Факторы, влияющие на срок службы светодиодов и методы тестирования светодиодных систем Ивелси®

Надежность системы светодиодного освещения Ивелси® состоит из целого ряда факторов, которые обязательно учитываются при проектировании и производстве светильников:

• материалы корпуса светильника обладают большим коэффициентом удельной теплопроводности;
• корпус светильника обладает механической устойчивостью к повреждениям;
• рабочая температура светодиодов светильника почти на 20 градусов ниже максимально разрешенной температуры эксплуатации;
• максимально возможные токи утечки много меньше запаса мощности блоков питания – т.о. отсутствует необходимость в дополнительном изоляционном покрытии контактов светильника;
• печатная плата расположена на алюминиевой подложке, что является дополнительным теплоотводом;
• паяльная маска платы драйвера предотвращает окисление проводников, после запайки и тестирования она дополнительно покрывается лаком;
• прочное пластиковое покрытие светильника обеспечивает герметичную защиту (IP67) корпуса и драйвера светильника от воздействий агрессивной окружающей среды, и позволяет обеспечивать мойку аппаратами высокого давления
• использование специальной оптики от производителей светодиодов гарантирует стойкость к воздействию интенсивного света – а это значит что оптика не пожелтеет, не растрескается, и т.д.
• минимальное количество меж-соединений в светильнике – отсутствие окисления и коррозии.

Выполнение этих условий нашими инженерами – проектировщиками обеспечивает максимальный срок службы светильников и позволяет давать гарантию на светодиодные системы освещения Ивелси® Сведиос® - 10 лет.

Кроме того, технические решения, реализованные в светильниках Ивелси® Сведиос®, обеспечивают несколько видов защиты:

1. безопасное напряжение 24В - защита от поражения электрическим током
2. защита от короткого замыкания в блоках питания. При возникновении короткого замыкания блок питания (БП) отключает выход, светильники не сгорают, БП тоже. После устранения причины КЗ канал управления восстанавливается;
3. защита от перегрева в блоке питания - при достижении температуры окружающей среды более 60С выход БП отключается, светильники гаснут.
4. защита от обрыва цепи питания - светильники не выходят из строя при обрыве (плохом контакте);
5. защита от  смены полярности подключения питания;
6. защита от смена полярности цепей управления  - система не выйдет из строя;
7. максимальная яркость при обрыве цепи управления;
8. стабильный  уровень яркости в самих светильниках при изменении температуры; 
9. стабилизация токов светодиодов в светильнике с помощью специальной микросхемы.

Все светодиодные светильники на этапе тестирования подключаются к тестировочной станции, в которую заложена определенная программа. Тестирование происходит в течение 6-8 часов, в процессе которого происходит проверка:

• функции многократного включения/выключения,
• режима закат/рассвет,
• измеряется освещенность с помощью люксметра в специальном помещении.

Из готовой партии светильников выборочно берется 5% светильников, которые проходят дополнительное тестирование на водонепроницаемость. Cветильники погружаются в резервуар с водой на 1-2 часа, затем закрепляются на стенде и моются аппаратом высокого давления KARCHER HDS801E-24KW в течение нескольких минут. Если светильники из выборочной партии не прошли тест на герметичность – вся партия светильников отправляется на тестирование.

В данной статье приводится два вида тестирования, которые проводятся на светильниках на этапе проектирования: 1 - тест проводимости (токи утечки) и 2- тепловой эксперимент (проверка эффективности отвода тепла).

Тест проводимости

Цель исследований: соотнести значения токов утечки с рабочими токами светильника, что позволит принять решение о целесообразности дополнительного изолирующего покрытия на контактах.

Результаты исследования:

Условия	Ток, мкА	Фото
Чистый светильник, увлажнен	0
Тонкий слой строительной пыли с увлажнением	40
Добавлен тонкий слой органической пыли	240
Добавлен тонкий слой строительной пыли	545
Добавлен тонкий слой органической пыли	975
Добавлен тонкий слой строительной пыли	1560
Значительное увлажнение	2100
Сушка на открытом воздухе 20 минут	1670
Сушка на открытом воздухе 1 час	1420
Сушка на открытом воздухе 2 часа	840
Сушка на открытом воздухе 3 часа	100
Сушка на открытом воздухе 16 часов	0

Выводы: максимально возможные токи утечки, возникающие в результате намокания накопившейся пыли и грязи на светильнике, много меньше запаса мощности блоков питания, и соизмеримы с технологическим разбросом тока потребления самих светильников. Таким образом, необходимость в дополнительном изолирующем покрытии контактов отсутствует.

Тепловой эксперимент по светильнику Сведиос®  Гамма (24В)

Цель эксперимента: Убедиться в эффективности отвода тепла от светодиодов светильника Сведиос®  Гамма (24В)

фото.1 – рабочее напряжение, фото 2- рабочая температура

В ходе изготовления светильника перед покрытием корпуса пластиком, к катоду одного из светодиодов припаяна скоба, прижимающая термопару к контакту, после чего светильник был окончательно собран. 

Результат эксперимента:

Выводы: максимальная разница между температурой катода светодиода светильника и температурой окружающей среды не превышает 16 градусов. Это значит, что при максимальной заявленной рабочей температуре окружающей среды для светильников 50 градусов, температура катода светодиода не превысит 66 градусов. Это на 19 градусов меньше максимально разрешенной температуры эксплуатации (85 градусов) и на 19 градусов меньше максимально допустимой температуры эксплуатации (85 градусов) при токе 350 мА для используемых светодиодов. Так как ни токи не температура светодиодов не выходят за допустимые границы условий эксплуатации, срок службы светодиодов в светильнике будет не ниже заявленного заводом изготовителем.  

Тепловой эксперимент по светильнику Сведиос®  Альфа (24В)

Температура диодов:

• перед экспериментом – фото 3
• в конце эксперимента – фото 4
• после полного остывания – фото 5

Подготовка: в ходе изготовления светильника перед покрытием корпуса пластиком, к катоду одного из светодиодов припаяна скоба, прижимающая термопару к контакту, после чего светильник был окончательно собран (фото 6)

Видео теплового эксперимента по светильнику Ивелси® Сведиос® Альфа:

Выводы: максимальная разница между температурой катода светодиода светильника и температурой окружающей среды не превышает 18 градусов. Это значит, что при максимальной заявленной рабочей температуре окружающей среды для светильников 50 градусов, температура катода светодиода не превысит 68 градусов. Это на 17 градусов меньше максимально разрешенной температуры эксплуатации (85 градусов) и на 12 градусов меньше максимально допустимой температуре эксплуатации (80 градусов) при токе 55 мА для используемых светодиодов. Так как ни токи, ни температура светодиодов не выходят за допустимые границы условий эксплуатации, срок службы светодиодов в светильнике будет не ниже заявленного заводом изготовителем.