Что такое деградация светодиодов

Что такое деградация светодиода

Чаще всего, говоря о деградации светодиода, имеют ввиду процесс постепенного снижения его яркости вследствие плохого охлаждения кристалла. Еще под понятием «деградация светодиода» может подразумеваться преждевременный приход полупроводникового источника света в непригодность или изменение первоначальной цветовой температуры.

Однако деградация бывает вызвана различными причинами, несмотря на то, что результат всегда выглядит одинаково — неприемлемое снижение яркости светодиода или вообще прекращение испускания им света в ответ на подачу питания.

Деградация светодиодов может стать настоящей проблемой там, где точность цветопередачи крайне важна, например в больницах, в выставочных залах и музеях. Давайте же рассмотрим причины деградации светодиода.

Что такое деградация светодиода

Итак, как мы уже выяснили, процесс старения светодиода называют деградацией. Прежде всего это выражается в снижении яркости испускаемого света (в уменьшении светового потока).

Кроме того проблемой становится так называемый цветовой сдвиг, который выражается в отклонении цветовой температуры от первоначально заявленной, и в ухудшении цветопередачи. Наконец все может закончиться полным выходом светодиода из строя. Но так или иначе светодиод к деградации могут привести различные факторы.

Одна из самых обычных причин ранней деградации кристалла — недоброкачественная сборка изделия. Желая сделать продукт как можно более дешевым, максимально понизить его себестоимость, изготовитель сильно откланяется от адекватных стандартов производства, например использует заведомо маленькие корпуса.

Современные модели мощных светодиодов требуют новых корпусов с большей площадью, нежели у тех корпусов, которые использовались ранее для чипов малой мощности.

Либо сами чипы могут быть изготовлены некачественно, с нарушением правильной технологии. Это однозначно становится причиной ранней деградации кристалла, светодиод выйдет из строя раньше срока гарантийной эксплуатации, заявляемого самонадеянным производителем.

Что такое деградация светодиода, причины деградации светодиодов

В следствие плохого монтажа, кристалл светодиода попадает в неправильные условия эксплуатации. Бывает такое, что алюминиевый профиль вообще не используется когда должен, — это грубое нарушение правил монтажа.

Установка мощного современного светодиода на чип, который использовался в маломощных светодиодах более ранних моделей — ведет к гарантированному перегреву кристалла.

Механические повреждения — также приводят к ранней деградации светодиода. Размещение светодиодов под прямыми солнечными лучами либо перегрев во время пайки неопытным новичком — все это нарушение условий эксплуатации полупроводниковых источников света.

Перечисленные факторы имеют одну общую черту — они способствуют плохому отводу тепла от кристалла, приводят к его перегреву, что отнюдь не соответствует безопасным условиям эксплуатации.

Ток через переход может быть превышен вследствие одного из этих факторов, и диод просто сгорит, равно как при случайном перегреве паяльником. Превышение допустимой температуры внутри устройства — верный путь к быстрой деградации кристалла.

Светодиодная лампа

Но даже если светодиод эксплуатируется правильно, то через определенное время деградации кристалла все равно не избежать. Дело в том, что светодиоды сами по себе подвержены естественному старению. Особенно быстро стареют белые светодиоды. Цвет белого светодиода изначально имеет синий оттенок, который обычно выравнивается до белого при помощи подходящего люминофора.

Люминофор имеет свойство со временем свертываться, его слой в итоге разрушается, и цветовая температура ползет в направлении холодного голубого.

При другом способе производства светодиодов деградация происходит с цветовым сдвигом в сторону желтого цвета, поскольку высокие температуры вызывают появление воздушных зазоров между люминесцентным покрытием и светодиодным чипом, происходит попросту «расслаивание» светодиода.

И то и другое — естественная деградация, характер которой добросовестный производитель всегда рассчитывает на стадии изготовления и учитывает при составлении спецификации на светодиод.

Необходимо помнить, что спецификация изготовленного на заводе светодиода, включая показатели долговечности, составляется в лабораторных условиях, где соблюдены идеально корректные режимы питания, теплоотведения и влажности. При эксплуатации же в реальных условиях, долговечность, как правило, снижается.

