Надежность ламп светодиодных: Результаты тестирования светодиодных ламп

Posted on by alexxlab

Содержание

Лучшие светодиодные лампы, топ-10 рейтинг хороших диодных ламп

Традиционные лампы накаливания постепенно уходят в прошлое – им на смену приходят светодиодные устройства, которые отличаются большей долговечностью, обладают прочным стеклом, повышенной безопасностью. Кроме того, светодиодные лампочки потребляют в десятки раз меньше электричества, что делает их довольно экономичными в процессе эксплуатации. Например, лампочка, которая потребляет порядка 12-15 Вт способна выдать такой же поток света, как и лампа накаливания мощностью 60 Вт.

В продаже можно найти огромный выбор светодиодной продукции, в котором достаточно легко запутаться. Чтобы вам было проще приобрести наиболее подходящую модель лампочки, мы решили начать наш обзор с основных характеристик подобных конструкций.

Как выбрать светодиодные лампочки?

Если рассматривать такое изделие с точки зрения внешнего конструктивного устройства, то оно будет не слишком сильно отличаться от конструкций другого типа – люминесцентных и ламп накаливания: в нее входит цоколь и стеклянная колба. Однако внутреннее содержание претерпело серьезные изменения. Вместо классической спирали из вольфрама либо колбы, наполненной неоном, который светится под напряжением, здесь располагается LED-светодиод. Для того, чтобы он начал излучать свет, требуется не слишком высокое напряжение, поэтому в лампочке можно также встретить так называемый драйвер, который будет преобразовывать поступающее напряжение в подходящее для светодиода.

Сам по себе светящийся элемент является конструкцией, производимой на базе материалов, отличающихся различным уровнем электропроводности. В одном из полупроводников присутствует значительное количество электронов (они представляют собой отрицательно заряженные частицы), а другой обладает серьезным положительным зарядом. Когда по ним протекает электрический ток, возникает переход, куда и отправляются заряженные элементы. При их столкновении друг с другом начинает освобождаться энергия, представляющая собой поток света. В дальнейшем он будет рассеиваться через стекло лампочки.

Разновидностей светодиодных ламп сегодня довольно много. Одним из наиболее популярных типов являются стандартные модели. Они потребляют от 5 до 12 Вт энергии, отличаются долговечностью (средний срок их службы находится в пределах трех лет). Во время эксплуатации они практически не нагреваются, что делает их абсолютно безопасными даже в случае, если поблизости будут находиться горючие или легкоплавкие материалы.

Другие типы также весьма популярны, к тому же они характеризуются высокой оригинальностью, что позволяет придать даже невзрачному интерьеру привлекательный вид. К ним относят RGB-лампы и лампочки с пультом управления. Еще одним интересным видом является аккумуляторная конструкция, причем есть те, которые работают от сети, а аккумулятор задействуют только в случае отключения электричества, и способные работать в полностью автономном режиме.

При составлении нашего рейтинга лучших светодиодных ламп, мы обратились не только к их стоимости, но и к соотношению цены и качества, а также внимательно следили за отзывами пользователей и специалистов. Надеемся, наш рейтинг окажется для вас полезным и информативным, за счет чего вы сможете купить качественную и долговечную продукцию, которая будет в полной мере удовлетворять потребности потребителя. Итак, начнем наш обзор.

Десять лучших моделей светодиодных ламп

10. ERA LED T8 9W 4000K G13

Это одна из наиболее дешевых моделей, попавших в наш рейтинг лучших светодиодных ламп года, однако данный факт не означает, что ее качество оставляет желать лучшего. Она так же, как и более дорогостоящие конструкции, способна прослужить в течение долгого времени. Средний срок ее службы составляет 30 тысяч часов во включенном состоянии, поэтому если не держать ее горящей постоянно, то она способна проработать значительно дольше 3 лет. Данная конструкция является абсолютно безопасной с экологической точки зрения, после эксплуатации подлежит утилизации вместе с бытовыми отходами.

Степень потребления электроэнергии минимальна – она составляет всего лишь 9 Вт. Еще одним немаловажным качеством является то, что эта продукция способна выдерживать значительные перепады напряжения, в частности, она будет стабильно функционировать в разбросе от 190 до 250 В. Диапазон рабочих температур тоже достаточно широк – от -25 до +50 градусов. Лампочку отличает полностью водонепроницаемый корпус, поэтому ее разрешается использовать даже в условиях повышенной влажности и даже на улице. Весит она не слишком много – всего лишь 167 граммов.

Преимущества:

  • Весьма продолжительный срок службы;
  • Стандартный размер цоколя – подойдет к большинству патронов;
  • Продолжительная гарантия, составляющая целый 2 года;
  • Незначительный нагрев устройства;
  • Возможность использовать в условиях улицы за счет наличия водонепроницаемого корпуса.

Недостатки:

  • За счет трубчатой формы может быть проблематично использовать ее в люстрах.

ERA LED T8 9W 4000K G13

9. V-Tac VT-1853 E27 10W 806lm

Это довольно известная модель во многом за счет того, что она представляет собой стандартную конструкцию. Ее цветовая температура находится в промежутке между классическими лампочками накаливания и лампами дневного света. По степени освещения данная модель в полной мере соответствует продукции с энергопотреблением 60 Вт. Прекрасно подходит для внутренних помещений, использовать снаружи не рекомендуется. Яркость не регулируется. Разрешается устанавливать ее в помещениях с пониженной температурой, например, на лестничных площадках.

Модель предназначена для подключения к стандартной электрической сети с напряжением от 220 до 240 В и частотой 50 Гц. Лампочка в полной мере соответствует всем имеющимся стандартам электробезопасности, разработанным для бытовых приборов. Потребляет всего лишь 10 Вт энергии, внутри нее установлен стандартный светодиод марки SMD. Угол освещения расширенный – 200 градусов. Модель долговечная – она способна проработать порядка 20 тысяч часов, не чувствительна к перепадам напряжения.

Преимущества:

  • Очень долгий срок службы;
  • Пластиковая колба с матовым покрытием не будет разбиваться даже при падении со значительной высоты;
  • Форма лампы приближена к классической лампе накаливания, поэтому ее можно с легкостью устанавливать в люстры и иные световые приборы.

Недостатки:

  • Нет возможности отрегулировать яркость освещения.

V-Tac VT-1853 E27 10W 806lm

8. Osram LED Superstar Classic A 75 Dimmable E27 10W 1055lm

Это довольно дорогостоящая модель, которая отличается весьма хорошим качеством изготовления и обладает расширенным углом падения света – он достигает 260 градусов, благодаря чему лампочку можно использовать даже без плафона и добавления светоотражающих элементов. Она выдает довольно мягкий свет с желтоватым оттенком, что позволяет придать помещению дополнительный уют. Конструкция помещена в белый корпус, не поглощающий световые лучи, поэтому практически все они выходят в помещение.

Колба обладает матовым покрытием, за счет чего рассеивание света осуществляется достаточно равномерно. Размеры изделия небольшие – вполне сравнимы с классической 40-ваттной лампочкой накаливания. Диаметр цоколя стандартный, он подходит к большинству патронов. Относительно высокая цена обусловлена достаточно продолжительным сроком службы изделия – производитель заявляет о 25 тысячах часов работы, однако по результатам экспериментов было определено, что это цифра сильно занижена. При соблюдении основных условий эксплуатации, она может быть увеличена на 10-12 тысяч часов.

Преимущества:

  • Продолжительный период эксплуатации;
  • Рассеивающая матовая колба, позволяющая обеспечить мягкое и яркое освещение помещения.

Недостатки:

Osram LED Superstar Classic A 75 Dimmable E27 10W 1055lm

7. IKEA RYET LED E27 13 1000lm

Главным отличительным качеством данного изделия является обеспечение помещения мягким дневным светом, который не слишком яркий. Даже одной такой лампы будет вполне достаточно для того, чтобы обеспечить довольно хорошее освещение помещения больших размеров. Световой поток весьма приличный – 1000 Люмен, однако это практически не сказалось на мощности лампочки, которая не превышает 13 Вт, за счет чего ее можно отнести к классу энергопотребления А+. Еще одним немаловажным моментом является моментальное включение – нет временном задержки, в отличии от неоновой или светосберегающей лампочки.

