Абсолютно все источники света со временем теряют световой поток, например, у ламп накаливания световой поток теряется по мере испарения вольфрамовой нити, уже через 1000 часов он падает на 10–15 процентов от первоначального.
У люминесцентных ламп снижение светового потока происходит по причине старения фосфора и светопоглощающих элементов. Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), как правило, теряют более 20% светового потока за свои 10000 часов жизни.
Высококачественные линейные люминесцентные лампы типа Т8 и Т5, которые широко используются в офисных и административных помещениях, потеряют около 10% от первоначального светового потока за 10000 часов работы.
Основная причина потери светового потока у светодиодов — перегрев. Они излучают тепло, поэтому необходимо его правильно отводить. Постоянное превышение температуры неизбежно повлечет за собой снижение светового потока, хотя кратковременный перегрев никак не отражается на рабочем состоянии.
Отметим, что это отнюдь не обозначает полную потерю работоспособности, светодиоды продолжают работать даже тогда, когда их световой поток снижается до крайне низкого уровня. Так что температурный режим является определяющим фактором именно в полезном сроке жизни светодиодного освещения. Об этом в следующем абзаце.
На графике показана зависимость длины полезного срока службы светодиода от температуры. Обратите внимание, превышение температуры всего на 11 градусов сокращает срок службы на тысячи часов и урезает световой поток почти на 15% уже после 10000 часов работы. Это лишний раз подчеркивает, что светодиодные светильники с некачественно сделанным теплоотводом не смогут конкурировать даже с люминесцентными лампами.
Определение полезного срока службы светодиода
Чтобы определить полезный срок службы, надо для начала определиться, в какой момент уровень освещенности перестанет удовлетворять требованиям пользователя. Ответ зависит, конечно, от сферы применения светильника. Приведем пример: в местах с общим уровнем требований, например, в офисных пространствах, приемлемо снижение светового потока на 30%, особенно, если процесс происходит постепенно. Исходя из этих требований, 70-ти процентный световой поток от первоначального является достаточным для общего освещения.
Следуя этому регламенту, Альянс Твердотельных Технологий и Систем Освещения (ASSIST), филиал Центра Исследований Освещения (LRC), рекомендует обозначать полезный срок службы именно до того момента, когда световой поток не упадет до 70% (условное обозначение L70) для помещений общего пользования и до 50% для декоративного освещения (обозначается как L50). Конечно, требования разнятся во всех сферах применения, например, на полиграфической промышленности гораздо более жесткие требования к освещенности, и соответственно, к полезному сроку службы источника света.
На этом графике продемонстрирована взаимозависимость температуры, подаваемого тока и жизни светодиодов. Как мы видим, после 120 градусов каждый градус перегрева выражается в потерянных тысячах часов срока службы.
Как измерить срок жизни источника света
Срок жизни источников света определяется при помощи разнообразных методов. Например, КЛЛ тестируются по стандартам Инженерного Общества Северной Америки (IESNA). Процедура теста достаточно проста: среднестатистический образец лампы помещается в среду с температурой 25 градусов Цельсия, и используется по циклу — 3 часа включен, 20 минут выключен, а момент, к которому половина образцов выходит из строя и считается средним сроком жизни лампы. Для ламп с заявленным сроком жизни 10000 часов процесс занимает примерно 15 месяцев.
Тестировать таким образом срок жизни светодиода — занятие неблагодарное, займет очень много времени, причем включение/выключение — не является определяющим фактором, для светодиодов это не играет никакой роли. В итоге, даже если тестировать светодиоды круглосуточно, и даже у моделей с сроком жизни в 50000 часов этот процесс займет почти 6 лет, а с учетом динамики развития технологий, подопытные безнадежно устареют к истечению срока теста, и все усилия не дадут никакого практического результата.
IESNA разработали метод для измерения светового потока светодиодных устройств (светодиодные массивы и модули), но этот метод нельзя применять к светодиодным светильникам, его возможности пока ограничены — довольно трудно смоделировать потери светового потока всего лишь за 6000 часов тестирования. В настоящее время IESNA работает над сложным комбинированным методом, который будет определять срок жизни и потерю светового потока в рамках 6000 часов тестов, метод основан на сравнении характеристик образцов, проходящих испытания в разных температурных режимах. Обусловлено это в первую очередь тем, что срок жизни потенциально слишком долог для исследования в обычных условиях, и фактически единственная возможность оценить его — моделировать и прогнозировать будущее.
*зависит от питающего напряжения, рабочей температуры и многих других факторов, некоторые производители заявляют полезный срок службы более 100000 часов
Срок службы и световой поток светодиодов напрямую связан с электрическими и тепловыми характеристиками конструкции. Подача тока, большего чем расчетный, позволяет увеличить световой поток, но, в свою очередь, снижает срок жизни. Использование светодиодов при температуре большей, чем проектная, также значительно снижает полезный срок службы.
Большинство производителей сверхмощных белых светодиодов оценивают их жизненный срок примерно в 50 000 часов до момента снижения потока до 70%, при условиях подаваемого тока не более 350 мА постоянного тока и температуре переходов не более чем 90 градусов Цельсия. Хотя, температурная устойчивость светодиодов продолжает расти, и позволяет подавать все большие токи и эксплуатировать их при более высоких температурах.
По материалам сайта: ledsvet.ru