Długi czas świecenia diod LED oraz czynniki wpływające na ich żywotność opisane były w jednym z artykułów. Spośród różnych przyczyn określających czas świecenia istotne znaczenie miała temperatura pracy i otoczenia diod LED. W tym tekście chcemy zaprezentować Państwu wyniki naszych pomiarów i obserwacji.
Nasze laboratorium prowadzi panel badawczy dotyczący badania i prognozowania czasu życia diod LED. W celu opracowania tego zagadnienia uruchomiliśmy specjalną linię pomiarową z różnymi źródłami światła zestawiając obok siebie produkty tanie oraz te, o lepszej jakości i parametrach. Dodatkowo, chcąc poznać wpływ temperatury pracy badamy taśmy i listwy LED w profilach aluminiowych, poza tym w wersjach żelowych silikonowych i epoksydowych oraz w koszulkach termokurczliwych. Poza tym zasilając kilka źródeł z tymi samymi diodami prądem o różnych wartościach mamy pogląd na wpływ wzrostu prądu, co za tym idzie wzrostu temperatury na pracę LEDów. Linia pomiarowa składa się z kilkudziesięciu różnych źródeł światła – samych taśm i listew, oraz całych opraw. Źródła te świecą 24 godziny na dobę, przy czym stale monitorujemy ich podstawowe parametry.
Prognozowanie starzenia się elektroluminescencyjnych źródeł światła opiera się na stałych, dokonywanych co 15 minut pomiarach, które następnie trafiają do szafy sterowniczej, na nasz serwer i wewnętrzną stronę internetową. Sczytywane dane to, prąd, napięcie, oraz temperatura diody. Poza stałym monitorowaniem tych elementów, co jakiś czas (średnio raz na dwa tygodnie, co 360 godzin) każde badane źródło mierzymy w kuli fotometrycznej pod kątem strumienia świetlnego oraz danych związanych z barwą takich jak temperatura barwowa, współczynniki oddawania barw, rozkład widmowy, oraz przesunięcie współrzędnych chromatyczności xy. Całość zebranych danych pozwala, po ich analizie na wysnucie wniosków wskazujących czynniki decydujące o czasie życia diody i zmianie jej parametrów świecenia. Poza odczytem aktualnych danych mamy możliwość przeprowadzenia symulacji przyszłych zmian parametrów świecenia za pomocą ekstrapolacji.
Powyższy wykres prezentuje zmiany strumienia świetlnego listwy LED (LINK) na przestrzeni półtora roku, dotyczy on listwy z diodą EDISON 30mA z binem 38X2GVA2. Listwa zasilana była napięciowo, w taki sposób aby uzyskać nominalny prąd diody – 30mA. Temperatura diody wynosiła średnio 51oC. Łatwo zauważyć, że badane źródło wykazuje mały spadek strumienia świetlnego wraz z upływem czasu. Znaczenie dla dobrego zachowania parametrów ma na pewno stosunkowo niski prąd pracy, co za tym idzie niska temperatura diody. Temperatura barwowa początkowo wynosiła 6420K, przez okres półtora roku spadła (dioda świeci bardziej ciepłym światłem) do 6150K. Współczynnik oddawania barw od początku świecenia do końca utrzymywał się na poziomie Ra 81-82.
Powyższy wykres pokazuje procentowy spadek strumienia świetlnego dla jednego rodzaju listwy LED (LINK), z tymi samymi diodami a różnymi wariantami prądu zasilania, poza tym w wersji z profilem aluminiowym, oraz w koszuli termokurczliwej (IP67). W legendzie podano średnie temperatury na złączu dodatnim diody. Do badania użyto listwy w odcinkach 96cm, 56 LED każda. Zastosowano diody OSRAM DURIS E5 JDSM 180mA w barwie 3000K. Wersji 55mA na diodę odpowiada 11W, 80mA na diodę – 16W, 110mA na diodę – 22W, 155mA na diodę – 30W. Zebrane wyniki pokazują jak istotny wpływ na spadek strumienia świetlnego mają temperatura oraz odpowiednie odprowadzenie ciepła z diod LED. Warto zaznaczyć, że żadna z badanych próbek nie przekroczyła progu 90% początkowej wartości. Bardzo dobrze wypadła próbka osadzona w aluminiowym profilu, ponieważ pomimo większej mocy zachowała wysoką wartość strumienia świetlnego. Największy spadek odnotowała wersja zasilona największym prądem (155mA na diodę), z największą temperaturą pracy diody.
Takie badania pozwalają nam odróżnić lepsze i gorsze jakościowo produkty i komponenty (diody LED). Dzięki temu jesteśmy w stanie przewidzieć czas świecenia różnych źródeł światła, zarówno tych naszej produkcji jak tych importowanych. Znając powyższe parametry upewniamy się co do jakości sprzedawanych produktów i możemy wyznaczać odpowiednio długi okres gwarancji.