Колба имеет матовое покрытие, за счет чего свет превосходно рассеивается, достигая даже самых дальних углов помещения. Габариты лампы средние, цоколь стандартный. При использовании данной лампы глаза не будут уставать даже при достаточно тонкой работе, например, при вышивании или вязании, соответственно, во время письма или работы на компьютере им будет еще комфортнее. Производитель заявляет не только количество рабочих часов изделия (25 тысяч), но и вводит такой немаловажный параметр, как величину циклов переключения (иными словами включения/выключения), который тоже составляет 25 тысяч. При необходимости через специальный реостат можно организовать систему регулировки освещения. Драйвер у данной модели выполнен на базе контроллера от компании Marwell, что позволяет сделать срок службы лампочки еще более долгим.

Преимущества:

  • Превосходная экономичность;
  • Выдерживает серьезные перепады напряжения;
  • Выдает достаточно приятное освещение.

Недостатки:

  • Обойдется довольно дорого, однако, если пересчитывать на расход традиционных ламп накаливания, то цена будет довольно приемлемой.

IKEA RYET LED E27 13 1000lm

6. Tagan TG-E2701 E27 10W 800lm

Данная лампа в полной мере соответствует классической конструкции с нитью из вольфрама мощностью 60 Вт, однако сама при этом потребляет порядка 10,5 Вт. Соответственно, экономичность эксплуатации составляет около 6 раз. Цветовая температура довольно мягкая – она находится в пределах между дневным и желтым светом, с небольшой склонностью к желтизне. Угол раздачи света довольно велик – свыше 237 градусов. При этом габаритные размеры не слишком большие – в длину модель составляет 118 мм, причем вместе с цоколем. Диаметр тоже вполне приемлемый – 60 мм: он не превышает размеров обыкновенной лампочки. При необходимости конструкцию можно встроить в систему с регулируемой яркостью.

Основа керамическая, не чувствительна к сильному нагреву, который может возникать вследствие неплотного прилегания патрона к цоколю. Стоит отметить, что данная конструкция не содержит в себе тяжелых элементов типа свинца или ртути, поэтому она является абсолютно экологически чистой, поэтому ее можно монтировать даже в детских комнатах, помещениях школ или детских садов. Как указывает производитель, средний срок службы данной модели находится в пределах 25 тысяч часов.

Преимущества:

  • Хорошая яркость;
  • Приятный свет;
  • Изготовлена из экологически чистых материалов;
  • Долгий срок службы.

Недостатки:

  • В некоторых случаях цоколь может не слишком плотно прилегать к патрону, за счет чего лампа начинает нагреваться.

Tagan TG-E2701 E27 10W 800lm

5. Philips Dimmable LED E27 8.5W 806lm

Это достаточно оригинальная модель, по дизайну оформления ни одно изделие, вошедшее в наш рейтинг лучших светодиодных лампочек, не может с ней сравниться. Однако у нее имеются и некоторые особенности. Прежде всего, колба выполнена из довольно тонкого стекла, поэтому при монтаже и последующей эксплуатации следует быть максимально осторожным, чтобы случайно ее не повредить. Лампочка отличается пониженным потреблением электроэнергии – всего 7,5 Вт, причем даже при таком расходе она будет соответствовать 40-ваттной лампе. Для небольшого помещения одной ее будет вполне достаточно.

Если же комната будет приличных размеров, то вполне допустимо установить сразу несколько подобных лампочек. Страна-производитель сразу говорит о высоком качестве продукции, так как производится она в Нидерландах, ни одной такой оригинальной лампочки китайского производства найти нельзя. Если такая попадется на рынке, то это однозначная подделка.

Преимущества:

  • Оригинальный внешний вид, схожий с классической лампочкой;
  • Приемлемая стоимость;
  • Пониженное потребление электроэнергии.

Недостатки:

  • На рынке много подделок, найти оригинальную продукцию проблематично.

Philips Dimmable LED E27 8.5W 806lm

4. Philips A60 LED E27 7W 806lm

Это одна из наиболее дорогих моделей, которые представлены в нашем рейтинге, однако данная конструкция отличается достаточно ярким светом, по уровню которого она эквивалентна традиционной лампе накаливания в 85 Вт, хотя сама она потребляет всего 11 Вт. Заявленный срок службы не слишком большой – всего 15 тысяч часов, что, в принципе, не слишком удивительно, так как данная модель за счет высокой яркости будет изнашиваться быстрее, чем более слабые модели. Такая лампочка хорошо подходит для небольших помещений вследствие незначительного светового пучка, который расходится всего на 130 градусов. Однако подобная проблема с легкостью решается за счет установки лампочки в светоотражающий плафон.

Сила тока, поступающего на лампу, составляет всего лишь 95 мА, что гораздо ниже минимально опасной дозы для человеческого здоровья. Кроме того, лампа производится без элементов, которые могут стать причиной болезней. Световой поток теплый белый.

Преимущества:

  • Низкое потребление энергии;
  • Приятный поток света;
  • Качественное изготовление.

Недостатки:

Philips A60 LED E27 7W 806lm

3. Philips SceneSwitch A60 E27 8W 806 lm

Это довольно экономичная светодиодная лампа, которая отличается пониженным потреблением даже по сравнению с другими аналогичными изделиями. По степени светового потока данная модель эквивалентна лампе накаливания мощностью 60 Вт при учете, что сама она потребляет всего лишь 7,9 Вт. К сожалению, это изделие обладает не слишком высоким уровнем излучения – лишь 154,7 градуса. Наиболее оптимальным для просторного помещения будет установка нескольких аналогичных лампочек в люстре со светоотражающими элементами.

Цоколь здесь стандартный, плотно прилегает к патрону, что исключает возможность излишнего нагрева. Форма грушевидная, колба выполнена из термостойкого пластика, который обладает матовым покрытием, обеспечивающим хорошее рассеивание светового потока.

Преимущества:

  • Качественное производство, исключающее нагрев цоколя в процессе эксплуатации;
  • Приемлемый срок службы.

Недостатки:

  • Незначительный угол рассеивания света.

Philips SceneSwitch A60 E27 8W 806 lm

2. Megaman LED E27 7.4W 810lm

Эта модель не зря оказалась на втором месте нашего обзора лучших светодиодных лампочек – мы ее сюда поместили не только за счет высокого соотношения цены и качества, но и за счет повышенного уровня экономии электроэнергии. Дело в том, что класс потребления был определен, как А++, причем сделано это было не только производителем, но и специалистами. Данная продукция эквивалентна лампе накаливания мощностью 60 Вт, причем она характеризуется довольно широким углом обзора – 273 градуса. Грушевидная форма позволяет этой конструкции хорошо входить в плафоны классических и современных люстр.

К сожалению, возможность регулировки яркости здесь не предусмотрена, тем более, что лампа прекрасно справляется с серьезными перепадами напряжения. Кроме того, степень потребления электроэнергии составляет 7,3 Вт, что позволяет прилично сэкономить на счетах за свет.

Преимущества:

  • Низкий уровень потребления электроэнергии;
  • Удобная форма;
  • Высокий уровень рассеивания света.

Недостатки:

  • Отсутствие возможности регулировки яркости.

Megaman LED E27 7.4W 810lm

1. IKEA LEDARE LED E27 13W 1000lm

Это признанный лидер среди всех светодиодных ламп, имеющихся на сегодняшний день в продаже. Модель достаточно мощная, к тому же отличается вполне приемлемой стоимостью. Внешне она практически ничем не отличается от стандартной лампы накаливания, во всяком случае, если иметь ввиду форму изделия. Несмотря на то, что данная продукция китайского производства, она весьма качественная, весь процесс изготовления находится под непосредственным контролем специалистов компании-производителя, поэтому на сроке службы выпуск в Китае ничуть не сказывается.

Радиатора охлаждения на корпусе не предусмотрено, но при такой конструкции он и не нужен, во всяком случае при такой невысокой мощности. Такая лампочка хорошо подойдет для сухих помещений вне зависимости от температурных показателей, во всяком случае, она способна сохранять все свои эксплуатационные качества при температуре от -25 до +40 градусов.

Преимущества:

  • Приемлемая цена;
  • Хорошее качество производства и сборки;
  • Яркий свет, одной лампочки достаточно для помещения площадью порядка 18-20 квадратных метров.

Недостатки:

  • Кого-то может насторожить выпуск в Китае, но в остальном недостатков нет.

