Срок службы светодиодов

Как оценить срок службы светодиодного светильника?

Многие производители указывают красивые цифры сроков службы светодиодных светильников — 50−100 тыс. часов. При эксплуатации около 12 часов в сутки за год светильник наработает всего 4 тыс. часов. То есть, установив такой светильник, потребитель может не менять его как минимум в течение 12,5 лет? Но почему тогда производители дают гарантию на свою продукцию 2-3 года? В этой статье разберемся подробнее, за счет чего светильник может прослужить долго и как можно понять, какой светильник действительно качественный.

Светодиодный светильник, как и любой другой осветительный прибор, имеет стандартный набор характеристик, по которым можно его классифицировать. Во-первых, это световые характеристики прибора — световой поток, светораспределение, световая отдача, спектральные характеристики. Во-вторых, эксплуатационные характеристики — диапазон рабочих температур, пыле- и влагозащищенность корпуса, устойчивость к механическим нагрузкам, ударам и вибрациям. Все это в совокупности определяет область применения светильника. Ну и конечно, важнейшей для потребителя характеристикой при выборе светильника является его срок службы. Поэтому так заманчиво выглядят именно светодиодные светильники, особенно те, которые стоят недорого. Ведь на бумаге заявленный срок службы дешевого и качественного светодиодного светильника зачастую совпадают, и на первый взгляд никакой разницы кроме цены нет.

Срок службы с научной точки зрения.

Разберемся в терминологии и уточним, что же должен понимать рядовой потребитель под словами «срок службы». Срок службы светодиодного светильника — это способность сохранять свои светотехнические и эксплуатационные характеристики с течением времени. Физически светодиодный светильник при определенных условиях может проработать до 7 лет, но насколько снизятся его основные характеристики за этот период времени? Сохранится ли за это время, например, его световой поток? Изменится ли потребляемая мощность, как будут изменяться другие электрические и световые характеристики? На все эти вопросы большинство производителей до сих пор не имеют однозначного ответа. Светодиодные светильники не так давно начали пользоваться широким спросом, поэтому достоверная статистика просто отсутствует.

Факторы, влияющие на срок службы светодиодного светильника.

Светодиодный светильник, как и любой другой продукт современных высоких технологий, является сложным электротехническим прибором. Светильник состоит из оптической и электрической частей. Каждая из этих частей имеет свой срок службы, заявленный производителем. Срок службы оптической части, в которую входят светодиоды, вторичная оптика, отражатели и рассеиватели, достаточно велик и может достигать тех самых 100 тыс. часов (с ухудшением световых характеристик на 40% и более). Срок службы электрической части, в которую входят драйверы и системы управления, чаще всего ниже, чем оптической части. Можно однозначно сказать, что срок службы светодиодного осветительного прибора характеризуется минимальным сроком службы одной из этих частей.

Рассмотрим светодиодный светильник и его компоненты с точки зрения срока службы. Для примера возьмем уличный светодиодный светильник Shine® SMD 150 Вт.

Рис. 1. Светодиодный уличный светильник Shine SMD 150W

При создании оптической части данного светодиодного светильника использовались светодиоды производства компании Cree, одного из ведущих мировых производителей светодиодов на сегодняшний день. В Cree лабораторным путем провели исследования и представили график падения светового потока единичного светодиода (при различных температурах на кристалле) в течение срока службы.

Рис. 2. График зависимости светового потока светодиодов от времени использования при различных температурах на кристалле.

Из графика видно, что даже при перегреве кристалла светодиода, приемлемое падение светотехнических характеристик (10%) происходит через 30 тыс. часов эксплуатации. Конструкция светильника Shine® SMD 150 Вт обеспечивает качественный отвод тепла от светодиодных модулей, исключая сильный перегрев светодиодов.

Сердцем электрической части светодиодного светильника SMD 150 Вт является драйвер производства компании Philips.

