Permanent installerade lysdioder i lampor - hur länge håller de?

LED-lampornas livslängd: jämförelse och framsteg

Livslängden uttrycks i allmänhet i drifttimmar, vilket är en vanlig metod för att fastställa ljuskällors livslängd. Lysdioder är kända för att hålla betydligt längre än konventionella glödlampor eller halogenlampor.

Tillverkarna anger vanligtvis en livslängd på cirka 20.000 till 50.000 timmar. Dessa imponerande siffror är resultatet av de tekniska framsteg som har gjorts inom LED-utvecklingen. För att förstå betydelsen av dessa drifttimmar i ett vardagligt sammanhang kan man använda ett enkelt

beräkningsexempel: A LED-lampa, som används i genomsnitt 3 timmar per dag skulle hålla i cirka 18 år med en livslängd på 20.000 timmar. Om samma lampa används i 50.000 timmar kan den hålla i upp till 45 år. Detta är en enorm fördel jämfört med konventionella glödlamporsom bara håller i cirka 1.000 timmar i genomsnitt och halogenlampor som håller i cirka 2.000-4.000 timmar.

Jämförelse med konventionella ljuskällor

Den långa livslängden hos LED-lampor är ett av de främsta skälen till att de i allt högre grad ersätter glöd- och halogenlampor. Halogenlampor lampor. Medan en konventionell glödlampa brinner ut relativt snabbt och måste bytas ut ofta, minskar användningen av lysdioder avsevärt mängden underhåll som krävs. Denna minskning av utbytesfrekvensen är inte bara praktisk, utan sparar också kostnader på lång sikt.

Tekniska framsteg och effektivitet

Den imponerande livslängden hos LED-lampor är resultatet av många tekniska framsteg. LED-lampor använder halvledarteknik, som möjliggör en effektivare omvandling av elektricitet till ljus jämfört med de traditionella metoderna för ljusemission med glödlampor. Medan en glödlampa producerar ljus genom värmeeffekten från en volframfilament och förlorar mycket energi som värme, arbetar lysdioder svalare och mer effektivt.

Långsiktig tillförlitlighet

Förutom sin långa livslängd erbjuder LED-lampor också en jämn ljuskvalitet under hela drifttiden. Med många konventionella lampor är ljusutbyte med tiden, medan lysdioder tenderar att behålla sin ljusstyrka under en mycket längre period.

Felfrekvensen är också lägre med LED, vilket gör dem till ett tillförlitligt val för applikationer där kontinuerlig belysning är avgörande, till exempel i industriella miljöer eller offentliga anläggningar.

Ekonomiska och ekologiska fördelar

Den långa livslängden hos permanent installerade LED-lampor ger inte bara ekonomiska fördelar genom minskade underhålls- och ersättningskostnader, utan också ekologiska fördelar. Mindre frekventa utbyten innebär mindre avfall och lägre resursförbrukning. Detta gör LED till ett mer miljövänligt alternativ som kan bidra till en hållbar belysningsstrategi.

"För att förlänga livslängden på permanent installerade lysdioder måste du se till att de inte överhettas. Fast installerade lysdioder är känsliga för värme och höga temperaturer kan drastiskt minska deras livslängd. Det är därför viktigt att lysdioderna kyls ordentligt, t.ex. med hjälp av kylflänsar eller fläktar."

Nedbrytning av lysdioder: orsaker, effekter och motåtgärder

Degradering är en term som används inom många tekniska och vetenskapliga områden och som i allmänhet beskriver processen med försämring eller gradvis försämring av materialegenskaper, prestanda eller effektivitet. 

I relation till LED-teknik nedbrytning avser minskningen av ljusflödet och effektiviteten hos lysdioder över tid. Denna process är oundviklig, men dess hastighet och omfattning kan påverkas av olika faktorer.