IKEA LEDARE LED E27 13W 1000lm

В заключении интересное видео

Как видите, наш обзор только  вершина айсберга, потому что на рынке моделей светодиодных ламп значительно больше. Надеемся, что наш рейтинг помог вам определиться с выбором. Если у вас по мере прочтения возникли вопросы по той или иной модели, то в вашем распоряжении комментарии – мы не оставим ни один из них без внимания.

Как выбрать хорошие светодиодные лампы . Выбор производителя .


Watch this video on YouTube

Какие светодиодные лампы лучше выбрать: виды, характеристики, выбор, модели


Светодиодные лампы – это экономичные, эффективные элементы для обустройства практичной и комфортной бытовой осветительной системы. Они обеспечивают хороший светопоток, расходуют минимум электрики, выдерживают внушительные эксплуатационные нагрузки и работают длительное время.

Эти качества делают изделия привлекательными для потребителей и стимулируют рост спроса на продукцию. Однако выбрать из многообразия ассортимента подходящий вариант не так просто, согласны? Мы поможем вам определить лучшие светодиодные лампы, которые оптимально подойдут для конкретных условий эксплуатации.

В статье приведена подробная классификация LED-светильников, обозначены параметры и характеристики, которые обязательно стоит учесть при выборе приборов. Кроме того, мы подготовили обзор лучших производителей, лампы которых подтвердили свое качество и надежность на практике.

Содержание статьи:

Основные разновидности изделий

В отличие от традиционных ламп накаливания светодиодные источники не имеют строгих конструкционных особенностей и выпускаются в самых разных, порой очень неожиданных, конфигурациях. Что позволяет встраивать их в современные и раритетные светильники любого типа.

Классификация осуществляется на три подвида. К первому принадлежат изделия общего назначения. Они отличаются качественным светопотоком с углом рассеивания от 20° до 360° и предназначаются для освещения офисов и жилых помещений различного назначения.

С помощью LED-ламп общего назначения можно организовать бытовую осветительную систему любой сложности. Она будет исправно работать, потребляя при этом минимальное количество электрической энергии

Второй блок включает в себя модули направленного света, работающие на одном или нескольких светодиодах. Применение этих изделий позволяет создать акцентную подсветку и выделить какие-то зоны или интерьерные элементы в помещении.

Светодиоды, предназначенные для создания направленного освещения, имеют специфическую конструкцию и называются спотами. Подходят для встраивания в мебель, полочного и настенного размещения

Светодиодные  внешне напоминают классические люминесцентные приборы. Они изготавливаются в форме трубок разной длины.

Преимущественно используются в технических помещениях дома или квартиры, в офисах и торговых залах, где требуется яркая и экономичная подсветка, способная подчеркнуть все детали.

Линейная LED-подсветка доступна для применения в низковольтных системах. Это дает возможность использовать ее в кухне, где за счет повышенной влажности предъявляются более строгие требования к источникам освещения

С помощью светодиодных модулей линейного и другого типа можно грамотно и красиво обустроить качественное освещение замкнутых пространств и локальных зон, где приоритетной является пожарная безопасность.

Типы используемых светодиодов

Дополнительно приспособления отличаются друг от друга по типу диодов, установленных в корпусе лампы.

Индикаторные светодиодные элементы считаются устаревшими и в быту встречаются крайне редко. Качество выдаваемого светопотока и общая безопасность этих изделий не дотягивает до принятых сегодня требований.

SMD-чипы относятся к самому распространенному и максимально широко используемому виду. Минимальный размер и слабый базовый нагрев рабочих элементов делают лампы-SMD наиболее привлекательными среди аналогов.

Их применение не имеет ограничений и допускается в любых системах и условиях.

Единственный минус диодов SMD-типа – это небольшой размер. Из-за этого монтировать их в лампочку нужно в большом количестве, а это не всегда удобно и целесообразно

Агрегаты, работающие на повышено мощных диодах в 1,3 и 5 Вт, в некоторых ситуациях бывают очень продуктивны.

Но высокий уровень нагрева в процессе эксплуатации и проблематичность организации корректного теплоотвода из маленького корпуса значительно снижают их популярность.

Если в лампочке возникнут какие-то проблемы, необязательно сразу же бежать в магазин и требовать обмена или возврата денег. Простые неполадки легко устраняются в домашних условиях даже мастерами, не имеющими большого опыта в работах такого плана

COB-диоды – это инновационная технология производства чипов. Развивают ее сейчас очень активно. За счет прямого монтажа диодов на плату в разы увеличивается теплоотводность, а общая надежность устройства повышается.

Благодаря усовершенствованной оптической системе светопоток распространяется более равномерно и создает в помещении приятное фоновое свечение.

Filament – прогрессивный вид чипа, изобретенный в 2013-2014 году группой ученых. Предназначается исключительно для освещения.

Полноценно используется для обустройства оригинальной и необычной декоративной подсветки бытовых и промышленных помещений разного назначения.

Лампочка с диодами филаментного типа имеет все полезные черты, свойственные LED-источникам. Она выглядит стильно и привлекательно, долго служит, потребляет минимальное количество энергии и осуществляет равномерное освещение помещения в радиусе 360°

Обеспечивает в комнате приятный для глаза человека спектр свечения, сходный по характеристикам с эффектом горения традиционной лампы накаливания. По этому параметру в разы превосходит аналогичные изделия SDM и COB типа.

В фирменных магазинах продается по разумной цене и считается практичным вариантом экономичного светоисточника.

Технические характеристики продукции

Лампы, работающие на светодиодах, имеют широкий спектр технических характеристик.

Основными критериями, определяющими эффективность и назначение модулей, являются:

  • тип цокольного элемента;
  • уровень мощности и светопотока;
  • цветовая температурная гамма;
  • базовая цветопередача;
  • способность к рассеиванию.

Зная особенности этих параметров, подобрать для себя оптимальный вариант светодиодного освещения не составит никакого труда.

Виды актуальных цоколей

Выбор цоколя осуществляется под конкретный светильник, имеющийся в наличии. Основная масса продуктов, призванная заменить классические лампы накаливания, имеет простой винтовой цоколь с маркировкой , с цоколем и . Этот размер и конфигурация считаются универсальными.

Даже самая навороченная и прогрессивная led-лампочка с цоколем E27 подойдет не только для броского, стильного и необычного современного светильника, но и для старенькой бабушкиной люстры, купленной 50 лет назад

Если нужно поменять лампы галогенного типа, понадобятся светодиоды со штырьковым цоколем , GU5,3, GU10.

Для встраивания подсветки в мебельные гарнитуры, серванты или шкафы подойдут изделия с цоколем GX53.

Ламповые радиаторные приспособления

Радиаторные устройства, обеспечивающие корректный отвод тепла в современных колбовых светодиодных лампах, бывают:

  • алюминиевыми – ребристыми или гладкими;
  • композитными;
  • керамическими;
  • пластиковыми.

Керамические не проводят ток и стоят дороже всех остальных.

Композитные качественно отводят тепло, не представляют опасности для человека и продаются за разумные деньги.

Алюминиевые считаются надежными и работоспособными, но при этом хорошо проводят ток и могут спровоцировать получение травмы или ожога при непосредственном контакте.

Модули, снабженные керамическим или алюминиевым цоколем, обычно монтируют в систему освящения натяжных потолков, так как в этом случае требования к теплоотводу критичны, а перегрев может спровоцировать изменение структуры ткани и потерю первичного цвета

Пластиковые принадлежат к самому дешевому сегменту, однако, довольно неплохо справляются с поставленными задачами. Основным их козырем является невысокая цена, которая, несмотря ни на что, привлекает покупателей.

Особенности мощности приборов

Световая эффективность светодиодной продукции измеряется в ваттах. Потребляя минимальное количество электрики, LED-лампы вырабатывают рекордно большое количество света, почти в 10 раз превышающее возможности классических модулей накаливания.

Одно лед-изделие мощностью в 9-10 Вт обеспечивает оптимальный поток света и успешно заменяет 100-ваттную лампочку «Ильича».

В таблице показано, какое количество ватт выдают светодиодные изделия по сравнению с прочими аналогичными приборами. Эту шпаргалку можно скачать на свой гаджет и всегда держать под рукой, чтобы не забыть параметры при покупке (+)

Это позволяет клиентам без ущерба для собственного комфорта получать качественное освещение и существенно экономить на оплате коммунальных счетов.