Рис. 3. "Начинка" Светодиодного уличного светильника Shine

На данный драйвер компания Philips гарантирует высочайшую степень пыле- и влагозащищенности IP66. То есть даже при повреждении корпуса светодиодного светильника, драйвер не пострадает от воздействия внешних факторов. Это дополнительно влияет на срок службы осветительного прибора в целом. Кроме того, производитель драйвера заявляет, что падение выходных характеристик не превышает 10% по истечении 80 тыс. часов.

Рис. 4. Драйвер Philips с возможностью диммирования

Необходимо отметить, что эти данные приведены для идеальной работы драйвера (стабильное питающее напряжение, отсутствие перепадов температур, отсутствие внешних воздействующих факторов, идеальная нагрузка и т.д.). Разумеется, идеальные условия работы драйвера возможно обеспечить только в лабораторных условиях.

Соответствие электрической и оптической частей друг другу.

Отдельно стоит отметить, что на качество светодиодного светильника влияет коэффициент загрузки драйвера. Коэффициент загрузки драйвера показывает, насколько загружен драйвер от расчетной мощности. Например: драйвер рассчитан на 150 Вт, а светодиодный модуль, подключенный к нему, потребляет 75 Вт, т.е. драйвер работает в «недогрузе» и коэффициент его загрузки равен 50%. Если к такому драйверу подсоединить светодиодный модуль, потребляющий 150 Вт, то загрузка драйвера будет полной, и он будет работать в оптимальном режиме (с коэффициентом загрузки, равным 100%). Реально стопроцентную загрузку обеспечить практически невозможно, но стремиться к этому необходимо, чтобы получить максимум от используемого драйвера.

В уличных светодиодных светильниках Shine мы реализовали коэффициент загрузки драйвера Philips от предельной мощности не менее 85%, тем самым обеспечив качественные входные электрические характеристики для светодиодных модулей и не позволив работать драйверу «в холостую».

Последствия недогруза драйвера, внешне не заметные, могут быть плачевными. Из-за недогруза ухудшается коэффициент мощности (о том, что это такое, мы писали в статье Что такое коэффициент мощности?). Как следствие — больше энергии "гуляет" по сети и портит проводку. Могут происходить внезапные отключения питания из-за перегрузки сети. В худшем случае при групповом включении приборов с низким коэффициентом мощности может произойти короткое замыкание.

Что еще может повлиять на срок службы светодиодного светильника?

Современные светодиодные светильники не только экономичны сами по себе, они позволяют добиться еще большей экономии за счет возможности управления ими, в том числе удаленной. Существующие системы диммирования Teliko, Dali и др. чаще всего положительно сказываются на сроке службы оптической части (светодиодов), но могут снизить надежность электрической — появляется больше элементов в электронной схеме, которые могут выйти из строя при эксплуатации. Поэтому, если Вы решили сделать выбор в пользу систем управления, то необходимо вдвойне тщательно изучить «начинку» светильника.

Подведем итог нашего примера: для светодиодного светильника Shine® SMD 150 Вт заявлен срок службы 50 тыс. часов, т.е. в течение данного срока службы светильник обеспечит необходимые светотехнические и эксплуатационные характеристики. Исходя из приведенного выше мини-анализа компонентов это вполне реально при соблюдении правил эксплуатации прибора.

Как проверить достоверность заявленного срока службы светодиодного светильника?

На сегодняшний день четкие практические методики проверки срока службы светодиодного светильника как целого прибора отсутствуют. Поэтому при выборе светодиодного прибора, особенно дорогостоящего, такого, как уличный светодиодный светильник, желательно знать производителей его основных компонентов, а также то, как обеспечивается защита этих компонентов от внешних воздействий. Если компания-производитель сможет продемонстрировать уже реализованную и работающую осветительную установку в течение заявленного срока службы осветительных приборов — это будет весомым аргументом в выборе продукции данной компании. Лучшим доказательством заявленного срока службы является осветительный прибор, уже проработавший этот срок в реальных рабочих условиях без претензий со стороны потребителя.