Diody LED montowane na stałe w lampach - jak długo działają?

Żywotność diod LED: porównanie i postępy

Żywotność jest zwykle wyrażana w godzinach pracy, co jest powszechną metodą określania długowieczności źródeł światła. Diody LED są znane z tego, że działają znacznie dłużej niż konwencjonalne żarówki lub lampy halogenowe.

Producenci zazwyczaj podają żywotność wynoszącą od 20 000 do 50 000 godzin. Te imponujące liczby są wynikiem postępu technologicznego, jaki dokonał się w rozwoju diod LED. Aby zrozumieć znaczenie tych godzin pracy w codziennym kontekście, można użyć prostego wzoru

przykładowych obliczeń: A Lampa LED, która jest używana średnio przez 3 godziny dziennie, wystarczyłaby na około 18 lat przy żywotności 20 000 godzin. Jeśli ta sama lampa będzie eksploatowana przez 50 000 godzin, jej żywotność może wynieść nawet 45 lat. Jest to ogromna przewaga nad konwencjonalnymi żarówkami które działają średnio tylko około 1000 godzin i lamp halogenowych, które działają około 2000 do 4000 godzin.

Porównanie z konwencjonalnymi źródłami światła

Długa żywotność diod LED jest głównym powodem, dla którego coraz częściej zastępują one żarówki i lampy halogenowe. lampy halogenowe lampy. Podczas gdy konwencjonalna żarówka przepala się stosunkowo szybko i wymaga częstej wymiany, zastosowanie diod LED znacznie zmniejsza ilość wymaganych czynności konserwacyjnych. Zmniejszenie częstotliwości wymiany jest nie tylko praktyczne, ale także pozwala zaoszczędzić koszty w dłuższej perspektywie.

Postęp technologiczny i wydajność

Imponująca żywotność diod LED jest wynikiem licznych postępów technologicznych. Diody LED wykorzystują technologię półprzewodnikową, która umożliwia bardziej wydajną konwersję energii elektrycznej na światło w porównaniu z tradycyjnymi metodami. emisji światła w przypadku żarówek. Podczas gdy żarówka żarowa wytwarza światło poprzez efekt ogrzewania żarnika wolframowego i traci dużo energii w postaci ciepła, diody LED działają chłodniej i wydajniej.

Długotrwała niezawodność

Oprócz długiej żywotności, diody LED oferują również stałą jakość światła przez cały czas pracy. W przypadku wielu konwencjonalnych lamp skuteczność świetlna z upływem czasu, podczas gdy diody LED mają tendencję do utrzymywania jasności przez znacznie dłuższy czas.

Wskaźnik awaryjności jest również niższy w przypadku diod LED, co czyni je niezawodnym wyborem do zastosowań, w których ciągłe oświetlenie ma kluczowe znaczenie, takich jak środowiska przemysłowe lub obiekty użyteczności publicznej.

Korzyści ekonomiczne i ekologiczne

Długa żywotność zainstalowanych na stałe diod LED przynosi nie tylko korzyści ekonomiczne dzięki zmniejszonym kosztom konserwacji i wymiany, ale także korzyści ekologiczne. Rzadsze wymiany oznaczają mniej odpadów i mniejsze zużycie zasobów. Sprawia to, że diody LED są bardziej przyjazną dla środowiska opcją, która może przyczynić się do zrównoważonej strategii oświetleniowej.

"Aby wydłużyć żywotność zainstalowanych na stałe diod LED, należy upewnić się, że się nie przegrzewają. Zainstalowane na stałe diody LED są wrażliwe na ciepło, a wysokie temperatury mogą drastycznie skrócić ich żywotność. Dlatego ważne jest, aby diody LED były odpowiednio chłodzone, np. za pomocą radiatorów lub wentylatorów."

Degradacja diod LED: przyczyny, skutki i środki zaradcze

Degradacja jest terminem używanym w wielu dziedzinach technicznych i naukowych i ogólnie opisuje proces pogarszania się lub stopniowego pogarszania się właściwości materiału, wydajności lub wydajności. 

W odniesieniu do technologii LED degradacja odnosi się do zmniejszenia mocy świetlnej i wydajności diod LED w miarę upływu czasu. Proces ten jest nieunikniony, ale na jego szybkość i zakres mogą wpływać różne czynniki.