Качество потока света

Световой поток, который выдает стандартная LED-продукция, изменяется в Люменах. Лампочка диаметром 5 миллиметров вырабатывает от 1 до 5 лм направленного света.

Бренды всегда указывают на упаковке уровень интенсивности излучения своей продукции. Наличие этой информации упрощает выбор лампы под конкретную задачу.

Эффективность светодиодного прибора определяется соотношением между мощностью в ваттах и уровнем потока света в люменах. Полученные цифры, как правило, указываются на лицевой стороне фирменной упаковки лампочки

Чтобы сориентироваться было проще, нужно помнить, что стандартный стоваттный модуль накаливания обеспечивает поток света в 1000 лм.

Если на коробке LED-изделия указана меньшая цифра, значит освещение комнаты будет слабее. Большие показатели говорят о том, что лампа легко и качественно осветит крупногабаритное помещение.

Нюансы цветовой температуры

Особенность светодиодов состоит в том, что они имеют разную . Это дает возможность выбрать самый подходящий оттенок излучаемого светопотока для каждого отдельно взятого помещения в зависимости от его назначения.

Даже классическая белая гамма представляется сразу несколькими цветами:

  1. 2700K – мягкий белый с деликатным красноватым оттенком. Создает в помещении атмосферу спокойствия, тепла и уюта. Чаще всего встречается в лампах слабой и средней мощностей.
  2. 3000K – теплый белый с легкой желтизной. Отлично подходит для жилых комнат, детской, спальни или гостиной. Дает ощущение защищенности и расслабленности.
  3. 3500K – естественный нейтральный белый. Не искажает цветовосприятия и не оказывает нагрузки на глаза.
  4. 4000K – холодный белый. Эффективно освещает пространство, подчеркивает чистоту, придает всем предметам четкие контуры. Стимулирует работоспособность и мозговую активность, подходит для кабинетов, офисов и пр.
  5. 5000-6000K – классический дневной белый с высоким показателем яркости. Считается слишком жестким для жилых помещений и применяется для освещения больших пространств цехов, производственных комплексов и оранжерей.
  6. 6500K – холодный дневной с выраженным голубоватым оттенком. Способствует концентрации внимания и вселяет некоторую тревожность. Применяется для больниц и различных технических помещений.

Помимо выше перечисленных вариантов в продаже имеются цветные светодиодные модули, позволяющие обустроить эксклюзивную домашнюю осветительную систему и создать для каждого уголка квартиры или дома индивидуальный вариант подсветки.

Описание показателя цветопередачи

Базовый коэффициент цветопередачи обозначается аббревиатурой CRI (Color Rendering Index) и цифрами от 0 до 100. Он показывает, насколько четко и грамотно передает оттенки окружающих вещей и предметов лампа.

Модуль с показателем в 100 единиц не создает вообще никаких искажений и абсолютно точно проявляет все цвета. Однако, за такой элемент придется заплатить внушительную сумму.

Если в домашнем интерьере есть потребность в подсветке картин, лучше установить светодиод с показателем CRI на уровне 100. Тогда изображение не потеряют своей красоты и цвета останутся именно такими, как запланировал художник

Насколько это целесообразно, клиенту придется решить самостоятельно. Специалисты же советуют не переплачивать лишних денег и подбирать домашние источники света в CRI-диапазоне от 80 и немного выше.

Параметры рассеивания потока

Все светодиодные элементы светят четко перед собой. Минимальное количество световых волн отклоняется в сторону и создает небольшой ореол.

От того, как расположены кристаллы внутри лампы и сколько их всего, напрямую зависит рабочий угол рассеивания каждого модуля.

Угол рассеивания светодиодных ламп составляет от 30 до 360 градусов. Это позволяет устанавливать в осветительные приборы модули с разными показателями рассеивающей способности, добиваясь оригинальной подсветки, подчеркивающей дизайнерское решение интерьера

Такие характеристики дают возможность получить как направленный в определенную точку пучок света, так и мягкое, рассеянное свечение, располагающее к спокойному, расслабленному отдыху.

Для ламп разного назначения существуют оптимальные показатели рассеивания света. В потолочный светильник или люстру, создающую фоновое освещение, рекомендуется ставить изделия с углом рассеивания в 90-180°.

При таком подходе удастся корректно и максимально ярко осветить центр комнаты, а углы и периметр помещения оставить слегка притемненным.

В приборах, предназначенных для освещения маленькой зоны, например, места для чтения или точечной подсветки картин и прочих элементов внутреннего декора стоит использовать изделия, подающие узконаправленный луч с коэффициентом рассеивания от 30° до 60°.

С помощью ламп разного уровня рассеивания можно организовать в комнате очень оригинальную и привлекательную осветительную систему, добавляющую интересные акценты в общее стилевое решение

В декоративные бра или светильники с прорезями можно поставить лампу с рассеивающим углом в 360 градусов. Она создаст необычный эффект свечения, меняющийся в зависимости от точки обзора комнаты.

Несколько слов о сроке службы

Базовый рабочий ресурс led-продукции измеряется в часах. Серьезные производители очень гордятся этим параметром и выносят его на фронтальную часть упаковки. Цифры указывают, сколько времени проработает приобретенное изделие при правильных эксплуатационных условиях.

В среднем срок службы светодиодных лампочек составляет 10 лет или 30 000 часов. В изделиях более дорогого сегмента этот показатель доходит до 50-60 тысяч часов, что равняется 15-18 годам.

Правда, изготовитель не сообщает покупателю о том, что светодиоды имеют свойство выгорать и с течением времени теряют изначальную яркость свечения.

У фирменных приборов это случается ближе к концу срока службы. В безымянных китайских лампочках такой неприятный момент может появиться уже в первые 6 месяцев после покупки.

Актуальные производители и модели

Лидирующие позиции в сегменте рынка светодиодного оборудования и сопутствующих элементов занимают европейские концерны и .

Они предлагают клиенту широчайший ассортимент сертифицированной продукции, соответствующей всем самым жестким международным требованиям к качеству источников подачи света.

LED-лампы от Phillips и Osram считаются одними из самых надежных, отлично выдерживают интенсивные эксплуатационные нагрузки и наполняют помещения приятным, не раздражающим глаза, светом

Нормальное качество при невысокой цене демонстрирует продукция компании «Ферон» из России. Линейка светодиодных изделий представляет лампы разной конфигурации, включая модули, предназначенные для встраивания в мебель.

Заслуженным успехом у покупателей пользуются лед-лампы, выпущенные под брендом  отечественной компанией «Ватрон». Торговая марка продает как бюджетные, так и премиум модули и дает 3-летнюю гарантию на свои товары.

Чтобы LED-лампа оправдала ожидания, покупать ее следует не на рынке или столике у метро, а в специализированных фирменных магазинах. Это поможет защититься от бракованной или откровенно некачественной продукции

Российская фирма Era – новичок на рынке светодиодов, однако, ее неизменно качественная продукция уже успела приглянуться клиентом.

Сейчас компания активно развивает производство и в будущем собирается потеснить конкурентов и даже опередить их в битве за покупателя.

Полезные советы по выбору

Подбирая лампу, работающую на основе светодиодных элементов, нужно найти экологичное, экономное и безопасное изделие с подходящей температурой свечения, отсутствием мерцания, оптимальной силой светоподачи и правильным углом рассеивания.

Осветительная система, оснащенная лампами теплого спектра, создает в спальне ощущение комфорта и расслабленную, интимную обстановку. Мягкое свечение не раздражает глаз, успокаивает и действует на человека умиротворяюще

Если требуется осветить жилое помещение, стоит взять модуль из теплого спектра с маркировкой 2700-3200 К. Это обеспечит в доме или квартире приятную атмосферу, располагающую к продолжительному нахождению в комнатах с целью отдыха или общения.

В ванне, кухне, коридоре или санузле можно установить лампы 3700-4200 К. Они наполнят помещения ярким, нейтрально-белым светом, напоминающим сияние утреннего солнца.

Все предметы при таком варианте освещения приобретут дополнительную четкость и станут выглядеть немного жестче. Но излишней нагрузки на глаза это не даст, ведь в таких помещениях человек не проводит большого количества времени.

Когда стоит цель качественно осветить хозяйственные отсеки, уместно воспользоваться лампами от 6000 К и выше. Они донесут поток света в каждый уголок и ни один сантиметр помещения не останется в тени.

