تست استاندارد برای LED ها به وسایل روشنایی نیز گسترش می یابد

LED ها به طور قابل توجهی بادوام هستند و به ندرت به طور فاجعه آمیزی از کار می افتند. یک حالت خرابی محتمل‌تر در حال محو شدن است تا زمانی که خروجی نور برای هدف مورد نظر نامناسب شود. کاهش درخشندگی و تغییر رنگ بسیار تدریجی است و "طول عمر" LED بالقوه (نقطه ای که دستگاه دیگر برای هدف مناسب نیست) بیش از 50000 ساعت امکان پذیر است.
 

آزمایش‌های استاندارد، تولیدکنندگان LED را قادر می‌سازد تا تخمین‌های کمی از طول عمر محصولات خود را به مهندسان روشنایی ارائه دهند، بدون اینکه شرکت‌ها مجبور به انجام فرآیند غیرعملی طولانی آزمایش تراشه‌ها تا شکست شوند.
 

خود ال ای دی تنها بخش کوچکی از یک دستگاه روشنایی حالت جامد-است. هنگامی که در یک فیکسچر ادغام می شود، حفظ لومن و رنگ LED می تواند تحت تأثیر عواملی مانند گرما، نوسانات منبع تغذیه و استرس مکانیکی باشد که در آزمایش اولیه وجود نداشت. با این حال، مهندسان روشنایی هیچ روش استانداردی برای آزمایش شدت تأثیر این عوامل نداشتند، و در نتیجه هیچ راهی برای بهبود طراحی فیکسچر خود برای به حداکثر رساندن طول عمر محصول نداشتند.
 

ترکیبی از یک روش تست استاندارد و روشی برای استفاده از داده‌های حاصل از آزمایش برای پیش‌بینی طول عمر فیکسچر اکنون توسط کمیته رویه‌های تست انجمن مهندسی روشن آمریکای شمالی (IESNA) ایجاد شده است و در مرحله تایید نهایی است. این مقاله توضیح می‌دهد که روش آزمایشی و پیش‌بینی چگونه کار می‌کند و چگونه طراحان نور را قادر می‌سازد تا طول عمر وسایل خود را بهبود بخشند.

تست ال ای دی
 

طبق گفته وزارت انرژی ایالات متحده، طول عمر روشنایی به شرایط عملیاتی مربوط می شود (به عنوان مثال، دمای محیط و چرخه کار)، اما معمولاً یک کاربر ممکن است انتظار داشته باشد که یک لامپ رشته ای 1000 ساعت و یک هالوژن دو برابر بیشتر دوام بیاورد. در مورد لوله های فلورسنت، فناوری بالاست به شدت بر طول عمر محصول تأثیر می گذارد. با بالاست ارزان قیمت، لوله ممکن است 20000 ساعت دوام بیاورد و برای انواع گران تر به 30000 ساعت افزایش یابد.
 

البته ال ای دی ها هم خراب می شوند. گاهی این شکست فاجعه بار است. به عنوان مثال، رزین اپوکسی مورد استفاده برای محصور کردن قالب می‌تواند بیش از حد گرم شده و منبسط شود و به اتصالات متصل شده دستگاه فشار وارد کند تا زمانی که جای خود را از دست بدهند. تخلیه الکترواستاتیک (ESD) می تواند باعث خرابی فوری اتصال نیمه هادی LED شود. یکی دیگر از دلایل خرابی فاجعه‌بار، تشکیل سبیل‌های فلزی است، به‌ویژه در محیط‌های مرطوب یا جاهایی که LED تحت فشار مکانیکی قرار می‌گیرد، که هادی‌های پل باعث اتصال کوتاه می‌شوند.
 

با این حال، به شرط اینکه LED ها طبق توصیه های سازنده هدایت شوند و خنک نگه داشته شوند، دستگاه ها به طور قابل توجهی بادوام هستند و تنها درصد کمی از آنها به طور فاجعه باری از کار می افتند. نتیجه محتمل تر این است که LED به تدریج محو شود تا زمانی که نور خروجی آن برای هدفی که در نظر گرفته شده کافی نباشد (که توسط صنعت روشنایی کمتر از 70 درصد خروجی آن در زمان جدید یا "L" تعریف شده است.₇₀").
 