Degradacja diod LED

W przypadku diod LED degradacja występuje głównie w postaci spadku skuteczności świetlnej. Spadek ten jest często określany jako utrzymanie strumienia świetlnego lub utrzymaniem strumienia świetlnego i jest wyrażany jako procent pierwotnej skuteczności świetlnej. Na przykład typowa wartość degradacji może wynosić 70% pierwotnej jasności po 50 000 godzin pracy, często wyrażana jako L70. Oznacza to, że dioda LED nadal zapewnia 70% swojej pierwotnej jasności po tym czasie pracy.

Przyczyny degradacji

1. Stres termiczny: Nadmierne ciepło jest jedną z głównych przyczyn degradacji diod LED. Chociaż diody LED są bardziej wydajne niż tradycyjne źródła światła, nadal generują ciepło, które musi zostać rozproszone. Słabe rozpraszanie ciepła może prowadzić do przegrzania, które uszkadza materiały LED i zmniejsza strumień świetlny.
2. Obciążenie elektryczne: Duże lub zmienne obciążenia prądowe mogą wpływać na żywotność i wydajność diod LED. Stałe i stabilne zasilanie ma kluczowe znaczenie dla zminimalizowania degradacji.
3. Warunki środowiskowe: Wilgotność, ekstremalne temperatury i wpływy chemiczne mogą atakować materiały, z których wykonane są diody LED i powiązane z nimi komponenty, prowadząc do ich szybszej degradacji.
4. Jakość materiałów: Jakość użytych materiałów ma znaczący wpływ na szybkość degradacji. Wysokiej jakości diody LED z wytrzymałymi materiałami generalnie wykazują wolniejszą degradację w porównaniu do produktów gorszej jakości.

Skutki degradacji 

Degradacja ma bezpośredni wpływ na ich wydajność i efektywność. Wraz ze wzrostem stopnia degradacji, nie tylko spada jasność, ale mogą również wystąpić zmiany koloru, wpływające na jakość światła. Może to być szczególnie krytyczne w zastosowaniach, w których wymagane są stałe warunki oświetleniowe, takich jak środowiska przemysłowe, placówki medyczne lub galerie sztuki.

Środki mające na celu zmniejszenie degradacji

1. Dobre zarządzanie temperaturą: Wdrożenie skutecznych systemów lub technik chłodzenia może utrzymać niską temperaturę diod LED, a tym samym spowolnić ich degradację.
2. Wysokiej jakości materiały: Zastosowanie wysokiej jakości diod LED i komponentów może znacznie zmniejszyć tempo degradacji.
3. Stabilne zasilanie: Stałe i czyste zasilanie zapobiega przeciążeniom elektrycznym i chroni komponenty LED.
4. Ochrona przed wpływami środowiska: Odpowiednie obudowy i powłoki ochronne mogą chronić diody LED przed szkodliwymi wpływami środowiska i wydłużyć ich żywotność.

Czynniki i metody obliczania żywotności diod LED

Żywotność diod LED jest zwykle określana w godzinach pracy i opisuje okres, w którym dioda LED może utrzymać określoną moc wyjściową lub jasność. Obliczenia te opierają się na kilku czynnikach i testach, aby zapewnić niezawodne działanie diod LED w rzeczywistych warunkach. Oto najważniejsze kroki i czynniki, które są brane pod uwagę przy obliczaniu żywotności diod LED:

1. utrzymanie strumienia świetlnego (utrzymanie strumienia świetlnego): Żywotność diody LED jest często definiowana jako czas, w którym skuteczności świetlnej spadła do określonego procentu pierwotnej wartości. Typowe mierzone wartości to

1. L70: Czas do osiągnięcia przez diodę LED 70% pierwotnej skuteczności świetlnej.
2. L80: Czas do osiągnięcia przez diodę LED 80% pierwotnej skuteczności świetlnej.

Na przykład, L70=50 000 godzin oznacza, że dioda LED nadal zapewnia 70% swojej pierwotnej jasności po 50 000 godzin pracy.

2. warunki testowe: Diody LED są testowane w standardowych warunkach w celu uzyskania spójnych i porównywalnych wyników. Testy te obejmują:

1. Temperatura: diody LED są testowane w różnych temperaturach, aby zmierzyć ich wydajność w realistycznych warunkach pracy.
2. Prąd roboczy: Prąd, przy którym działają diody LED, jest utrzymywany na stałym poziomie podczas testów.
3. Warunki otoczenia: Testy uwzględniają warunki środowiskowe, takie jak wilgotność i ciśnienie powietrza.

