рейтинг L70, который обычно измеряется в часах. Например, светодиодный столбик с L70, равным 50 000, будет — в 50% всех случаев — иметь номинальный срок службы 50 000 часов, после чего они будут излучать 70% своей исходной мощности. Если у светодиода L50 50 000 часов, его выход затухает быстрее, чем у светодиода L70 50 000 часов, и так далее.

Итак, что вызывает такое большое несоответствие в продолжительности жизни светодиодов? Чтобы ответить на этот вопрос, нам сначала нужно посмотреть, что вызывает сбой светодиодного освещения.

Факторы, влияющие на ожидаемый срок службы светодиодных фонарей

Когда выходит из строя лампа накаливания, сразу видно, почему: нить накаливания, попросту говоря, обрывается, и лампочка гаснет.

С другой стороны, светодиоды излучают энергию в виде света различной интенсивности и цвета, когда ток проталкивает электроны через различные материалы. Таким образом, вместо того, чтобы иметь двоичные двухпозиционные отказы, светодиодные лампы постепенно разрушаются по мере появления дефектов в этих материалах.

Давайте более подробно остановимся на этих потенциальных точках отказа.

Материальные дефекты

Внутри светодиода есть «активная область», где происходит процесс, называемый излучательной рекомбинацией, и производится свет. Если материал, используемый в этой активной области, имеет существующий дефект, он будет ухудшаться из-за тепла и электрического тока. В конечном итоге это приводит к ухудшению выходной мощности светодиода.

Этой проблемы можно избежать, если производитель выберет светодиод, срок службы которого превышает ожидаемый срок службы других компонентов, используемых в самой лампе.

Чтобы максимально увеличить время, в течение которого светодиодные лампы, которые вы покупаете последними, проверьте выбор светодиодных компонентов на данные лампы, чтобы убедиться, что она достаточно высокого качества.

Повышенное электрическое напряжение

«Электрическое перенапряжение» (EOS) возникает, когда светодиод получает мощность, превышающую рекомендованный максимум. Это может быть вызвано человеческой ошибкой, неисправными источниками питания, неправильной компоновкой печатной платы или неисправными компонентами в сборке светодиодной лампы.

Одной из причин EOS является статический разряд, контактирующий со светодиодом во время производства, транспортировки или обращения с компонентом. Многие производители защищают от этого типа EOS, добавляя статический подавитель, который поглощает радиочастоты, которые в противном случае повредили бы светодиод. EOS также может быть вызвано скачками и колебаниями источника питания. Это может произойти из-за плохой конструкции или неподходящего драйвера, который не может последовательно регулировать его выход, что приводит к скачку напряжения при включении светодиода.Это также может произойти во время процесса тестирования, когда светодиоды быстро подключаются и отключаются.

EOS можно в значительной степени предотвратить, используя схемы защиты в тепловых и электрических частях светодиодной системы. Цепи защиты работают, регулируя максимальное напряжение, которое получает светодиод, что немного похоже на традиционный предохранитель. Схема защиты срабатывает при превышении определенного предела, а затем сбрасывается после устранения неисправности.

Большинство хорошо спроектированных светодиодных систем от крупных производителей включают их с креативными решениями, такими как «плавный пуск».

Вы могли заметить, например, что некоторым светодиодным лампочкам требуется некоторое время для включения. Это сделано для уменьшения пиков активации и увеличения срока службы светодиода.

Тепловой стресс

Светодиоды работают намного холоднее, чем их конкуренты, но все же выделяют небольшое количество тепла внутри своего диода. Фактически, было обнаружено, что чрезмерное нагревание сокращает срок службы светодиода, поэтому важно знать как на светодиодные лампы влияют высокие температуры.

Короче говоря, и полупроводники, и конденсаторы склонны к отказу при тепловом стрессе, поэтому очень важно учитывать Диапазон рабочих температур светодиодов при покупке светодиодных фонарей.

Лампы с лучшими характеристиками предназначены для снижения теплового стресса, защиты этих термочувствительных компонентов и увеличения срока службы лампы. Во-первых, компоненты, не являющиеся светодиодными, монтируются отдельно к термочувствительным светодиодам. Во-вторых, конденсаторы рассчитаны на работу при более высоких температурах.

Как электрики, вы можете применить два практических совета, чтобы продлить срок службы светодиодов.

• Если вы устанавливаете светодиоды, выберите светильники подходящего размера и убедитесь, что светодиодные лампы вентилируются для отвода тепла.
• При покупке светодиода обратите внимание на корпус светодиода и радиатор. Хорошо спроектированная светодиодная лампа должна иметь эффективный радиатор с зазорами между ребрами, чтобы тепло могло рассеиваться в воздухе.

Итак, сколько же на самом деле срок службы светодиодных лампочек?

К сожалению, на этот вопрос нет однозначного ответа.

Срок службы светодиодных лампочек зависит от нескольких ключевых факторов, но в целом диапазон составляет от 10 000 до 50 000 часов.

Это большой диапазон, но это означает, что ваша светодиодная лампа может прослужить до 10 лет, в зависимости от того, насколько интенсивно она используется и в каких условиях.

Хотя мы не можем однозначно сказать, сколько прослужит лампа, светодиодные лампы по-прежнему намного долговечнее, чем их традиционные аналоги, как показано в таблице ниже.

Чтобы максимально продлить срок службы светодиодных ламп, которые вы устанавливаете, обязательно следите за:

• Компоненты : Выбирайте светодиодные лампы с хорошим выбором компонентов и устанавливайте их с соответствующими источниками питания. Если светодиодные лампы недолговечны, проверьте осветительную арматуру на предмет изменений напряжения.
• Окружающая среда : Устанавливайте светодиодные лампы в подходящих местах с хорошей вентиляцией для охлаждения.

  No related posts.