این برخلاف نورپردازی سنتی است که احتمال خرابی فاجعه‌بار آن بسیار بیشتر است. (نورپردازی سنتی می تواند در طول عمر خود 20 تا 30 درصد روشنایی را کاهش دهد، اما لامپ ها معمولاً قبل از توجه مصرف کننده از بین می روند (شکل 1).

شکل 1: منحنی های نگهداری لومن برای روشنایی سنتی و LED. به تمایل نورهای سنتی قبل از مشاهده تخریب لومن، به طور فاجعه‌باری از کار می‌افتد.
 

ترکیبی از خرابی‌های فاجعه‌بار نسبتاً کمی و کاهش بسیار تدریجی در خروجی نور به این معنی است که طول عمر LED بالقوه بیش از 40000، 50000 یا حتی 60000 ساعت انتظار غیرمنطقی نیست.
 

با این حال، در یک محیط تجاری، نمی توان از تولیدکنندگان انتظار داشت که LED های خود را در معرض آزمایشی قرار دهند که بهترین مدت شش سال طول می کشد تا ادعای طول عمر خود را ثابت کنند. در عوض، یک آزمون کوتاه تر، همراه با یک برون یابی استاندارد شده از روندهای به دست آمده از داده های آزمون، برای تعیین مدت زمان استفاده می شود.LED دوام خواهد آورد. سازندگان اصلی LED محصولات خود را به طور معمول تحت آزمایش قرار می دهند که توسط IESNA توسعه یافته و LM-80 نامیده می شود.روش تایید شده برای تست تعمیر و نگهداری لومن منابع نور LED".
 

دو آزمایشگاه مستقر در ایالات متحده، آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام (PNNL) و موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST)، همراه با گروهی متشکل از شش سازنده LED (شامل OSRAM و Cree)، یک تفاهم نامه فنی (TM-21، "پیش بینی نگهداری طولانی مدت لومن منابع نور LED") برای تعریف یک الگوریتم برون یابی برای آزمایش نگهداری لومن با استفاده از داده های LM-80.
 

الگوریتم داده‌های 1000 ساعت اول را نادیده می‌گیرد، اما از 5000 ساعت آخر آزمون (یا 50 درصد نهایی داده‌ها در مورد آزمون‌های بیشتر از 10000 ساعت (شکل 2)) استفاده می‌کند. سپس داده ها با استفاده از روش منحنی حداقل مربعات در یک مدل برونیابی نمایی قرار می گیرند. L₇₀پس برون یابی کمترین L حاصل است₇₀زمان یا شش برابر زمان تست LM-80. به عنوان مثال، با 6000 ساعت داده تست LM-80، سپس L₇₀= 36000 ساعت. با 10000 ساعت داده تست LM-80، سپس L₇₀= 60000 ساعت.¹(به مقاله TechZone مراجعه کنید"تعیین عمر رتبه بندی LED: یک چالش دشوار.")

شکل 2: نمونه ای از داده های تست LM-80 که برای L₇₀برون یابی
 

LED های تجاری دارای L چشمگیر هستند₇₀نتایج فیلیپس لومیلدز می‌گوید LED سفید LUXEON Rebel، یک دستگاه 105 lm/W (با 350 میلی آمپر) که حداکثر درخشندگی 226 lm (در 1 A) را ارائه می‌کند، از الزامات نگهداری لومن Energy Star با L فراتر می‌رود.₇₀این رقم بیش از 36000 ساعت است (شکل 3).

شکل 3: نتایج برای LUXEON Rebel LED Philips Lumileds با استفاده از روش تست LM-80 و الگوریتم برون یابی TM-21.
 