Degradering av lysdioder

När det gäller lysdioder sker nedbrytningen främst i form av en minskning av ljusutbytet. Denna minskning benämns ofta underhåll av ljusflöde eller lumenunderhåll och uttrycks som en procentandel av det ursprungliga ljusutbytet. Ett typiskt försämringsvärde kan t.ex. vara 70% av den ursprungliga ljusstyrkan efter 50.000 drifttimmar, ofta uttryckt som L70. Det betyder att LED-lampan fortfarande ger 70% av sin ursprungliga ljusstyrka efter denna driftstid.

Orsaker till försämring

1. Termisk stress: Överdriven värme är en av de främsta orsakerna till nedbrytningen av lysdioder. Även om lysdioder är mer effektiva än traditionella ljuskällor genererar de fortfarande värme som måste ledas bort. Dålig värmeavledning kan leda till överhettning, vilket skadar LED-materialen och minskar ljusflödet.
2. Elektrisk belastning: Kraftig eller varierande strömbelastning kan påverka LED-lampornas livslängd och effektivitet. En konstant och stabil strömförsörjning är avgörande för att minimera försämringen.
3. Miljöförhållanden: Luftfuktighet, extrema temperaturer och kemisk påverkan kan angripa materialen i lysdioden och tillhörande komponenter och leda till snabbare nedbrytning.
4. Materialkvalitet: Kvaliteten på de material som används har en betydande inverkan på nedbrytningshastigheten. Högkvalitativa LED-lampor med robusta material uppvisar i allmänhet långsammare nedbrytning jämfört med sämre produkter.

Effekter av nedbrytning 

Nedbrytning har en direkt inverkan på deras prestanda och effektivitet. När nedbrytningen ökar minskar inte bara ljusstyrkan, utan färgskiftningar kan också uppstå, vilket påverkar ljuskvaliteten. Detta kan vara särskilt kritiskt i tillämpningar där det krävs konstant belysning, t.ex. i industriella miljöer, medicinska inrättningar eller konstgallerier.

Åtgärder för att minska nedbrytningen

1. Bra värmehantering: Genom att använda effektiva kylsystem eller tekniker kan man hålla temperaturen på lysdioderna låg och därmed bromsa nedbrytningen.
2. Högkvalitativa material: Användningen av högkvalitativa lysdioder och komponenter kan avsevärt minska nedbrytningshastigheten.
3. Stabil strömförsörjning: En konstant och ren strömförsörjning förhindrar elektriska överbelastningar och skyddar LED-komponenterna.
4. Skydd mot miljöpåverkan: Lämpliga höljen och skyddsbeläggningar kan skydda lysdioderna från skadlig miljöpåverkan och förlänga deras livslängd.

Faktorer och metoder för att beräkna LED-lampornas livslängd

LED-lampans livslängd anges vanligtvis i drifttimmar och beskriver den period under vilken lysdioden kan bibehålla en viss effekt eller ljusstyrka. Denna beräkning baseras på flera faktorer och tester för att säkerställa att lysdioderna fungerar tillförlitligt under verkliga förhållanden. Här är de viktigaste stegen och faktorerna som beaktas vid beräkningen av LED-lampans livslängd:

1. Lumenunderhåll (ljusflödesunderhåll): Livslängden för en LED definieras ofta som tiden fram till dess att ljusutbyte har sjunkit till en viss procent av det ursprungliga värdet. Typiska uppmätta värden är

1. L70: Tiden det tar innan LED-lampan når 70% av sitt ursprungliga ljusutbyte.
2. L80: Tiden tills LED-lampan når 80% av sitt ursprungliga ljusutbyte.

Exempelvis innebär L70=50.000 timmar att LED-lampan fortfarande ger 70% av sin ursprungliga ljusstyrka efter 50.000 drifttimmar.

2. Testförhållanden: Lysdioderna testas under standardiserade förhållanden för att få konsekventa och jämförbara resultat. Dessa tester inkluderar:

1. Temperatur: Lysdioderna testas vid olika temperaturer för att mäta deras prestanda under realistiska driftsförhållanden.
2. Driftström: Den ström som lysdioderna drivs med hålls konstant under testerna.
3. Omgivande förhållanden: Testerna tar hänsyn till miljöförhållanden som luftfuktighet och lufttryck.

