Новости проектов отрасли

Департамент энергетики США опубликовал рекомендации по надежной эксплуатации светодиодов

Светодиодная отрасль не приняла протокол измерения и определения характеристик срока службы светильников. Эти ключевые проблемы рассматриваются в новых рекомендациях в рамках программы SSL Quality Advocates.

Недавно созданная рабочая группа Solid-State Lighting Quality Advocates состоит из 32-х отраслевых экспертов, которые занимаются вопросами надежности и оценки срока службы светодиодов.

Эта группа, созданная совместными усилиями Департамента США и альянса NGLIA (Next Generation Lighting Industry Alliance), опубликовала для отраслевых компаний второе издание рекомендаций «LED Luminaire Lifetime: Recommendations for Testing and Reporting» относительно срока службы светодиодных светильников. Первое издание («Reporting LED Luminaire Product Performance» – «Отчет о рабочих характеристиках светодиодных светильников») увидело свет в декабре 2008 г.

Рабочая группа установила, что определение надежности на основе такой характеристики как ухудшение светоотдачи в процессе эксплуатации – самая существенная причина отказов светодиодных светильников, поддающаяся количественному определению. Хотя такая характеристика как изменение цвета очень важна для потребителя, она трудно поддается количественному определению. В результате рабочая группа отказалась от ее рассмотрения. В то же время широко обсуждались методы включения стабильности цвета в систему показателей срока службы светильников, но данный метод так и не был определен.

В процессе дискуссии участник рабочей группы Фред Уэлш (Fred Welsh), финансовая компания Radcliffe Advisors, определил различие между катастрофическими отказами и теми отказами, которые возникают в результате конструктивных дефектов. К этим дефектам относятся неверный расчет теплового режима, перегрузка светодиодных кристаллов, отказ драйвера из-за перегрева, механические неисправности и ненадежная герметизация. Такие изъяны могут привести к появлению отказов уже на этапе испытания. Их, как правило, можно устранить при проектировании светильника. С другой стороны, причиной фактических отказов служат повреждения в электрооборудовании, снижение светоотдачи в процессе эксплуатации и изменение цвета. Если верно подобрать управляющий ток, рабочую температуру и компоненты драйвера, поведение светодиодов будет описываться известной U-образной кривой зависимости интенсивности отказов от времени.

Преждевременные отказы на этой кривой обусловлены, как правило, ошибками разработчика, и появляются еще до поставок продукции потребителю. Далее кривая характеризуется очень низкими показателями отказов, пока срок службы устройства не подойдет к концу, после чего количество отказов резко возрастает. По мнению Уэлша, производители светильников должны указывать, насколько надежна их продукция, и возможность замены одного или более его компонентов, в т.ч. драйвера, оптической системы, лампы и т.д. Пригодность к эксплуатации зависит от возможности замены и наличия тех или иных компонентов при необходимости.

Стив Паолини (Steve Paolini), компания Lunera Lighting, представил интересные данные от разработчика и производителя энергоэффективных светодиодов Appalachian Lighting Systems о причинах 29-ти отказов, наблюдавшихся при эксплуатации 5400 светильников для внешнего освещения: в 52% случаев причиной отказов служили драйверы источников питания; в 31% отказов – корпуса светильников; в 10% – корпуса светодиодов и в 7% – драйверы управления.

Рассмотрев рекомендации по оценке срока службы светодиодов на основе текущих стандартов или методов испытаний, рабочая группа Quality Advocates рекомендовала производителям указывать обоснованные гарантийные сроки на свою продукцию. При этом было отмечено, что существует большая разница между оценкой срока службы и ухудшением светоотдачи. По мнению Уэлша, светотехническая отрасль должна отказаться от использования метода LM 80 при определении срока службы, т.к. этот параметр характеризует только стабильность светового потока и учитывает один механизм отказа.

В свою очередь, Паолини порекомендовал покупателям запрашивать данные у производителей. Эти данные должны включать тестирование LM-80 при рабочей температуре; испытания при циклических нагрузках; ускоренные испытания и испытания на надежность в условиях эксплуатации в течение 10 тыс. ч и более.

Департамент энергетики США в течение месяца опубликует также новый стандарт TM-21 – «Method for Estimation of LED Lumen Depreciation as a Measure of Potential LED Life» («Метод определения стабильности светового потока для оценки срока службы светодиодов»). Этот метод в сочетании с данными метода LM-80 обеспечит оценку срока службы светодиода, установленного в светильник. Примечательно, что в этом документе не рассматривается срок службы всего светильника в целом, который, по сути, представляет собой электронную систему, состоящую из регулятора яркости, источника питания, светодиода, оптической системы и межсоединений. Каждый из этих элементов характеризуется той или иной надежностью.

Из-за широкого спектра приложений, в которых применяются светодиоды, целесообразно, по мнению участников дискуссии, создать три рабочих группы из представителей отрасли в соответствии со следующими направлениями: лампы для замены; специализированные светильники; стандартные светильники. Эти группы займутся проведением испытаний на надежность светильников в соответствии со спецификой каждого из указанных приложений.

Информация с сайта lightingmedia.ru.