Cree و OSRAM می‌گویند که دستگاه‌های قدرتمند- آنها مانند XLamp XM-L2 اولی، یک تراشه 153 lm/W (با 700 میلی آمپر) و دومی OSLON SSL، یک تراشه 125 lm/W (در 350 میلی‌آمپر)، این امکان را فراهم می‌آورد که از آن‌ها برای ساختن تراشه‌های استاندارد انرژی استفاده کنند.

 

محدود به LED
 

مشکل روش های آزمایش فعلی این است که آنها فقط طول عمر خود LED را آزمایش می کنند. این داده‌های مفیدی است، اما وقتی تراشه در یک فیکسچر گنجانده می‌شود، چیزهای بیشتری ممکن است به خطا برود. منبع تغذیه یکی از نقاط ضعف بالقوه است، اما شاید مهمتر از آن کارآمدی مدیریت حرارتی محصول باشد زیرا گرمای اضافی به عنوان "قاتل" شماره یک LED ها شناخته می شود.
 

به گفته کری، "اکثر مکانیسم‌های خرابی LED وابسته به دما هستند-. افزایش دمای محل اتصال باعث کاهش خروجی نور و تسریع تخریب تراشه می‌شود."²
 

علت اصلی محو شدن در LED به دلیل تخریب ساختار داخلی خود قالب است و این تخریب در دمای بالا تشدید می شود. به طور خلاصه، بازده کوانتومی داخلی، اندازه‌گیری تعداد الکترون‌ها-نوترکیبی‌های حفره در محل اتصال نوع n-نوع/p- تراشه که منجر به یک فوتون ساطع شده با طول موج مرئی می‌شود، با تکثیر نابجایی‌ها در ساختار کریستالی تراشه کاهش می‌یابد. این به این دلیل است که نابجایی‌ها بازترکیب غیر تابشی را تشویق می‌کنند و همانطور که از نام آن پیداست، ترکیب غیر تابشی منجر به فوتون ساطع نمی‌شود.
 

سازندگان تراشه LEDسخت کار کنید تا تعداد عیوب دستگاه ها را در هنگام جدید کاهش دهید، اما فرآیندهای تولید نیمه هادی کامل نیستند و همیشه برخی از ایرادات وجود خواهد داشت. با این حال، مهم ترین عامل تحت کنترل مهندس طراح که با کاهش چند برابری نابجایی ها بر طول عمر تأثیر می گذارد، دمای محل اتصال است. (به مقاله TechZone مراجعه کنید"درک علت محو شدن در LEDهای با روشنایی بالا-.")

 

یک آزمایش جدید برای چراغ های LED
 

از آنجایی که جایگزین‌های روشنایی سنتی محصولات بالغ هستند، داده‌های جامع‌تر طول عمر برای این محصولات در دسترس است و مصرف‌کنندگان مشتاق هستند که ببینند LED‌ها چگونه مقایسه می‌شوند. خبر خوب این است که نورهای حالت جامد در چنین مقایسه ای احتمالاً به خوبی می درخشند. خبر بد این است که سازندگان با همان مشکلی روبرو هستند که خود با تراشه ها مواجه بودند. آزمایش تا شکست آنقدر طول می کشد که غیرعملی است.
 

در حال حاضر، تولیدکنندگان جایگزین‌های «افت{0}}» برای روشنایی سنتی تمام تلاش خود را می‌کنند تا اطلاعاتی درباره عملکرد بلندمدت محصول خود بر اساس داده‌های LED(های) در قلب محصولات خود ارائه دهند. در حالی که از چنین داده های آزمایشی برای تعیین طول عمر استفاده می شودروشنایی LEDفیکسچر شروع خوبی است، فقط به دلیل عوامل دیگری که می توانند عمر دستگاه را کوتاه کنند، تقریبی را ارائه می دهد.
 