3. Accelererade livslängdstester: Eftersom det är opraktiskt att testa lysdioder under hela deras livslängd används accelererade tester. Dessa tester ökar driftstemperaturen och strömmen för att påskynda åldringsprocessen. Resultaten av dessa tester extrapoleras sedan för att uppskatta livslängden under normala förhållanden.

4. Felfrekvens och tillförlitlighet: Förutom ljusutbytet beaktas även lysdiodernas felfrekvens. Med detta menas sannolikheten för att en lysdiod ska sluta fungera helt på grund av en teknisk defekt. Statistiska metoder som Weibull-distributionen används för att modellera felfrekvensen över tid.

5. Tillverkarens specifikationer och certifieringar: Tillverkare tillhandahåller ofta garanterade livslängder baserade på deras interna tester och modellering. Certifieringar från oberoende testorganisationer kan ge ytterligare försäkran om att de angivna livslängderna är tillförlitliga.

Exempel på en beräkning 

En tillverkare kan driva en LED-lampa vid 25°C rumstemperatur med en driftström på 350 mA och konstatera att lysdioden behåller 95 % av sin ursprungliga ljusstyrka efter 10 000 timmar. 

Med hjälp av matematiska modeller och accelererade tester vid högre temperaturer kan man extrapolera att lysdioden fortfarande har 70% av sin ljusstyrka efter 50.000 timmar under normala förhållanden (L70).

Faktorer som påverkar den faktiska livslängden för LED-lampor

Den faktiska livslängden kan påverkas av en mängd olika faktorer som går utöver den enkla specifikationen av drifttimmar. Kopplingscykler, antalet drifttimmar och omgivningstemperaturen spelar här en viktig roll. Dessa faktorer kan ha en betydande inverkan på LED-lampornas prestanda och livslängd och bör beaktas vid val och installation av LED-belysning.

1. Kopplingscykler

Definition och påverkanMed kopplingscykler avses det antal gånger en lysdiod slås på och av. Varje lysdiod har ett begränsat antal kopplingscykler som den kan hantera innan dess prestanda påverkas.

Påverkan på livslängdenFrekvent på- och avstängning kan leda till termiska påfrestningar i lysdioden när den värms upp och kyls ned varje gång. Dessa termiska cykler kan utsätta de interna komponenterna för påfrestningar och leda till att de går sönder i förtid. LED-lampor är i allmänhet mer robusta mot kopplingscykler jämfört med konventionella glödlampor. Trots detta kan extremt frekventa på- och avstängningar, t.ex. i applikationer som rörelsedetektorer eller blinkande lampor, kan dock förkorta livslängden.

Information om tillverkarenMånga tillverkare uppger att deras lysdioder är konstruerade för ett visst antal kopplingscykler. Det kan röra sig om allt från några tusen till flera miljoner cykler, beroende på lysdiodens kvalitet och konstruktion.

2. Antal drifttimmar

Definition och påverkanMed antalet drifttimmar avses den totala tid som en LED-lampa är påslagen. Detta är den primära faktorn som bestämmer livslängden för lysdioder och specificeras vanligtvis av tillverkarna.

Påverkan på livslängdenLivslängden för en LED beskrivs ofta i termer av lumen -underhåll, t.ex. L70 (tiden till dess att lysdioden når 70% av sitt ursprungliga ljusutbyte). En längre drifttid innebär en högre kumulativ belastning på LED-komponenterna. Lysdioder som används konstant under längre perioder har i allmänhet en längre livslängd jämfört med dem som slås på och av ofta.

Praktiskt exempelEn LED-lampa som används i genomsnitt 3 timmar per dag har en betydligt längre förväntad livslängd än en som används 24 timmar per dag. Det innebär att samma LED-lampa kommer att hålla längre i ett hushåll än i en industriell applikation där den kan lysa dygnet runt.