Некоторые причины деградации LED лампочек светодиодов: как это происходит и как предотвратить

Деградация светодиодов

Сегодня светодиоды стоят дороже лампочек, к которым мы привыкли. По причине высокой стоимости многие люди не хотят покупать светодиоды и использовать их в качестве основных источников света.

Сегодня многие производители стараются решить проблему высокой стоимости, и не всегда такие действия можно назвать удачным решением.

Чаще всего многие светодиоды более дешёвой стоимости за короткий промежуток времени теряют свою яркость, иногда даже меняют цвет. Именно такой эффект и называется деградацией светодиода.

О том, почему со временем происходит деградация некоторых светодиодов, расскажем в нашей статье.

Не соответствует сила тока

Деградация светодиодов

Иногда можно увидеть гарантии производителей, утверждающие, что LED-лампочки могут работать от 50 до 100 тысяч часов работы и не произойдет деградация. При этом ток может составлять двадцать миллиампер.

Китайские фирмы по производству светодиодов устанавливаются в устройства чипы, которые обычно используют в качестве подсветок для экранов телефонов. При этом диоды в этом случаях рассчитаны на силу не больше пяти миллиампер, большее проведет к деградации.

Это позволяет сэкономить на выпускаемой продукции, при этом такие виды светодиодов стоят значительно дешевле своих конкурентов. Но результат покупателя не порадует: уже в скором времени диоды потускнеют, а затем и вовсе перестанут работать, это и есть проявления деградации.

Плохое отведение тепла

Деградация светодиодов

Тепловыделение тоже может влиять на деградацию светодиодов. Конструкция корпуса, как правило, является устаревшей и подходит и для новых LED-лампочек.

При этом сам процесс конструирования прибора освещения автоматизирован, и изобретать новые виды корпуса из других материалов многим производителям просто невыгодно.

В итоге получается, что старые виды корпуса не могут правильно отводить тепло, которое отходит от самого источника света. Со временем, из-за постоянного воздействия высокой температуры и перегрева, лампочка начинает угасать и менять цвет.

Насколько качественен чип

Чипы в LED-лампочках тоже могут быть не самого лучшего качества. Обычно для создания светодиодов используют кристаллы, созданные по одной и тоже технологии с одним прозрачным компактом.

Примечательно, что данную технологию для производства светодиодов используют почти все производители.

Сам по себе данный способ конструирования диода достаточной дешёвый, кристаллы применяются даже для сборки мобильных телефонов. Диоды, созданные при помощи подобного метода, будут плохо работать при высоких температурах в окружающей среде.

По сути, нельзя долго использовать их в качестве источника света. Хотя сами кристаллы тоже могут различаться между собой.

Например, некоторые кристаллы могут выращиваться по всем правилам, тогда как другие выращивают на некачественном оборудовании, и не соблюдая всех нужных условий.

Этапы сборки нарушены

Некоторые компании производства светодиодов в Китае не слишком добросовестно относятся к сборке своего товара. Поскольку сама конструкция собрана неверно, это тоже может послужить причиной деградации диода.

Обычно китайские производители стараются сделать как можно больше единиц определённого товара, поэтому никто не следит, насколько качественно этот товар собран.

При этом даже если в технических характеристиках к лампочке указаны определённые параметры и срок годности, на деле все эти показатели будут гораздо меньше.

В целом можно сказать, что сложно с точностью понять, что именно является причинами деградации, поскольку сами причины очень разнятся между собой.

Сами диоды могут быть расположены в корпусе с неверными качественными требованиями и характеристиками.

При этом светодиод соответствует заданными техническим параметрам, его нельзя считать негодным изделием. Обычно негодными являются те лампочки, которые не соответствуют обещанным производителем значениям яркости, цвета и потребляемой мощности.

Важно понимать, что оптовые закупочные цены на такой товар будет ниже. Вполне вероятно, что во многих магазинах можно найти LED-лампы, которые будут работать по времени меньше, чем указано в производственных параметрах.