Мерцание – одно из слабых мест LED-модулей. Популярные производители заявляют, что этот недостаток свойственен только безымянным китайским изделиям, а брендовая продукция его не имеет.

Проверить правдивость этих слов очень легко. Достаточно в момент покупки вкрутить лампу в цоколь и поднести к ней камеру смартфона. При пульсации лампочки изображение, появившееся на экране, обязательно замерцает.

Отдельные бренды осуществляют замену по гарантии только при определенных обстоятельствах. Например, когда в лампе прогорели более 5% диодов или светопоток потерял от 10% насыщенности

В фирменных магазинах при приобретении лед-ламп клиентам предоставляют гарантию от производителя. Обычно она длится от 1 года до 3 в зависимости от торговой марки.

Для того чтобы ею воспользоваться и заменить вышедший из строя товар на работающий аналог, покупателю придется сохранить кассовый чек и талон, где продавец отметил дату покупки и заверил ее своей подписью.

Выводы и полезное видео по теме

Компании, занимающие лидерские позиции на рынке осветительного оборудования в сегменте бытовых светодиодных элементов. Главные плюсы и минусы брендовой продукции:

Какие ошибки совершают клиенты, приобретая светодиодные изделия. Как их избежать и приобрести правильную LED-продукцию, которая будет работать долго и надежно. Памятка для потенциальных покупателей:

Говорить о том, какие виды современных светодиодных ламп лучше, можно долго. Однозначного ответа на этот вопрос нет. Все зависит от назначения осветительной системы и области ее использования. Исходя из этих параметров, и стоит выбирать подходящее led-изделие.

Не нужно с целью экономии приобретать безымянную продукцию. Разумнее предпочесть модуль проверенного бренда, хорошо зарекомендовавшего себя на рынке.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по выбору светодиодных ламп? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом применения LED-светильников. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Долговечность светодиодных ламп и снижение светового потока

Я провёл эксперимент и сравнил, как снижается световой поток разных светодиодных ламп в течение сорока минут после включения.

Перед любым тестированием я обязательно прогреваю светодиодные лампы не менее 30 минут. Дело в том, что любая светодиодная лампа за это время снижает свой световой поток по мере прогрева светодиодов и электроники.

С помощью самодельного «чёрного ящика» Lamptest-1 я измерил, как меняется световой поток двенадцати разных светодиодных ламп в первые сорок минут после включения. Для наглядности отобрал девять из них:

IKEA Ryet 603.979.60 LED1741G6;
OSRAM LEDSCLA60 10W/827 230VFR E27;
ASD LED-A60-std 7Вт Е27 3000К 630Лм ASD;
Camelion LED ULTRA LED6-A60-FL/830/E27 филаментная;
Лисма СДФ-6 A50 филаментная;
Toshiba 00101315012B;
Geniled 01327;
Gauss 102802115 Графен филаментная;
Saffit SBA6010 55004.

Вот, что получилось.

Первое, что бросается в глаза, — существенно большее падение яркости (здесь и далее я буду использовать это слово, не как технический термин, а как бытовое понятие) у лампы Saffit. Через 25 минут световой поток этой лампы упал почти до 70% от начального. Замечу, что это очень-очень плохая лампочка (заявлено 10 Вт, по факту 5 Вт, заявлено CRI 80, по факту 72, световой поток ещё не измерял, но думаю он тоже в районе половины заявленного). Такое падение говорит о том, что скорее всего светодиоды работают в режиме перегрузки. Долго такая лампочка не проработает.

Второй интересный момент — отличие графиков трёх филаментных ламп. Они быстрее нагреваются и быстрее стабилизируются. У лампы Camelion световой поток стабилизировался уже через пять минут после включения и после этого в течение 35 минут упал всего на 1%.

Интересный график у старой лампы OSRAM с тяжеленным радиатором (лампа весит целых 117 грамм). Она разогревается так медленно, что даже 40 минут не хватило для полной стабилизации светового потока.

Волнистый график у IKEA Ryet вызван пульсацией света (коэффициент пульсации у неё около 13%).

Возможно по степени падения светового потока можно делать прогноз долговечности ламп и если за 15 минут яркость упала более, чем на 20%, вероятность преждевременного выхода лампы из строя довольно высока.

Пока что у меня нет возможности так тестировать каждую лампу, но если сделать для Lamptest-1 специальную прошивку и самих приборов изготовить несколько штук, процесс вполне можно автоматизировать поставить на поток.

© 2019, Алексей Надёжин

Лучшие светодиодные лампы. Рекомендации специалистов. Статья.

«Какая марка светодиодных ламп лучше, качественнее, ярче всего»? Это вопрос нам часто задают наши клиенты. «Прошерстив» интернет мы не нашли ответа, который удовлетворил бы нас полностью, поэтому решили проделать эксперимент с последующими выводами самостоятельно. И вот что вышло:

Контрольная закупка ламп во имя истины состоялась в январе 2015 г. в различных розничных точках г. Челябинска и на руках у нас имеется теперь 9 ламп для встраиваемых светильников различных производителей. Все примерно одной и той же заявленной мощности 5-6 Вт, теплой цветности – 2700-3000 К. Все лампы, кроме одной только Gauss (не нашли нужную) типа MR-16 – для встраиваемых светильников.

Итак. Наши подопытные:

1. Лампа Gauss elementary Е14 6 W 2700 К (гарантия 1 год). На фото коробочка из под MR16 Elementary.

2. Estares GU10-9L-220V 5W теплая (гарантия 1 год)

3. Elektrostandart JCDR AL 60SMD LED 5 W 3300К (гарантия 1 год) Упаковка, к сожалению, как испарилась. Потеряли, вообщем.

4.  Лампа Navigator NLL-MR16 5W 3000 К (гарантия 2 года)

5. Ecola MR16 5.4 W 2800К (гарантия 1 год)

6. Osram Decostar MR16 35W/12 V галогенная, используемая как эталон

7. Pulsar MR16 ALM-JCDR 5W 2700К (гарантия 2 года)

8. Foton Fl-led MR16 6W 2700 К (о гарантии производитель умолчал)

9. Feron LB-26 7W 2700К (о гарантии производитель умолчал)


Как мы видим, все лампы, кроме одной Gauss (не нашли нужную) типа MR-16 или GU10 – для встраиваемых светильников. Лампа Gauss – «свеча» E14, но удалив колбу, мы получили нужный нам образец для опытов.

Конечно, есть вероятность, что пока пишется эта статья, какую-либо модель лампы заменили на более совершенную и, возможно, более качественную, но повторимся: все лампы покупались в одно и то же время в популярных торговых точках и не из распродажи «неликвида». Таким образом, можно с большой долей вероятности верно охарактеризовать отношение производителя к своей марке, а учитывая цену товара и к покупателю, в конечном итоге.

Опыт 1. Определяем  лампу с самой лучшей цветопередачей.

Все светодиодные лампы устанавливаем для удобства в родные им светильники-обода на одном уровне светодиодами строго вертикально вверх. Для чистоты эксперимента, т.е. для приведения всех ламп к равным условиям проделываем следующее: прикрываем обнаженную светодиодную плату у Gauss, а у Osram и Estares отражатели полупрозрачным белым пластиковым рассеивателем (трофейным), тем самым сделав свет таким же ненаправленным и рассеянным, как у наших  других ламп.

Подключаем все светильники одновременно. «Картина маслом» ниже. (Оговоримся: к сожалению, фото не передало цвета достаточно натурально, так, как мы видели их глазами.)


Мы сравнили свечение каждой лампы с эталонной галогенной лампы Osram, цветопередача которой близка к совершенной (эта обоснованная точка зрения науки)

На основании увиденного глазами мы сделали свою субъективную оценку цветопередаче каждой лампы,  и вам придется в нее поверить. Эталонной галогенке мы присвоили максимальное число баллов  – 5. Всем остальным – меньшее, в зависимости от похожести с ней свечения и его приятности.

Вывод от увиденного: 

Марка лампы    Gauss        Estares     Elektrostandart  Navigator      Ecola        Osram        Pulsar        Foton       Feron    
 Цветовая температура 
 по паспорту, Кельвин 		2700 просто “теплая” 3300 3000 2800 3000 2700 2700 2700
Оценка качества
 свечения, баллы 		5 4 3 3 2 5 1 3 4

– Свечение лампы Gauss оказалось самым  близким к свечению лампы Osram MR16. В нужной мере теплым, без розовых и прочих ненужных оттенков. Просто желто-приятным оказался свет ламп Estares и Feron. Забегая вперед скажем, что это оказался единственный плюс лампы Feron. Возможность ее применения вами будет зависеть от того, насколько вы критично отнесетесь к тому, что будет написано далее.