3. Omgivningstemperatur

Definition och påverkanOmgivningstemperaturen är temperaturen i luften runt LED-lampan under drift. Lysdioder är känsliga för höga temperaturer eftersom de direkt kan påverka prestanda och livslängd.

Påverkan på livslängden:

Höga temperaturerOm lysdioderna används vid höga omgivningstemperaturer kan det leda till överhettning. Överhettningen påskyndar nedbrytningen av LED-materialen och minskar ljusutbytet snabbare.

Låga temperaturer: Låga temperaturer är i allmänhet mindre skadliga för LED-lampor och kan till och med förlänga deras livslängd. Vid svalare temperaturer arbetar lysdioderna mer effektivt och med mindre värmeutveckling.

Termisk hanteringEffektiv värmeavledning är avgörande för att maximera LED-lampornas livslängd. Detta kan uppnås genom LED-armaturens design, kylflänsar och andra passiva eller aktiva kylmetoder.

Tillverkarens specifikationerDe flesta tillverkare testar sina LED-lampor vid standardiserade temperaturer, vanligtvis 25°C. Dessa tester ger baslinjedata, men den faktiska livslängden kan variera om lysdioderna används i varmare eller kallare miljöer.

Orsaker till LED-fel och sätt att byta ut LED-lampor

LED-lampor kan gå sönder, även om de har en mycket längre livslängd jämfört med konventionella glödlampor och halogenlampor. Olika faktorer kan orsaka att en LED-lampa går sönder:

ÖverhettningEn av de vanligaste orsakerna till att lysdioder går sönder är överhettning. Om värmen inte leds bort på ett effektivt sätt kan de interna komponenterna i lysdioden skadas. Orsakerna kan vara otillräcklig värmehantering, bristande ventilation eller höga omgivningstemperaturer.

Elektrisk överbelastningSpänningsspikar eller strömfluktuationer kan skada de elektroniska komponenterna i lysdioden. Orsaken kan vara defekta nätaggregat, felaktig kabeldragning eller elektriska fel i elnätet.

KvalitetsproblemLED-lampor av dålig kvalitet eller dåligt utförande kan också leda till att de går sönder i förtid. Högkvalitativa LED-lampor från välrenommerade tillverkare har i allmänhet en längre livslängd och är mindre känsliga för defekter.

Mekaniska skadorFysisk påverkan som stötar, vibrationer eller felaktig hantering kan skada lysdioder. Anslutningar och lödfogar i lysdioden är särskilt känsliga.

NedbrytningÄven om LED-lampor fungerar tillförlitligt under långa tidsperioder, är de ändå föremål för en naturlig åldringsprocess. Ljusflödet minskar gradvis och färgförändringar kan förekomma. Med tiden kan detta leda till att lysdioden betraktas som "trasig", även om den fortfarande fungerar.

Kan LED-lampor bytas ut? 

Om och hur LED-lampor kan bytas ut beror på armaturens konstruktion och typen av LED. Det finns i princip två huvudtyper av LED-lampor: utbytbara LED-lampor och permanent installerade LED-lampor.

Utbytbara LED-ljuskällor

1. Enkelt byte: Många LED-lampor är konstruerade så att de direkt kan ersätta konventionella glödlampor eller halogenlampor. Dessa LED-lampor har standardiserade baser (t.ex. E27, GU10) och kan enkelt bytas ut genom att skruva eller plugga in dem i den befintliga sockeln.
2. Fördelar: Utbytet är enkelt och kräver inga specialverktyg eller specialkunskaper. Dessutom kan defekta eller föråldrade lysdioder bytas ut snabbt och billigt.

Permanent installerade LED-lampor

1. Komplexitet: Att byta ut permanent installerade lysdioder är vanligtvis svårare eftersom lysdioderna är integrerade i armaturen. Detta innebär ofta att hela armaturen måste bytas ut om lysdioderna går sönder.
2. Fördelar: Permanent installerade lysdioder möjliggör mer kompakta och effektiva konstruktioner. De ger ofta bättre värmeavledning och längre livslängd eftersom de är speciellt optimerade för respektive armatur.

