Затухание света светодиодов означает постепенное уменьшение светового потока (яркости) светодиода с течением времени, что является основным фактором, определяющим его эффективный срок службы. В отличие от традиционных лампочек, которые внезапно выходят из строя, светодиоды обычно «умирают», тускнея до тех пор, пока их светоотдача не станет непригодной для использования. Ниже приводится подробный анализ его механизмов, влияющих факторов и измерения:
1. Причины выхода из строя светодиодов
Деградация чипа: Полупроводниковые материалы светодиодного чипа (например, GaN) портятся при высоких температурах, снижая эффективность электролюминесценции. Синие-микрофоны в белых светодиодах деградируют быстрее, чем светодиоды других цветов.
Фосфорное старение: В белых светодиодах используются синие чипы + желтые люминофоры. Фосфоры разлагаются под действием тепла или ультрафиолета, снижая эффективность преобразования и вызывая изменения цвета (например, пожелтение или сине--фиолетовые оттенки).
Неисправность герметизирующего материала:
Эпоксидная смола желтеет под воздействием УФ-излучения, блокируя световой поток.
Силиконовая капсула устойчива к ультрафиолетовому излучению, но может образовывать микропоры, что приводит к утечке синего света и повышению цветовой температуры.
Сульфидная среда (например, промышленные зоны) реагирует с серебром в светодиодах, образуя черный Ag₂S и блокируя свет.
Проблемы с цепью драйвера: Скачки перегрузки по току или напряжению ускоряют перегрев чипа, что способствует быстрому его выходу из строя.
2. Ключевые факторы, влияющие на затухание света
Температура перехода (Tj):
Основной фактор! Каждые 10–15 градусов повышения Tj удваивают скорость распада.
Примеры:
При степени Tj=105 яркость падает до 70 % (L70) примерно за 10 000 часов.
При температуре Tj=65 степень L70 составляет ~90 000 часов.
Ток привода:
Higher currents (e.g., >20mA for low-power LEDs) increase heat generation. Reducing current from 20mA to 14mA can lower decay by >15% .
Управление температурным режимом:
Poor heat dissipation (e.g., enclosed fixtures) traps heat, raising Tj. Spacing LEDs >25 мм уменьшает тепловые перекрестные помехи.
Качество материала:
Low-quality encapsulation (e.g., Class D epoxy) causes >70% decay in 1,000 hours, while Class A silicone maintains >Яркость 94%.
3. Измерение и определение продолжительности жизни
L70 Стандарт: Промышленность определяет «конец срока службы» как потерю яркости на 30%. Например:
Энергетическая звездатребуется L70 Больше или равно 35 000 часов (Яркость больше или равна 94,1% при 6 000 часах).
Методы тестирования:
Ускоренное старение: Испытания при высоких-температурах (например, при 85 градусах и относительной влажности 85 %) имитируют годы разложения за несколько недель.
Оценка температуры перехода: Измерить падение напряжения (ΔV) во время работы. ΔV=4мВ/градус для светодиодов Cree; например, ΔV=0.3V подразумевает степень Tj≈95.
4. Реальный-мир и теоретический срок службы
Лабораторные претензии: Производители указывают 50 000–100 000 часов, но при этом не учитываются стрессовые факторы окружающей среды.
Фактическая производительность:
Внутренние светодиоды: Качественная продукция достигает уровня L70 за 25 000–50 000 часов.
Уличные светодиоды: Пыль, УФ-излучение и термоциклирование сокращают срок службы до 15 000–30 000 часов.
Недорогие-светодиоды: Может разложиться на 30–50% в течение 1000 часов из-за некачественных материалов.
5. Стратегии смягчения последствий
Тепловой расчет: Используйте алюминиевые подложки, радиаторы и избегайте закрытых светильников.
Выбор материала: выберите силиконовую капсулу и устойчивость к сере-.
Оптимизация привода: Формирователи постоянного-тока (например, 15–18 мА) предотвращают перегрузку по току.
Контроль окружающей среды: вентиляция или пассивное охлаждение в массивах с высокой-плотностью.
Распад светодиодного освещения неизбежен, но управляем.Температура переходаявляется доминирующим контролируемым фактором – поддержание Tj ниже или равного 75 градусам продлевает срок службы более 50 000 часов. Отдавайте предпочтение светодиодам сДанные L70 по результатам сертифицированных испытанийи избегайте ультра-дешевых вариантов без управления температурой. Для суровых условий эксплуатации (например, уличных фонарей) наилучший срок службы обеспечивают светодиоды-в силиконовой капсуле с прочными радиаторами. Дополнительную информацию можно найти на страницеhttp://www.benweilight.com