–  Лампы Pulsar и Ecola имеют худшую цветопередачу. Слишком навязчива красная составляющая в спектре. Розовый свет – не самый приятный. Свечение остальных ламп можно считать приятным, несмотря на то, что в обещаемое с коробки свечение 2700 (как лампа накаливания) или 3000К  (галогенка на 12 Вольт, как наш Осрам) оно не вписывается (только “Электростандарт” честно написал). 

Опыт 2. Самая яркая светодиодная лампа.

Предпочтем не обращать внимание что пишут на коробочках. Золотые горы люмен (количество света в них измеряется) производители обещают, похоже, исходя из максимальной светоотдачи используемого типа образцово качественного светодиода, помноженное на их количество. Но светодиоды бывают разные, хорошие и плохие, яркие и “так себе”. 

Посмотрим же своими глазами и “глазами” специального прибора,  определяющего уровень освещенности в помещении. Называется он «люксметр». Им нереально определить световой поток лампы, так называемые Люмены (Лм), ту цифру, которую заслуженно и не очень пишут на упаковке лампы производители. Для этого необходимо сложное лабораторное  оборудование. Нашим люксметром мы измерили освещенность от каждой лампы. Во всех девяти случаях, естественно, на одинаковом расстоянии и положении относительно вертикальной оси лампы  Проще говоря, в одной и той же точке.  И в одних и тех же ночных условиях.

Ниже показатели освещенности, которая измеряется в люксах (не путать со световым потоком с коробочки!).


Марка лампы    Gauss   
   Estares   		Elektrostandart Navigator     Ecola      Osram     Pulsar        Foton      Feron  

 Мощность лампы

 по паспорту

6 Вт 5 Вт 5 Вт 5 Вт 5,4 Вт 35 Вт 5 Вт 6 Вт  7 Вт 
Обещанный коробочкой
аналог галогенной лампы 		50 Вт 50 Вт нет инфо 35 Вт 55 Вт 35 Вт 50 Вт 35 Вт нет инфо
Освещенность ,
 Люкс 		800 780 420 730 640 880 650 750 430

Что мы имеем здесь:

Самая яркая  – наша эталонная галогенка Osram. Наиболее близко  к ней  подобрались Гаусс, Эстарес , Фотон и Навигатор.  Лампы марки Ферон  и Пульсар замыкают турнирную таблицу в этом состязании.

Вы можете возразить словами : «Но ведь мощность Gauss 6 Вт, конечно она будет ярче».  Да, Gauss  мощнее (по паспорту)  изначально. Но мощнее ли он в действительности? Об этом в следующем опыте.

Делался это эксперимент ради еще одного заключения – проверки на  честность, указанной на упаковке лампы информации об ее эквиваленте мощности галогенной лампы.  Вы сами видите все картину положения дел – врут все, одни сильнее другие меньше.  Испытуемые светодиодные лампы, все без исключения, в своей яркости не  добрались даже до 35 Вт галогенки, а про обещанное, например,  Pulsar  равенство  с  галогенной лампой 50 Вт, и говорить не приходится.

Скромнее всех и меньше всего приврали –  Foton и Navigator.  Приз зрительских симпатий им за это.  

Важный момент: приз за яркость может быть отобран после “пробы на допинг” в следующих опытах. Не бегите уже в магазин покупать “лучшую лампу”. Дочитайте до конца, сделаем вместе выводы.

Вот мы и переходим к самым интересным разделам – с трепанацией ламп, с реальными измерениями, призванными определить безопасность и долговечность светодиодных ламп.

 

Опыт 3. Безопасность светодиодных ламп в отношении поражения человека электрическим током.

Вскрываем все лампы, вынимая,где получается – то   аккуратно, а где-то нещадно выламывая (во имя науки сломаем и не то)  рассеиватели и отражатели (Estares), добираясь до светодиодных плат и потрохов, называемых кем-то драйверами, кем-то блоками питания, а кем то даже трансформаторами. Не будем их ссорить, назовем электронные потроха просто «БП».

Сказано-сделано, что видим:


 

Мда…..   Feron и  Electrostandart  , это непростительно! 

По требованиям наших российских правил безопасности алюминиевый токопроводящий  корпус этих ламп подразумевает специальную усиленную (двойную) изоляцию БП и подводящих проводов (электронных «потрохов», для тех, кто забыл). Таковой изоляции провода и БП (у Ферона)  не имеют. В случае некачественной пайки, кривой сборки, вибрации и пр. оторвавшийся от платы провод,  элемент БП  попадает на алюминиевый корпус лампы. Лампа вставляется в стальной (проводящий ток) светильник, который в 99 % случаев (у вас что, светильники настоящие итальянские!?) не предусматривает защитное заземление.

Далее события как бы ни разворачивались, результат будет один – «долбанет»!

Вопрос к владельцам марки: ЗАЧЕМ?  Как пропустили такое в продажу, как сделали сертификаты  понятно всем – в России за взятки пока только школьных учителей сажают.

Будем думать так: русские менеджеры Ферона и Электростандарта не знают русских же правил. А в Китае народу слишком много, там наверно нет ОБЖ, ПДД и обязательной флюрографии   и,  в принципе: «никого не жалко, никого….» . Далее по ходу эксперимента эти две марки будут рассматриваться нами просто как “массовка”. В конкурсе за звание “лучшая лампа” они более не участвуют. 

Все остальные марки имеют пластиковый нетокопроводящий корпус, либо его часть, в которой скрыт БП,  а светодиоды прикрыты изолирующим пластиковым рассеивателем.  Это безопасно.

Опыт 4. Воздействие светодиодных ламп на органы зрения и общее самочувствие человека.

Британскими учеными было установлено, что такие факторы как уровень освещенности, цветопередача, цветовая температура и пульсация света очень даже воздействуют через глаза на нашу работоспособность, эмоциональное состояние и , как следствие, самочувствие в целом. 

Чем ярче или чем белее свет совсем не означает что это лучше. Каждой лампе свое предназначение, место и время. А вот с пульсацией света все просто. Чем она заметнее, тем хуже для наших глаз и, значит, для нас в целом. Пульсация – моргание света, хорошо ощутима глазом на “совковых” люминесцентных светильниках в наших  офисах и госучреждениях. А также в подъездном светильнике, куда еще лет 10 назад ваш папа поставил диод, для того чтоб лампа Ильича не перегорала.

Но примеры выше – для того, чтоб вы поняли, что есть пульсация.  В подавляющем большинстве случаев, даже пристально наблюдая за лампой в светильнике мы не замечанием этой вибрации света. Тем не менее, она есть.

Современные требования ГОСТов и СНиПов регламентируют эту самую пульсацию для нежилых помещений, не вдаваясь в вашу личную жизнь дома. Не будем вдаваться в подробности и мы, а также  в цифры и формулы скажем просто: в светодиодной лампе пульсация света есть всегда. НО: в зависимости от типа БП от дискомфортной, опасной до абсолютно мизерной, безопасной. Чем сложнее схема БП, чем больше в ней элементов, тем меньше эта самая пульсация и, соответственно, безопаснее для глаз лампа. Если вы печатаете на компьютере, читаете, шьете, вяжете крестиком или плетете сети, т.е. ваша работа требует пристального зрительного внимания –  ваш светильник должен быть оснащен  лампами с современными “правильными” блоками питания. Для всех остальных “проходных” помещений жестких требований к пульсации света, а значит и к схеме БП нет.

Так как же выявить опасный блок “с пульсацией” от безопасного? Посмотрите на фотографии БП наших подопытных ламп.


Безопасная схема имеет в своей конструкции желтый кубик- дроссель или трансформатор (последнее выглядит также). И то и другое дает нам понять, что эта схема обеспечивает питание светодиодов током очень высокой частоты. Настолько высокой, что и прибор, ни тем более глаз, кожа, нос и пр. не фиксирует пульсацию (моргание) света.