دینامیک LED چیزی را معرفی کرده است که ادعا می کند اولین جایگزین تجاری -لوله فلورسنت T8 مبتنی بر LED{1}} موجود است. این دستگاه تا 1900 lm را با کارایی 94 lm/W با شاخص رندر رنگ (CRI) 85 ارائه می‌کند. این دستگاه که EverLED-VE نام دارد در دمای رنگ استاندارد 4000 و 5000 K موجود است. برگه داده LEDdynamics می گوید که EverLED-VE دارای عمر رتبه بندی ۱۰ سال است و مصرف کنندگان باید انتظار داشته باشند که عمر رتبه بندی شده صفر درصد باشد.
 

به طور مشابه، ROHM Semiconductor یک کاهش-جایگزینی برای لامپ های رشته ای، R-B15L1 (شکل 4) ارائه می دهد. لامپ 550 lm با مصرف برق 8 وات (برای کارایی 69 lm/W) تولید می کند. R{10}}B15L1 مستقیماً از 100 ولت کار می کند_ACورودی، و ROHM ادعا می کند "طول عمر" 40000 ساعت است.

شکل 4: R-B15L1 ROHM طول عمر ادعایی 40000 ساعت را ارائه می دهد.
 

آنچه واقعاً مورد نیاز است، یک روش آزمایش استاندارد صنعتی-برای تعیین کمیت طول عمر هر وسیله روشنایی LED است. IESNA با اتخاذ رویکرد مشابهی که برای آزمایش LED های مستقل استفاده می شود، به این خواسته پاسخ داده است. روش آزمایش به دست آمده، LM-84 "لامپ های ال ای دی، موتورها و لومن و تست رنگ روشنایی"در مرحله تایید نهایی با کمیته IESNA است.
 

این سند روش‌های مورد نیاز برای به دست آوردن اندازه‌گیری‌های نگهداری رنگ و لومن یکنواخت و قابل تکرار را در شرایط عملیاتی استاندارد با دمای محیط 5±25 درجه و چرخه روشنایی 11 ساعت روشن، 1 ساعت خاموشی توصیف می‌کند.
 

با این حال، LM-84 تمام داستان را ارائه نخواهد کرد. مانند همتای خود LM-80، LM-84 تنها اطلاعاتی را در مورد چگونگی حفظ رنگ و درخشندگی دستگاه در یک دوره نسبتاً کوتاه ارائه می دهد. متأسفانه، در مورد تخمین های پیش بینی یا برون یابی برای حفظ لومن یا رنگ فراتر از محدودیت های اندازه گیری واقعی، راهنمایی یا توصیه ای ارائه نمی کند.
 

با توجه به نیاز به پیش‌بینی در مورد مدت زمانی که یک چراغ روشنایی LED واقعاً برای هدف مناسب خواهد بود، IESNA به سمت رویکردی پیش می‌رود که داده‌های آزمایش LM-84 روی وسایل روشنایی را با یک سند جدید TM-28 ترکیب می‌کند که روش‌هایی را برای نمایش داده‌های اندازه‌گیری شده در دوره‌های (بسیار) طولانی‌تر استاندارد می‌کند. این رویکرد به موازات روشی است که LM-80 و TM-21 برای پیش‌بینی مستقل استفاده می‌شوندلومن LEDو نگهداری رنگ
 

اصول اولیه TM-28 احتمالاً همان TM-21 است. پیش بینی بر اساس داده های آزمون متوسط ​​خواهد بود و واحدهای آزمایش شده را که در طول آزمایش کار نمی کنند، تخفیف می دهد. مبنای ریاضی مورد استفاده در TM-28 از TM-21 منحرف نخواهد شد و طول طرح ریزی باید بر اساس اندازه نمونه و سطح اطمینان باشد که منطقی باشد.
 

یکی از مشکلاتی که کمیته با آن مواجه است، کمبود داده است. زمانی که TM-21 برای LED ها توسعه یافت، حداقل 40 مجموعه از این داده ها وجود داشت، برخی برای LED هایی که بیش از 10000 ساعت آزمایش شده بودند، که می توانست برای ارزیابی مبنای ریاضی TM-21 استفاده شود. داده های مشابه تست چراغ LED تا حد زیادی در دسترس نیست.
 

یکی از راه حل های مورد بررسی این است که نیاز LM-80 را برای 6000 ساعت (یا بیشتر) آزمایش آینه کنید و از همان الگوریتم برای نمایش رنگ و درخشندگی استفاده کنید. این سؤال را باز می گذارد که آیا می توان از داده های لامپ های LED که با کمتر از 6000 ساعت آزمایش می شوند، برای پیش بینی استفاده کرد یا خیر. صنعت مشتاق کاهش زمان و هزینه چنین آزمایش‌هایی است و یک سابقه وجود دارد: Energy Star اجازه می‌دهد از داده‌های آزمایش لامپ LED 3000 ساعته برای پیش‌صلاحیت استفاده شود.
 

گروه کاری TM-28 داده های تست 3000 و 6000 ساعته LM-80 را برای LED ها مقایسه کرده است و به این نتیجه رسیده است که همبستگی کافی بین این دو برای ایجاد پیش بینی های معقول طول عمر از داده های 3000 ساعته وجود دارد. الگوریتم‌هایی که برای پروژه‌برداری از این داده‌ها استفاده می‌شوند شبیه به آن‌هایی هستند که در TM-21 توضیح داده شده است، اما به دلیل کوتاه‌تر بودن مدت زمان آزمون، استفاده مشروط‌تر از روش طرح ریزی اضافه خواهد شد.³

 

آزمایش‌های روشنایی حالت جامد چیست؟

پس از انتشار، اسناد LM-84 و TM-28 با هم برای وسایل روشنایی LED مورد استفاده قرار خواهند گرفت، همانطور که LM-80 و TM-21 برای LEDهای مستقل استفاده شده است. اسناد جدید صنعت روشنایی حالت جامد را قادر می‌سازد تا یک رویکرد استاندارد را برای تعریف حفظ رنگ و لومن محصولات خود اتخاذ کند و به مصرف‌کنندگان کمک می‌کند تا نحوه مقایسه نور LED با روشنایی سنتی را تعیین کنند.
 

با این حال، به دلیلروشنایی LEDیک صنعت-به بلوغ بسیار دور است، هنوز کارهای بیشتری برای انجام دادن وجود دارد. سایر استانداردها و روش های آزمایش بر روی انواع و ویژگی های محصول خاص تمرکز دارند. سند SSL 7A-2013 انجمن ملی تولیدکنندگان برق (NEMA) مستقر در ایالات متحده، "فاز-کاهش کم نور برای جامد-نورپردازی حالت: سازگاری اولیه" با ارائه الزامات سازگاری برای استفاده از محصولات LED قابل تنظیم و دیمرهای برش فاز جلو{1}(متداول ترین نوع) به یک مشکل کلیدی برای روشنایی حالت جامد می پردازد.⁴
 

IESNA همچنان مشغول است. بعدی احتمالا LM-85 خواهد بود.روش تایید شده IES برای اندازه‌گیری‌های الکتریکی و فوتومتری LED‌های پرقدرت{{0}" که به اندازه‌گیری‌های ال‌ای‌دی‌های پرقدرت-که برای عملکرد عادی نیاز به هیت سینک دارند، می‌پردازد، و شامل LED‌های سفید و همچنین تک رنگ-ال‌ای‌دی می‌شود. سپس TM-26 وجود دارد.پیش‌بینی عمر رتبه‌بندی شده برای بسته‌های LED"، که TM-21 L را خواهد برد₇₀اطلاعات تعمیر و نگهداری لومن با افزایش اندازه نمونه و شامل خرابی‌های فاجعه‌بار در محاسبات، یک گام فراتر می‌رود تا به جای صرفاً «عمر نگهداری لومن»، تعریفی واقعی از «عمر رتبه‌بندی شده LED» ارائه شود.

https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/18w-3000k-6ft-led-tube.html

Shenzhen Benwei Lighting Technology Co.,Ltd
تلفن: +86 0755 27186329
تلفن همراه (+86)18673599565
واتساپ:19113306783
ایمیل:bwzm15@benweilighting.com
اسکایپ: benweilight88
وب:www.benweilight.com