3. przyspieszone testy żywotności: Ponieważ testowanie diod LED przez cały okres ich eksploatacji jest niepraktyczne, stosuje się testy przyspieszone. Testy te zwiększają temperaturę pracy i natężenie prądu, aby przyspieszyć proces starzenia. Wyniki tych testów są następnie ekstrapolowane w celu oszacowania żywotności w normalnych warunkach.

4. wskaźnik awaryjności i niezawodność: Oprócz skuteczności świetlnej pod uwagę brany jest również wskaźnik awaryjności diod LED. Odnosi się to do prawdopodobieństwa, że dioda LED ulegnie całkowitej awarii z powodu wady technicznej. Do modelowania wskaźnika awaryjności w czasie wykorzystywane są metody statystyczne, takie jak rozkład Weibulla.

5. specyfikacje i certyfikaty producenta: Producenci często zapewniają gwarantowaną żywotność w oparciu o wewnętrzne testy i modelowanie. Certyfikaty niezależnych organizacji testujących mogą zapewnić dodatkową pewność, że podane okresy eksploatacji są wiarygodne.

Przykład obliczeń 

Producent może eksploatować diodę LED w temperaturze pokojowej 25°C przy prądzie roboczym 350 mA i stwierdzić, że dioda LED zachowuje 95% swojej pierwotnej jasności po 10 000 godzin. 

Korzystając z modeli matematycznych i przyspieszonych testów w wyższych temperaturach, można ekstrapolować, że dioda LED nadal ma 70% swojej jasności po 50 000 godzin w normalnych warunkach (L70).

Czynniki wpływające na rzeczywistą żywotność diod LED

Na rzeczywistą żywotność może wpływać wiele czynników, które wykraczają poza prostą specyfikację godzin pracy. Cykle przełączania, liczba godzin pracy i temperatura otoczenia odgrywają tutaj znaczącą rolę. Czynniki te mogą znacząco wpływać na wydajność i żywotność diod LED i powinny być brane pod uwagę przy wyborze i instalacji oświetlenia LED.

1. cykle przełączania

Definicja i wpływCykle przełączania odnoszą się do liczby włączeń i wyłączeń diody LED. Każda dioda LED ma ograniczoną liczbę cykli przełączania, które może obsłużyć, zanim wpłynie to na jej wydajność.

Wpływ na żywotnośćCzęste włączanie i wyłączanie może prowadzić do naprężeń termicznych w diodzie LED, która za każdym razem nagrzewa się i stygnie. Te cykle termiczne mogą obciążać wewnętrzne komponenty i prowadzić do przedwczesnej awarii. Diody LED są generalnie bardziej odporne na cykle przełączania w porównaniu do konwencjonalnych żarówek. Niemniej jednak, bardzo częste włączanie i wyłączanie, na przykład w aplikacjach takich jak czujniki ruchu lub migające światła, może skrócić żywotność.

Informacje o producencieWielu producentów podaje, że ich diody LED są zaprojektowane na określoną liczbę cykli przełączania. Liczba ta może wynosić od kilku tysięcy do kilku milionów cykli, w zależności od jakości i konstrukcji diody LED.

2. liczba godzin pracy

Definicja i wpływLiczba godzin pracy odnosi się do całkowitego czasu, jaki dioda LED spędza włączona. Jest to główny czynnik, który określa żywotność diod LED i jest zwykle określany przez producentów.

Wpływ na żywotnośćŻywotność diody LED jest często opisywana w kategoriach strumień świetlny -np. L70 (czas do osiągnięcia przez diodę LED 70% pierwotnej skuteczności świetlnej). Dłuższy czas pracy oznacza większe skumulowane obciążenie komponentów LED. Diody LED, które są eksploatowane w sposób ciągły przez dłuższy czas, mają zazwyczaj dłuższą żywotność w porównaniu do tych, które są często włączane i wyłączane.

Praktyczny przykładDioda LED działająca średnio przez 3 godziny dziennie ma znacznie dłuższą oczekiwaną żywotność niż dioda działająca 24 godziny na dobę. Oznacza to, że ta sama dioda LED będzie działać dłużej w gospodarstwie domowym niż w zastosowaniach przemysłowych, gdzie może świecić przez całą dobę.

3. temperatura otoczenia

Definicja i wpływTemperatura otoczenia to temperatura powietrza wokół diody LED podczas pracy. Diody LED są wrażliwe na wysokie temperatury, ponieważ mogą one bezpośrednio wpływać na wydajność i żywotność.

Wpływ na żywotność:

Wysokie temperaturyJeśli diody LED są eksploatowane w wysokich temperaturach otoczenia, może to prowadzić do ich przegrzania. Przegrzanie przyspiesza degradację materiałów LED i szybciej zmniejsza skuteczność świetlną.