Лампы Gauss, Estares, Navigator, Electrostandart и Ecola имеют этот дроссель или трансформатор. Пульсаций по-сути нет. Нервного срыва не будет 🙂 

Лампы с такими схемами по-хорошему должны иметь надпись на коробочке, что то типа “коэффициент пульсации” или просто “пульсация” менее 5%” (порог, с которого лампа начинает считаться опасной для глаз) или еще проще “без пульсации”. Но так как регламента на пульсацию для  жилых помещений нет, то такая надпись на упаковке наших с вами ламп совсем необязательна, а те производители (из наших экспериментальных лишь Гаусс), кто ее наносят, делают это лишь в целях увеличения  продаж тем, кто знает про это.

Лампы Feron, Foton, Pulsar работают по  дешевой схеме  питания светодиодов выпрямленным напряжением. Эта схема не плоха, потому что дешева. И, конечно, цена этих ламп должна быть дешевле остальных. Но применять эти лампы следует исключительно в “проходных” помещениях – коридорах, санузлах, гардеробных и т.п. 

P.S. Для тех кто ” в теме”.

У лампы Foton емкость фильтрующего конденсатора самая наименьшая – 1 мФ. У все остальных 3-4 мФ.

Полезный совет: Тому большинству, кто не собирается вскрывать лампы, чтобы искать там “желтые кубики”, но озабочен безопасностью здоровья своей семьи можно предложить такой вариант: возьмите фотоаппарат (разумеется цифровой) и посмотрите через видоискатель на лампу в режиме фокусировки. Если видите “всполохи” света- пульсация значительная. 

Опыт 5. Надежность, срок службы светодиодных ламп. 

Малое энергопотребление, безотказность и, самое главное, гигантский срок службы – вот на что мы рассчитываем, когда покупаем светодиодную лампу и платим за нее в разы больше, чем за обычную лампу Ильича. Очень обидно было бы разочароваться уже через пол-года, как это часто происходит с энергосберегающими лампами типа “спираль”.

Надежность светодиодных ламп, и в принципе, всех светодиодных светильников складывается в результате соблюдения следующих условий:

– качества самих светодиодов, их пайки;

– продуманности схемы, качества электронных компонентов и сборки блока питания;

– грамотной конструкции корпуса лампы, обеспечивающего требуемый теплоотвод от светодиодной панели;

– внешние факторы: качество напряжения в сети, температурный режим в котором эксплуатируется лампа (буквально: чтоб не в бане стояла и не пеклась на солнце в рабочем режиме).

Несоблюдение хотя бы одного из этих условий приводит к преждевременному выходу лампы из строя. У лампы могут быть потрясающе эффективные светодиоды, но что толку, если…..ну вы поняли, вообщем.

Наши экспериментальные лампы мы так же пытались проверить  еще по одному параметру: «перегрузка» светодиодов сверх-высокими токами.  Светодиод можно заставить светиться ярче, подав на него ток, свыше того, на который он рассчитан.  Но полноценного  заключения сделать не удалось. Паспорта на используемый тип светодиодов не прилагаются.  Жаль! Это было очень кстати. 

Про качество самих светодиодов  во всех лампах сказать также ничего не можем,  микроскопами не располагаем. Возможно, что разные марки ламп имеют один и тот же тип светодиода  (5630 например), но  один производитель покупает качественный и дорогой светодиод, а другой- дешевый и фуфловый. Но выглядят они – один-в-один.

Идем дальше.

Можем исходить из того, что Ферон и Электростандарт используют морально устаревшие светодиоды 3528 со слабой светоотдачей. Все остальные марки ламп перешли на новый тип светодиодов 2835 и 5630. Светодиодов такого типа требуется меньшее количество, соответственно меньшее количество и паечных соединений, а любое соединение – это «слабое место» с потерей «сигнала»- напряжения и мощности (вы переплачиваете за это, посмотрите выше яркость этих ламп).   Лампы Гаусс, Эстарес  и Пульсар имеют самое меньшее количество светодиодов, соответственно и выше  надежность самой платы с диодами.

Интернет-магазин светильников светодиодных ламп бывают , по-сути, двух видов: без желтого кубика- дросселя (трансформатора) и с ним. Первый вариант гораздо проще, понятнее и дешевле.  Возможно, даже надежнее, чем второй, учитывая тот факт,  что непонятно качество используемых электронных компонентов.

Те не менее, мы живем в 21 веке. Время грамм-пластинок  и коловорота в прошлом. Вариант с импульсной высокочастотной схемой питания светодиодов (второй вариант с желтым дросселем) лучше, потому что этот принцип обеспечивает стабильный требуемый ток через светодиоды, даже если напряжение в сети изменяется или выше номинального 220-240 В . Это очень важно- не дать перегреваться диоду от протекания через него повышенного тока. 

Корпус лампы, как было сказано выше, также является фактором, влияющим на срок службы лампы. Конструкция корпуса должна быть разработана с учетом возможности хорошо отводить тепло, выделяемое светодиодами, а оно очень даже приличное. Зачем отводить тепло? Затем, что чем меньше температура светодиода, тем дольше он так же ярко светит. 

Есть еще один важный момент, связанный с температурой внутри корпуса лампы: электронные компоненты блока питания лампы также не выдерживают высоких температур. 

Таким образом, чем быстрее с внешней стороны  нагреется корпус лампы, тем лучше для нее. Значит тепло хорошо отводится. Ведь хороший исправный термос снаружи всегда холодный, так как аккумулирует тепло, не дает ему выходить.

Наши с вами лампы имеют следующие типы корпусов. 

– Алюминиевый. (лампы Ферон и Электростандарт). Все бы хорошо, если бы не  опасность быть убитым такой лампой. Незачет.

– Пластиковый однослойный. (лампа Фотон). Отвод тепла весьма затруднен.  Срок службы блока питания наименьший,  деградация светодиодов (падение их яркости с течением времени) самая быстрая. Оценка “уд”.

– Пластиковый двухслойный, армированный внутри алюминием (лампы Гаусс и Навигатор).  Температура внутри такого корпуса равномерно распределяется по его поверхности и отводится от него, хоть и через пластик.   Отработают положенный гарантией срок, но вечной жизни не дадут. С точки зрения маркетинга  – самый выгодный вариант для продавца. И помидорами люди  не закидают и без работы не оставят, придут за новой лампой года через два. Оценка “хор”.

– Самый дорогой вариант, но и самый лучший, потому что обеспечивает наименьший нагрев светодиодов и деталей БП у ламп Эстарес, Экола и Пульсар. Плата со светодиодами расположена внутри алюминиевого радиатора, обеспечивающего отличный отвод тепла. По этому принципу делают светодиодные лампы самые лучшие их производители – Philips и Osram, например. Оценка “отл”

Стоит отметить, что у Gauss также есть более дорогая серия ламп -Professional, выполненная по такой же технологии.

Какую светодиодную лампу лучше купить. Итоги.

Пора сделать выводы, какая  светодиодная лампа самая лучшая.  Вы можете их сами, определив для себя критерии. Но вот наша точка зрения, основанная согласно количества набранных баллов и их весомости.

1 место:  Estares – надежная, яркая, безопасная.

2 место: Navigator, Gauss Elementary  – предсказуемый срок службы, яркие, безопасные. У Гаусс есть еще серия Professional. Лампа из этой серии более совершенна, вероятно, заняла бы также 1 место. Но она и более дорога и потому, видимо, в свободной продаже отсутствует.

3 место: Ecola, Foton, Pulsar – каждый со своими недостатками. Можно “закрыть глаза” на них, если цена на эти лампы будет для вас весомо ниже, чем на те, что в списке расположились выше. И все же, в ответственные  помещения мы не рекомендуем их использовать.

Вне зачета – Feron и Elektrostandart.  Опасные.  Они для тещи, разве что, в самый раз. 

Для тех, кто прочитал эту статью по-диагонали скажем, что выводы сделаны на основе изучения лишь одного представителя от каждой марки. Ставить крест или петь дефирамбы для какой-либо марки в-целом было бы неразумно. Но , как говориться “осадочек то остался”.

THE END

P.S. Если вы не согласны с информацией в этой статье, имеете замечание, либо хотели бы статью дополнить, просьба: пишите комментарии  нам на ящик info.

Автор: Интернет-магазин светильников и электрики НОВОСВЕТ 74.

При использовании данного материала ссылка на автора обязательна!

≋ ТОП 10 светодиодных LED ламп

Весь мир активно использует светодиодные LED лампы. И это неудивительно, ведь они считаются наиболее оптимальным решением на сегодняшний день.