Это подтверждается как проводимыми с такими устройствами испытаниями, так и на личном опыте покупателей.

Некоторые производители всё же ответственно относятся к своей продукции, поэтому повышают эффективность устройств и снижают риск деградации диодов.

Они добиваются хороших результатов с помощью новых технологий по созданию диодов и хороших материалов. Как правило, изделия от таких производителей стоят дороже диодов от китайских компаний.

Неправильное использование светодиодов

Вопрос эксплуатации данных источников света тоже является важным фактором. Иногда лампочки перегреваются не только из-за ошибок в конструкции или сборке, но и из-за того, что люди используют их неправильно.

Например, некоторые покупатели осознанно покупают дешёвые китайские изделия с целью сэкономить, а потом закрепляют их в месте, где диоды плохо отводят тепло.

Лучше всего закреплять LED-лампы на алюминиевом профиле, который может помочь отводу тепла и увеличит срок службы устройства.

На наш взгляд, эта причина всё же встречается реже других. Проблемы из-за чипов, некачественной сборки и слабых комплектующих, как правило, являются основными причинами деградации LED-ламп.

Чтобы своими глазами увидеть, как именно проявляется деградация, советуем посмотреть следующее видео:

В нашей статье мы рассмотрели деградацию диодов, в чём она проявляется и что может стать её причиной.

Чтобы как можно дольше не сталкиваться с явлением деградации, лучше всего приобретать светодиоды у проверенного производителя. Хотя такие изделия обойдутся дороже, они полностью окупят свою стоимость в процессе долгой и надёжной работы!

Почему выходят из строя светодиоды

Светодиодные источники освещения с каждым днем завоевывают все большую популярность, быстро вытесняя старые лампы со спиралью накаливания. LED-лампы обладают рядом ощутимых преимуществ, главными из которых является долговечность и низкое энергопотребление. Срок службы светодиодов лучших мировых производителей уже способен достигать 12 лет! Тем не менее, автовладельцы, пользующиеся светодиодными лампами, время от времени сталкиваются с их преждевременным, причем иногда — еще и довольно быстрым, выходом из строя. Почему же так происходит?

Во время своей работы часть получаемой энергии диод преобразует в свет, а часть — в тепло. Тепловая составляющая, в случае светодиодов, является полностью паразитной. Более того, под воздействием повышенной температуры кристалл диода начинает деградировать. По мере ухудшения свойств все большее количество энергии превращается в тепло, деградация ускоряется, диод тускнеет — настоящий эффект снежного кома. Как и любой полупроводник, светодиод категорически не приемлет высокой температуры.

Борьба с перегревом

Для снижения рабочей температуры ведущие компании-производители светодиодной техники внедряют в свои готовые решения системы охлаждения. В качестве примера можно рассмотреть светодиодные лампы Philips для автомобильного транспорта. Поскольку речь всегда идет о компактных лампах, которые устанавливаются в блок-фары, часто — в непосредственной близости от моторного отсека, срок службы светодиодов будет напрямую зависеть от эффективности охлаждения. Для ламп различных типов и мощности Philips предлагает два типа охлаждения: пассивное и активное. Пассивное охлаждение, известное как технология Philips AirFlux, основано на использовании алюминиевого радиатора сложной формы и большой площади. Благодаря особой, рассчитанной компьютерами поверхности, при правильном ориентировании лампы инициируется самотек воздуха через радиатор, и он тем выше, чем выше поднимается температура.

Таким образом, система AirFlux способна поддерживать оптимальную температуру лампы, что в свою очередь обеспечивает ее долгую работу. Компактный радиатор подходит для охлаждения определенного типа ламп, в которых установлены не самые мощные светодиоды. Для ламп с более мощными светодиодами Philips использует технологию активного охлаждения AirCool. В целом система похожа на компактный кулер компьютерной техники: развитой радиатор охлаждается небольшим и маломощным вентилятором.

