Что такое деградация светодиодов — советы экспертов

Производители светодиодных ламп и светодиодов обещают большую длительность работы, обычно составляет от 20 тысяч часов для старых моделей, и 30-50 тысяч часов для последних популярных моделей, таких как SMD 5630 и SMD 5730. На самые современные диоды длительность может составлять уже до 100 тыс. часов.

Характеристики кукурузы

В качестве примера с большим временем эксплуатации будет рассмотрена кукуруза с цоколем Е27 и напряжением 220В. Примерное непрерывное время работы этой лампы составляет 2 года, то есть 17,000 – 20,000 часов.

Светодиодная лампочка на SMD 5630

Светодиодная лампа была куплена на Aliexpress, и была поставлена в коридор на лестничной площадке, из-за того, что я заказывал белого света, а одна а оказалась холодного свечения. Эксплуатировалась в замкнутом пространстве, в прозрачном рифленом плафоне, и плафон при этом был температуры окружающего воздуха. За это время пластик на кукурузе пожелтел и явно стали видны следы деградации люминофора на диодах, которые обнажили внутренности светодиодов SMD 5630 под силиконовой поверхностью.

В ней использованы диоды низкого качества от мелкокитайского производителя, которые включены на 30% от общепринятой мощности, на 0,15 Вт вместо 0,5 Ватт. Таким образом, производитель защищает его от преждевременного снижения характеристик и обеспечивает приемлемую длительность использования.

Диоды бюджетные китайские, на 0,15W, вместо положенных популярных 0,5W.  Этим китайцы умело пользуются, то есть обманывают. Выдают их за полватные. Кто покупает первый раз и не разбирается в этом, не поймет что его обманули. Это я подробно описал в статье про выбор светодиодных лент, сравнивая цены, мощность и конечную выгоду.

Сила тока

Производители обещают и гарантируют то, что светодиод способен проработать до ста тысяч часов хорошей работы (в среднем 50 000), с тем учетом, что ток его будет составлять 20 мА. Однако производители из Китая предпочитают устанавливать в диод чип, который применяется для подсветки экрана в мобильном телефоне. В таких оптоэлектронных приборах светодиод рассчитан на ток до 5 мА. За счет этого продукция выпускается по заниженной стоимости и как результат — недобросовестная победа среди конкурентов, так как светодиод со временем станет работать хуже, начнет деградировать, .

Деградация

Пример, слева новый, справа старый (2 года работы)

По мере эксплуатации, светодиод подвергается воздействиям, которые негативно сказываются на его характеристиках.

Основные факторы:

1. помутнение оптической части, выполненной из силикона;
2. выгорание люминофора под воздействием температур;
3. деформации корпуса из-за нагрева и напряжения корпуса;
4. деградация кристалла.

Светодиод белого света изначально светит холодным синим цветом. Для получения нейтрального белого дневного света, кристалл покрывают люминофором, который преобразует синий в белый цвет.

Во время деградации кристалла, появляются дефекты, при которых участок кристалла перестает светить, но продолжает нагреваться. При этом начинает увеличиваться ток утечки, то есть ток проходит не излучая свет. Самым плохими катализаторами деградации являются ток выше номинального и повышенная температура. Поэтому надо быть осторожным при покупке сомнительных экземпляров, потому что наши китайские братья по разуму могут «разгонять» светодиоды, подавая ток выше номинального.

Тепловыделение

Деградация LED источников света также проявляется и при тепловыделении. Так как корпус для осветительных элементов разработан давно, то процесс его сборки осуществляется высокоавтоматизированным способом. Старый светодиод отлично подходит для такого корпуса, но он совершенно не рассчитан для ярких светодиодов. Посадочное гнездо в установке не должно превышать 12 мм, соответственно старый корпус уже не в состоянии отводить отходящее тепло. Из-за этого чип не способен избежать такого явления, как деградация.

График ниже указывает, как зависит срок службы кристаллов от повышения температуры:

Ресурс

График деградации  от температуры и времени

Что же будет, когда он отработает указанное производителем время?

Общепринятым стандартом считается, что за период указанной длительности работы яркость светодиода упадет на 30%.

Это правило в основном действует на именитых производителей, который соблюдают стандарты, а мелкие и неизвестные производители могут отходить от стандартных правил, с целью завышения параметров и технических характеристик светодиодных ламп. Они могут запросто указать стандартную длительность работы для модели, при этом умолчав, что при этом яркость упадет до 50%.

Во избежание различных неприятных сюрпизов, требуйте  продавца настоящие сертификаты на продукцию. Если сертификатов нет, то подсунуть могут что угодно. Еще одна сопутствующая проблема, это будет непонятно, относится сертификат к этим диодам или он от другой партии.

Качество чипов

Одой из основных причин, почему происходит деградация светодиодов, считается плохое качество используемых чипов. Несмотря на то, что компаний-производителей достаточно много, большая их часть применяет кристаллы, которые изготавливают на однотипной технологии первого поколения – прототипы Nichia, которые обладают прозрачным р-контактом.