Niskie temperatury: Niskie temperatury są generalnie mniej szkodliwe dla diod LED, a nawet mogą wydłużyć ich żywotność. Diody LED pracują wydajniej i generują mniej ciepła w niższych temperaturach.

Zarządzanie temperaturąSkuteczne odprowadzanie ciepła ma kluczowe znaczenie dla maksymalizacji żywotności diod LED. Można to osiągnąć poprzez zaprojektowanie oprawy LED, radiatorów i innych pasywnych lub aktywnych metod chłodzenia.

Specyfikacje producentaWiększość producentów testuje swoje diody LED w standardowych temperaturach, zazwyczaj 25°C. Testy te dostarczają danych bazowych, ale rzeczywista żywotność może się różnić, jeśli diody LED są używane w cieplejszych lub chłodniejszych środowiskach.

Przyczyny awarii diod LED i sposoby ich wymiany

Diody LED mogą się zepsuć, mimo że mają znacznie dłuższą żywotność w porównaniu z konwencjonalnymi żarówkami i lampami halogenowymi. Awarię diody LED mogą powodować różne czynniki:

PrzegrzanieJedną z najczęstszych przyczyn awarii diod LED jest przegrzanie. Jeśli ciepło nie jest skutecznie odprowadzane, wewnętrzne elementy diody LED mogą ulec uszkodzeniu. Może to być spowodowane nieodpowiednim zarządzaniem termicznym, brakiem wentylacji lub wysoką temperaturą otoczenia.

Przeciążenie elektryczneSkoki napięcia lub wahania prądu mogą uszkodzić elementy elektroniczne diody LED. Może to być spowodowane wadliwymi zasilaczami, niewłaściwym okablowaniem lub usterkami elektrycznymi w sieci zasilającej.

Problemy z jakościąGorszej jakości diody LED lub słaba jakość wykonania mogą również prowadzić do przedwczesnej awarii. Wysokiej jakości diody LED renomowanych producentów mają zazwyczaj dłuższą żywotność i są mniej podatne na usterki.

Uszkodzenia mechaniczneUderzenia fizyczne, takie jak wstrząsy, wibracje lub niewłaściwa obsługa, mogą uszkodzić diody LED. Szczególnie podatne są połączenia i złącza lutowane wewnątrz diody LED.

DegradacjaNawet jeśli diody LED działają niezawodnie przez długi czas, nadal podlegają naturalnemu procesowi starzenia. Wydajność świetlna stopniowo maleje i mogą wystąpić zmiany koloru. Z czasem może to prowadzić do uznania diody LED za "zepsutą", nawet jeśli nadal działa.

Czy lampy LED można wymienić? 

To, czy i w jaki sposób można wymienić lampy LED, zależy od konstrukcji oprawy oświetleniowej i typu diody LED. Zasadniczo istnieją dwa główne typy lamp LED: wymienne lampy LED i zainstalowane na stałe lampy LED.

Wymienne źródła światła LED

1. Łatwa wymiana: Wiele lamp LED jest zaprojektowanych tak, aby mogły bezpośrednio zastąpić konwencjonalne lampy żarowe lub halogenowe. Te diody LED mają znormalizowane podstawy (np. E27, GU10) i można je łatwo wymienić poprzez wkręcenie lub podłączenie do istniejącego gniazda.
2. Zalety: Wymiana jest prosta i nie wymaga specjalnych narzędzi ani specjalistycznej wiedzy. Ponadto uszkodzone lub przestarzałe diody LED można wymienić szybko i niedrogo.

Światła LED zainstalowane na stałe

1. Złożoność: Wymiana zainstalowanych na stałe diod LED jest zwykle trudniejsza, ponieważ diody LED są zintegrowane z oprawą oświetleniową. Często oznacza to konieczność wymiany całej oprawy, jeśli diody LED ulegną awarii.
2. Zalety: Diody LED montowane na stałe umożliwiają tworzenie bardziej kompaktowych i wydajnych konstrukcji. Często oferują lepsze odprowadzanie ciepła i dłuższą żywotność, ponieważ są specjalnie zoptymalizowane dla danej oprawy.

Pięć wskazówek, jak wydłużyć żywotność źródeł światła LED

1. zapewnić dobre rozpraszanie ciepła

Dlaczego ważne: Przegrzanie jest jedną z głównych przyczyn przedwczesnej awarii diod LED. Skuteczne odprowadzanie ciepła może utrzymać niską temperaturę źródeł światła LED i wydłużyć ich żywotność.