Электрические нюансы

Светодиод не лампа накаливания: ток через диод для «вырабатывания» света необходимо пропускать в строго определенном (прямом) направлении. Кроме того, светодиоды чувствительны к повышению силы тока, для чего их всегда подключают к источнику тока, а не напряжения. Для правильной работы светодиод обязательно должен иметь схему управления.

Это очень важно в разрезе автомобильных светодиодов, поскольку повышение напряжения для диода смертельно. Стандартное напряжение, на которое рассчитаны эти источники света — 12,7 В. Любой автомобилист знает, что в машине это значение достигается только при работе электрики от аккумулятора, тогда как генератор современного авто часто поднимает напряжение до 14 и даже 15 В. Особенно часто это происходит после холодного пуска двигателя зимой в морозы. Эти скачки напряжения губительны для светодиодов, и зачастую именно они становятся причиной быстрого выхода диода из строя. Повышение напряжения ведет к повышению тока на светодиоде, что практически по экспоненте увеличивает тепловыделение и ограничивает световой поток. Диод начинает греть, а не светить, и очень быстро в прямом смысле слова перегорает.

Грамотное управление

Учитывать такую специфику работы и стабилизировать входное напряжение — задача управляющей микросхемы, которая обязательно должна входить в состав светодиодной лампы. Чем мощнее светодиод, тем более сложной является такая схема, которая при работе и сама выделяет тепло, что также необходимо учитывать. Наличие управляющей схемы с широтно-импульсной модуляцией также является показателем качества светодиодной лампы от серьезного производителя. В дешевых лампах на этом часто экономят: в итоге диоды при повышении напряжения в бортовой сети светят ярко, но, увы, недолго.

А что же сам диод?

Ресурс светодиода также напрямую зависит от его качества. В современных SMD-диодах очень важно качество пайки чипа к подложке. При плохой пайке будет возрастать сопротивление, расти температура, то есть происходить все то, из-за чего светодиод быстро выходит из строя.

Кроме того, при неправильной установке светодиода на подложку не произойдет полный контакт теплоотвода, что не даст отвести достаточное количество тепла от кристалла. Казалось бы, нюансы. Однако работать так, чтобы все мелочи и детали были учтены, зачастую способен только крупный производитель, обладающий налаженной системой контроля качества.

Как же быть уверенным в том, что светодиодная лампа прослужит долго? Довериться крупному производителю и перестать покупать светодиоды сомнительного происхождения. В случае с продукцией под брендом Philips потребитель точно не ошибется и получит гарантированно проверенное и качественное решение. Автомобильные светодиодные лампы Philips обладают уникальными технологиями охлаждения и всегда комплектуются умными управляющими схемами. Именно это позволяет производителю с уверенностью заявлять о том, что автолампы Philips работают долго — вплоть до 12 лет!

Что такое деградация светодиодов

деградация светодиодов

Качество светодиода зависит от цены, пытаясь сэкономить, можем наткнуться на некачественный продукт. Часто после покупки светодиодной лампы, со временем мы наблюдаем, что она светит тусклее, искажает цвет, такой процесс называют деградация светодиодов. В этой статье мы расскажем, что такое деградация светодиодов и рассмотрим основные причины, которые могут к этому привести.

Сила тока

Каждый производитель гарантирует, то что любой светодиод может светить до 100 00 часов, с учетом того, что ток его равен 20 мА.

долговечность светодиодов

Находчивые производители из Китая, умудряются крепить в светодиод чип, который обычно используют для подсветки экрана телефона, в таких приборах светодиод рассчитывается на ток до 5 мА. Это позволяет производителю занижать стоимость на светодиод, и результат вы купите некачественный продукт, который на рынке будет пользоваться спросом, разочарование вы получите в процессе работы светодиодной лампы, она начнет деградировать.

Выделение тепла

Еще деградация светодиодных источников может зависеть от тепловыделения. Корпус для ламп различного вида, разработан давно и производится механизированными машинами, старый образец подходит для данных светодиодов, так как не рассчитан на повышенную яркость.

Основа, а именно (посадочное гнездо) при установке не рекомендовано превышать более чем двенадцать миллиметров, в процессе мы понимаем, что устарелый корпус не в состоянии отводить отходящее тепло. В результате чип получает такое явление, как деградация.