Fem tips för att förlänga livslängden på dina LED-ljuskällor

1. Säkerställ god värmeavledning

Varför viktigt: Överhettning är en av de främsta orsakerna till att LED-lampor går sönder i förtid. Effektiv värmeavledning kan hålla temperaturen på LED-ljuskällor låg och förlänga deras livslängd.

Så här gör du: Använd armaturer som är speciellt utvecklade för LED-lampor och som har bra kylflänsar eller ventilationssystem. Se till att LED-lamporna installeras i väl ventilerade utrymmen för att underlätta värmeavledningen. Rengör regelbundet kylflänsar och ventilationsöppningar från damm och smuts för att bibehålla värmeavledningens effektivitet.

2. Säkerställ en stabil strömförsörjning

Varför viktigt: Spänningsvariationer och elektriska överbelastningar kan skada de inre komponenterna i LED-lamporna och förkorta deras livslängd.

Hur du genomför detta: Använd LED-kompatibla dimmers som säkerställer en jämn strömförsörjning och inte påverkar LED-lampornas livslängd. Installera överspänningsskydd för att skydda lysdioderna från plötsliga spänningsspikar. Se till att elinstallationerna i ditt hem eller företag är korrekta och säkra.

3. Undvik att ofta slå på och stänga av

Varför viktigt: Varje gång en LED slås på eller av utsätts den för termiska påfrestningar som kan påverka dess livslängd.

Hur man genomför: Undvik att slå på och av LED-lampor onödigt ofta. Låt dem vara påslagna om du bara lämnar rummet en kort stund. Använd rörelsedetektorer och timers för att optimera på- och avstängningen av LED-lampor och minska antalet kopplingscykler. I områden där det är oundvikligt att tända och släcka ofta, välj LED-lampor som är konstruerade för många tändningscykler.

4. Beakta miljöförhållandena

Varför viktigt: Extrema temperaturer, hög luftfuktighet och aggressiva miljöförhållanden kan påverka LED-lampornas prestanda och livslängd.

Hur man implementerar: Installera lysdioder i miljöer som ligger inom tillverkarens rekommenderade temperaturintervall. Undvik att använda lysdioder i fuktiga eller korrosiva miljöer om de inte är särskilt utformade för detta (t.ex. IP-skyddade lysdioder för utomhusområden ). Skydda lysdioderna från direkt solljus och andra extrema väderförhållanden.

5. Välj lysdioder och tillbehör av hög kvalitet

Varför viktigt: Högkvalitativa lysdioder och komponenter ger i allmänhet bättre prestanda och längre livslängd.

Så här gör du: Investera i LED-lampor från välrenommerade tillverkare som är kända för sin kvalitet och tillförlitlighet. Titta efter certifieringar och godkännandestämplar som bekräftar LED-lampornas kvalitet och livslängd. Använd endast kompatibla nätaggregat och drivdon som är speciellt utformade för respektive LED.

Slutsats - Hur man gör allt rätt!

Livslängden för LED-ljuskällor kan förlängas avsevärt genom att vidta enkla åtgärder. Bra värmeavledning, en stabil strömförsörjning, undvikande av frekventa kopplingscykler, lämpliga omgivningsförhållanden och val av högkvalitativa produkter är avgörande. Genom att följa dessa tips kommer du att dra nytta av långvarig, effektiv och pålitlig LED-belysning som sparar kostnader och skyddar miljön på lång sikt

Om du fortfarande inte har bestämt dig för hur du vill implementera belysningen, varför inte boka ett möte med ljusdesigners från skapetze®, för en personlig rådgivning och utveckling av en individuellt belysningskoncept och utveckling av ett skräddarsytt belysningskoncept.

Du är också välkommen att besöka oss på plats i Simbach am Inn på vår ljusstudio kom och besök oss.

Om du redan har en konkret idé om hur belysningen ska se ut i ditt hem kan vi hjälpa dig att göra verklighet av den - vår egen verkstad gör det möjligt.