Jak wdrożyć: Używaj opraw oświetleniowych, które zostały opracowane specjalnie dla diod LED i mają dobre radiatory lub systemy wentylacji. Upewnij się, że lampy LED są zainstalowane w dobrze wentylowanych miejscach, aby ułatwić rozpraszanie ciepła. Regularnie usuwaj kurz i brud z radiatorów i szczelin wentylacyjnych, aby utrzymać skuteczność rozpraszania ciepła.

2. zapewnić stabilne zasilanie

Dlaczego ważne: Wahania napięcia i przeciążenia elektryczne mogą uszkodzić wewnętrzne elementy diod LED i skrócić ich żywotność.

Jak wdrożyć: Używaj diod LED ściemniacze które zapewniają równomierne zasilanie i nie wpływają na żywotność diod LED. Zainstaluj urządzenia przeciwprzepięciowe, aby chronić diody LED przed nagłymi skokami napięcia. Upewnij się, że instalacje elektryczne w Twoim domu lub firmie są prawidłowe i bezpieczne.

3. Unikaj częstego włączania i wyłączania

Dlaczego ważne: Za każdym razem, gdy dioda LED jest włączana lub wyłączana, jest narażona na naprężenia termiczne, które mogą wpływać na jej żywotność.

Jak wdrożyć: Unikaj niepotrzebnie częstego włączania i wyłączania diod LED. Pozostaw je włączone, jeśli opuszczasz pomieszczenie tylko na krótki czas. Używaj czujników ruchu i timerów, aby zoptymalizować włączanie i wyłączanie diod LED i zmniejszyć liczbę cykli przełączania. W przypadku obszarów, w których częste włączanie i wyłączanie jest nieuniknione, wybierz diody LED zaprojektowane do wielu cykli przełączania.

4. uwzględnienie warunków środowiskowych

Dlaczego ważne: Ekstremalne temperatury, wysoka wilgotność i agresywne warunki środowiskowe mogą wpływać na wydajność i żywotność diod LED.

Jak wdrożyć: Instaluj diody LED w środowiskach, które mieszczą się w zalecanym przez producenta zakresie temperatur. Unikaj używania diod LED w środowiskach wilgotnych lub korozyjnych, chyba że są one specjalnie zaprojektowane do tego celu (np. diody LED z ochroną IP dla obszarów zewnętrznych ). Chronić diody LED przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych i innymi ekstremalnymi warunkami pogodowymi.

5. Wybieraj wysokiej jakości diody LED i akcesoria

Dlaczego ważne: Wysokiej jakości diody LED i komponenty generalnie oferują lepszą wydajność i dłuższą żywotność.

Jak wdrożyć: Inwestuj w diody LED renomowanych producentów, którzy są znani ze swojej jakości i niezawodności. Szukaj certyfikatów i pieczęci zatwierdzenia, które potwierdzają jakość i żywotność diod LED. Używaj tylko kompatybilnych zasilaczy i sterowników, które są specjalnie zaprojektowane dla odpowiednich diod LED.

Podsumowanie - Jak zrobić wszystko dobrze!

Żywotność źródeł światła LED można znacznie wydłużyć, podejmując proste działania. Kluczowe znaczenie ma dobre odprowadzanie ciepła, stabilne zasilanie, unikanie częstych cykli przełączania, odpowiednie warunki otoczenia i wybór produktów wysokiej jakości. Postępując zgodnie z tymi wskazówkami, będziesz czerpać korzyści z długotrwałego, wydajnego i niezawodnego oświetlenia LED, które oszczędza koszty i chroni środowisko w perspektywie długoterminowej

Jeśli nadal nie jesteś zdecydowany, w jaki sposób chcesz wdrożyć oświetlenie, dlaczego nie umówić się na spotkanie z projektantami oświetlenia ze skapetze®, aby omówić osobiste konsultacje i opracowanie indywidualnej koncepcji oświetlenia oraz opracowanie indywidualnej koncepcji oświetlenia.

Zapraszamy również do odwiedzenia nas na miejscu w Simbach am Inn w naszej siedzibie. studio oświetleniowe odwiedź nas.

Jeśli masz już konkretny pomysł na to, jak światła powinny wyglądać w Twoim domu, możemy pomóc Ci przekształcić ten pomysł w rzeczywistość - nasze wewnętrzny warsztat sprawia, że jest to możliwe.