Качество драйверов

Основная и самая распространенная причина деградации светодиодов, некачественное использование чипов. Большинство производителей в погоне за прибылью, используют при производстве дешевую технологию. Применяя кристаллы, которые изготовлены с помощью однотипной технологии первого поколения, а именно копии Nichia, делая прозрачным p-контакт. При изготовлении пренебрегают правилами технологических процессов, используя некачественное оборудование.

В итоге использование таких ламп не рекомендовано.

Ошибки при сборке устройства, приводящие к деградации:

  1. Не контролируется процесс сборки устройства.
  2. Используются дешевые материалы.
  3. Используются не качественные материалы.
  4. Принцип не качество, а количество.
  5. Неправильная эксплуатация.

деградация светодиодов основные причины

Остается только понять, почему светодиод не выполняет качественно свою функцию. Деградация и ее проявления различны.

При помещении диода в корпус изначально его характеристики и основные составляющие не надлежащего качества. Внешне такая лампа ничем не отличается от качественных, у нее такие же изначальные характеристики, поэтому она на рынке представлена покупателю. Значительное отличие такой лампы — это срок годности и качество работы.

Поднять работоспособность лампы можно повысив качество материала, пройти все процессы при изготовлении под контролем согласно правилам. Перед продажей провести тестирование на соответствие качества. Помните о том, что сделать светодиодную лампу своими руками можно, также ее можно собрать из нескольких.

Также рекомендуем посмотреть вот такое видео:

Неправильное использование

Самая основная и последняя причина деградации светодиодов – неверное применение, использование. Может перегреться прибор, из-за не продуманного отвода тепла.

Советуем светодиодные ленты прикреплять к алюминиевым профилям, что гарантирует страховку от перегрева и деградации.

Но распространённые причины — это некачественные платы при сборке, и дешевые составляющие, из-за которых мы не получаем желаемого результата от светодиодных ламп и лент, по исходу получаем деградацию светодиода.

Пример выгорания светодиодов

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.

  • 1. Характеристики кукурузы
  • 2. Деградация
  • 3. Ресурс
  • 4. Измеряем падение яркости через 2 года
  • 5. Определяем режим работы

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 лампа на SMD 5630, светодиоды которой будем тестировать

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.

Деградация

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

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.

Ресурс

График деградации светодиода в зависимости от температуры и времени работы

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.

Измеряем падение яркости через 2 года

На торце обеих ламп 8 светодиодов

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 ламп кукуруз, и лампа в цилиндре

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 светодиодной лампы

Измеряем освещенность новой лампочки

Измеряем освещенность старой светодиодной лампы

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.

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.

существуют ли снипы и санпины разрешающие использование светодиодного освещения в д/садах и школах. какая ситуация поданному вопросу у наших зарубежных партнёров.

Если параметры светодиодных ламп соотвествуют требованиям санпина, то использовать можно. По уровню пульсаций и другим. Как дела с этим обстоят за рубежом, не интересовался.

Добавить комментарий Отменить ответ

  1. 1.Написание обзоров
  2. 2.Бесплатное тестирование
  3. 3.Информация о себе
  4. 4.Реклама на сайте
  5. 5.Для воров моих статей
  6. 6.Контакты

  • Характеристики светодиодов SMD 3528, 5050, 5630, 5730Характеристики светодиодов SMD 3528, 5050, 5630, 5730
  • Светодиоды SMD 5630 и 5730, характеристики и отличиеСветодиоды SMD 5630 и 5730, характеристики и отличие
  • Характеристики CREE XM-L T6 LEDХарактеристики CREE XM-L T6 LED
  • Характеристики светодиода CREE XM-L2 U2 и U3Характеристики светодиода CREE XM-L2 U2 и U3
  • Светодиод SMD 2835 характеристикиСветодиод SMD 2835 характеристики
  • Схемы подключения светодиодов к 220В и 12ВСхемы подключения светодиодов к 220В и 12В
  • Технические характеристики SMD 5050Технические характеристики SMD 5050
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: