Gwarancja LED – czego można się spodziewać?
Bardzo często spotykamy się z 5-cio letnią gwarancją na produkty LED.
Powoli staje się to wymogiem i standardem w przetargach. Można również spotkać niesamowite oferty producentów, którzy dają nawet 10 lat gwarancji na swoje produkty. Sprawdźmy zatem czy jest to możliwe.
Gwarancja LED – czy realne jest 10 lat?
Do naszej analizy przyjęliśmy założenie, że system pracuje 4880 godzin w ciągu roku. Przyjrzyjmy sią zatem na początku samym diodom LED. Najczęściej podawanym parametrem determinującym ich trwałość jest L70 (czas, po którym strumień świetlny spadnie do poziomu 70% strumienia początkowego). Parametr ten jest opracowywany na podstawie badania LM-80. Źródło jest testowane przez 6000 lub 10 000 godzin. Pozostały czas jest aproksymowany. Na tej podstawie określa się spadek strumienia w czasie w określonej temperaturze. my od trwałości diod LED. Przykładowa zależność dla diod XT-E firmy CREE znajduje się poniżej:
Rys. 1. Krzywa spadku strumienia diod XT-E firmy CREE w zależności od temperatury złącza (prąd 1000 mA)
Jak wynika z wykresu dla temperatury złącza 105°C żywotność L70 wynosi 58 000 h, a dla temperatury 55°C już 480 000 h. Na przykład w temperaturze 65° C trwałość LED może przekraczać 300 000 h (61 lat utrzymania strumienia L70 przy 4 880 h/rok).
Drugim najważniejszym elementem systemu LED jest układ zasilający potocznie zwany zasilaczem. Trwałość zasilacza najczęściej wyrażana jest jako MTBF (Mean Time Between Failures – średni czas bezawaryjnej pracy) w tysiącach lub milionach godzin. W ujęciu matematycznym MTBF stanowi odwrotność częstości awarii:
MTBF = 1 / l
gdzie l – częstość awarii.
Natomiast niezawodność definiowana jest następującą zależnością:
R(t) = e -l t = e –t/MTBF
gdzie: R(t) – niezawodność
l – częstość awarii
t – czas pracy
e – stała Eulera ~ 2,718
Na tej podstawie można narysować funkcję prawdopodobieństwa awarii układu zasilającego w funkcji czasu dla 4880 h/rok.
Rys.2. Funkcja prawdopodobieństwa awarii układu zasilającego w czasie dla MTBF=208 000 h
Powyższy wykres obrazuje prawdopodobieństwo awarii dla jednego z popularniejszych zasilaczy o MTBF = 208 000 h. Niestety na kształt tej funkcji wpływa również temperatura otoczenia, np. wzrost temperatury wewnątrz oprawy.
Rys. 3. Zależność trwałości MTBF od temperatury otoczenia dla zasilaczy o mocach 60W i 30W (www.electronicproducts.com BY JOHN BENATTIAstrodyne, Mansfield, MA)
Jak wynika z wykresu na Rys. 3. po upływie 10 lat możemy się spodziewać 25% uszkodzeń. Nie jest to równoznaczne z całkowitym defektem układu. Może się to wiązać z niemożliwością utrzymania zadanego prądu lub innych parametrów określonych przez producenta. To z kolei wpływa na pracę całej oprawy oświetleniowej, w tym również żywotność diod LED. Podsumowując, najsłabszym elementem systemu LED jest układ zasilnia. O ile same diody LED nie mają problemu z utrzymaniem strumienia (po 10 latach przy 4880 h/rok w temperaturze 65° C strumień pozostanie na poziomie powyżej 90%), o tyle awarii może ulec 25% układów zasilających w różnym stopniu. Niektóre z awarii mogą doprowadzić do całkowitego uszkodzenia systemu LED.