Это считается самой дешевой технологией, которая широко используется в мобильных устройствах. Такая светодиодная лампа ведет себя достаточно плохо в условиях горячего окружения. А это означает, что их применение в качестве освещения, нежелательное. Помимо этого, если сравнивать характеристики таких кристаллов с их аналогами, что относятся к прототипу Nichia, то у них нет ничего совместного и общего. Это объясняется тем, что кристаллы выращиваются с пренебрежением и несоблюдением основных технологических процессов, а также с использованием некачественного оборудования.

Измеряем падение яркости через 2 года

На торце обеих  установлено 8 штук

Выгорание люминофора и деградация налицо, но это лишь внешние признаки. Так как я покупал несколько одинаковых, из которых непрерывно в течение 2 лет работала одна, то сравним их яркость. Для теста берем такую же лампу с цоколем Е14 220В, которая практически не работала и отработавшую 17 – 20 тыс. часов.

Фото тестируемых кукуруз, одна в цилиндре

Для получения более точных результатов, будем сравнивать освещенность, создаваемую  SMD 5630, которые находятся только на торце, в количестве 8 штук. Для исключения влияния боковых светодиодов, одеваем неё цилиндр из бумаги.

Измеряем освещенность новой лампочки

Измеряем освещенность старой

В результате тестирования получаем:

• после 2 лет дает освещенность 49 Люкс;
• новая  светит на 73 Люкс.

Разница между старой и новой составляет 24 люкса, получается, что яркость  упала за время двухлетней непрерывной эксплуатации на 33%. Так как они неизвестного китайского производства и низкого качества, то можно сказать, что ресурс этих светодиодов составляет 20,000 часов.

Нарушение основных этапов сборки

В гонке за клиентами, среди большой конкуренции, китайские компании-производители не особо следят и контролируют процесс сборки устройства. Это послужило возникновению еще одной причины деградации светодиодов — из-за некачественной сборки осветительных приборов. В этом случае компании-производители работают по простому принципу – главное не качество, а количество. И как результат, светодиодная лампа служит потребителям намного меньше, чем указано в технических характеристиках LED ламп.

Однако сложно определить, почему светодиод плохо работает и ухудшает свои свойства, какие факторы на это влияют. Деградация может быть различной.

Диод помещается в корпус, у которого характеристики и свойства значительно уступают по качеству. Однако такая светодиодная лампа полностью соответствует всем техническим характеристикам, поэтому изначально считается годной. Ее яркость, цветовая температура, напряжение и прочие параметры соответствуют данным, что прописаны в спецификации производителя. А так как закупочная цена у таких осветительных элементов низкая и доступная, то их закупают многие импортеры. Однако срок службы у таких источников света на порядок меньше того срока, что указан в паспорте и составляет всего лишь несколько сотен часов вместо нескольких тысяч. Этот факт подтвердился в ходе испытаний и эксплуатации компонентов.

Улучшить эффективность диодов и соответственно отдалить процесс их деградации можно несколькими вариантами. Например, повысить качество используемого материала, модифицировать структуру и построение самого чипа, а также технологию его образования. Также при тестировании поверхности можно добиться эффективности в качественной работе LED компонентов.

Определяем режим работы

Чтобы определить светодиоды, которые не в номинальном режиме, а в заниженном или завышенном, то необходимо узнать тип диодов и вычислить суммарную потребляемую мощность и световой поток. Полученные данные сопоставляем с характеристиками светодиодной лампы, в результате чего делаем выводы. Основная проблема, это невозможность определить модель диода из-за наличия матовой колбы. Один из выходов, это найти такие же у другого продавца (например, если покупаете на Aliexpress), у которых указан тип диодов или есть фото без колбы.

Неправильная эксплуатация

Ну и последняя причина деградации светодиодных лент и ламп — неправильная эксплуатация данных осветительных приборов. Дело в том, что перегрев может возникнуть не только из-за конструктивных особенностей изделия, но и из-за того, что пользователь, сознательно купивший дешевую китайскую LED продукцию, как минимум не продумал хороший отвод тепла. Если говорить о светодиодных лентах, то их рекомендуется крепить на алюминиевый профиль, который поможет спасти диоды от перегрева и дальнейшей деградации.

Однако эту причину нельзя назвать настолько оправданной и часто происходящей, т.к. все же низкое качество сборки, неправильно подобранные чипы и осознанное использование дешевых компонентов производителями является основными факторами, из-за которых светодиоды светятся тускло или по разному!

Напоследок рекомендуем просмотреть наглядный пример деградации LED ленты:

Теперь вы знаете, что такое деградация светодиодов и какие причины ее возникновения. Советуем вам приобретать LED продукцию только от проверенных производителей, чтобы в дальнейшем не столкнуться с данным явлением!

Обязательно прочитайте:

Источник

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...