Во-первых, светодиодные LED лампы являются энергосберегающими. В плане экономичности они существенно выигрывают у обычных ламп накаливания. Если в цифрах, то разница в энергопотреблении является 10-кратной! То есть, платить за свет вы будете в 10 раз меньше, что очень актуально в связи с нынешними тарифами.

Во-вторых, светодиодные лампы выпускаются в широком ассортименте. Они могут быть со скрытым радиатором, с рассеивателем или без него, с разным количеством и расположением светодиодов.

Установка светодиодных LED ламп и вовсе не составляет никакого труда. И с этой задачей легко справится любой человек.

Купить светодиодные LED лампы любой конструкции вы можете в интернет-магазине Венкон. Для вашего удобства мы составили рейтинг лучших предложений от Philips, Eurolamp и других известных брендов. Здесь вы найдете LED лампы любой формы, класса энергоэффективности, мощности. Разброс по ценам тоже велик, так что выбрать всегда будет из чего.

1. Philips LedBulb 10.5-85W E27 3000K 230V A55 (PF)

Товар из рейтинга

2. Osram Superstar B40 E14 диммируемая

Товар из рейтинга

3. Eurolamp Led Еко серия D SMD MR16 5W GU5.3 3000K

Товар из рейтинга

4. Biom Led G4-3,5W-12 4500K

Товар из рейтинга

1 фото

Лампа Biom Led G4-3,5W-12 4500K

В наличии

Показать цену

Световой поток, лм.: 350 | Мощность, Вт: 3.5 | Цоколь: G4, GU4 |

5. Osram Led Value CL B40 6W/827 220-240V FR E14

Товар из рейтинга

6. Eurolamp Led свеча на ветру ArtDeco 40W E14 2700K

Товар из рейтинга

7. Philips CorePro LedSpotMV D 4.5-40W 827 R50 36D

Товар из рейтинга

8. Osram Led SCLA100 13W/827 220-240V FR E27

Товар из рейтинга

9. Philips LedBulb 10.5-85W E27 6500K 230V A55 (PF)

Товар из рейтинга

10. Biom Led FL-301

Товар из рейтинга

1 фото

Лампа Biom Led FL-301

Под заказ

Показать цену

Световой поток, лм.: 460 | Мощность, Вт: 4 | Цоколь: E27 |

Какие лампы лучше светодиодные или филаментные?

Лишь совсем недавно рынок светотехники практически захватили светодиодные лампочки и светильники. Обладая множеству неоспоримых преимуществ, они не просто стали идеальной заменой для традиционных ламп накаливания, но и для экономичных люминесцентных осветительных приборов.

Однако, зачастую, даже несмотря на множество преимуществ как в плане энергопотребления, так и удобства эксплуатации, довольно внушительный процент пользователей все еще предпочитает обыкновенные лампы накаливания. «Виной» тому привычный внешний вид и способ распространения света ламп накаливание.

Ведь в отличие от них светодиоды имеют направленный свет и в них уже не разглядеть привычной тонкой накаленной нити. Так как же поступить – выбрать уже не эффективные, но столь привычные лампочки накаливание с которыми не придется пройти этап адаптации, или же рискнуть и приобрести современные энегоэффективные светодиодные лампы и светильники, которые больше не придется менять после каждого скачка напряжения?

На первый взгляд этот довольно простой выбор может оказаться весьма сложным, особенно для тех пользователей, которые ценят устойчивый комфорт. Однако благодаря быстрому темпу развития современных светодиодных технологий данная проблема также имеет свое простое решение под названием филаментные светодиодные лампы.

По сути, они сочетают в себе все качества современных светодиодных ламп и привычный тип свечения традиционных ламп накаливания. Ну а для того чтобы более наглядно представить себе филаментную технологию, следует чуть больше внимание самой конструкции и устройству филамента.

Филамент – «светодиодная» нить накаливания

При дословном переводе название Филамент звучит как «нить накаливания». Именно такая нить в традиционных лампах является источником света. Однако устройство филамента значительным образом отличается от стандартных решений.

Филамент представляет собой тонкую прозрачную основу (стержень) из прочного сапфира. Иногда вместо сапфира используется специально обработанное стекло, которое более доступно по стоимости. На стержне, стандартные размеры которого составляют 2 мм в диаметре и 30 мм в длине, в последовательной схеме располагаются маленькие светодиоды, общее количество которых не превышает 28.

При этом все диоды тщательно запаяны люминофором, который, так же как и основа прозрачен. Именно это позволяет светодиодам светить во всех направлениях. Вот почему в отличие от обыкновенных лед ламп с направленным свечением филаментные светодиодные лампы обеспечивают равномерное распространение света во всех направлениях.

Мощность и конструкция филаментных светодиодных ламп

В среднем один филамент стандартного размера в зависимости от типа светодиодов потребляет 0.9-1,4 ВТ. Однако это не означает, что для более высокой интенсивности светопередачи нужно устанавливать множество лампочек, ведь необходимая мощность конкретной лампу достигается производителем использованием определенного числа филаментом в колбе лампочки.

Что же касается самой колбы, то она в основном выполняется по аналогии с формой традиционной лампочки, однако в продаже можно найти и модели с другими формами исполнения.

Что же касается типа цоколя, то они в основном выполняются в стандартах Е14 и Е27, а значит купить филаментные светодиодные лампы можно для установки как в светильниках с традиционным типом цоколя, так и декоративных устройствах с малым цоколем типа «миньон».

При этом следует учесть, что светодиодные лампы филаментные е14 , как правило, обладают более низкой мощностью, так как они в основном используются в декоративных светильниках и ночниках.

Преимущества и недостатки филаментных светодиодных ламп

Благодаря уникальной конструкции и технологическим решениям филаментные лампы имеют свои уникальные достоинства и недостатки, которые непременно стоит учесть при покупке.

Для начала рассмотрим их преимущества

  • Так же как простые светодиодные лампы филаментные обладают высокой энергоэффективностью, износоустойчивостью и долгим сроком службы, при этом за счет распространения света во всех направлениях, они потребляют еще меньше электроэнергии при более высокой яркости.
  • Фималентные лед лампы подойдут для установки в самых разных осветительных приборах. Так например модели с цоколем Е27 станут идеальной заменой для простых стандартных лампочек, а лампа филаментная е14 идеально подойдет светильникам с малым цоколем.
  • Благодаря наличию специального газа в колбе филаментные led лампы не нагреваются, что делает их использование более безопасным.
  • Специальный драйвер позволяет лампам использовать напряжение постоянного тока без подключения специальных дополнительных адаптеров. Он же и осуществляет преобразование напряжения, снижая расход энергии.
  • Яркость свечения филаментной лампы можно отрегулировать при помощи диммера;
  • Утилизации ламп не требует особых мер, их можно вынести с бытовыми отходами, так как оно безопасны и для окружающей среды.
  • Ну и конечно же одним из основных преимуществ филаментных светодиодных ламп является их внешняя схожесть с традиционными лампами, ведь в них ясно видна «раскаленная нить», и они распространяют свет равномерно во всех направлениях.

Недостатки филаментных ламп

  • Помимо множества преимуществ филаментные светодиодные лампы не лишены и недостатков. Так:
  • Наличие специального драйвера повышает цену устройства;
  • Колба в которой расположены филаменты довольно хрупкая и с ней требуется обращаться весьма осторожно.
  • Светодиодные филаментные лампы должны быть покрыты исключительно высококачественным люминофором, так как в противном случае может произойти утечка синего света которая вредна для глаз. А значит приобретать такой товар можно только у проверенных и надежных производителей. Вот почему мы столь внимательно относимся ка предлагаемой нами продукции. На нашем сайте представлены только высококачественные филаментные светодиодные лампы купить которые вы сможете по самым выгодным в Москве ценам.

Таким образом, светодиодные филаментные лампы можно смело отнести к одним из лучших достижений современных LED технологой. За ними будущее, в котором все усилия будут направлены на то, чтобы предложить потребителю более передовые и практичные устройства.

Лампы светодиодные LED большой мощности, с цоколем E27, E40

Сортировать по:
  • умолчанию
  • цене
  • по наличию
Сортировать по:
  • умолчанию
  • цене
  • по наличию

Мощные светодиодные лампы под патрон Е27 и Е40

Освещение больших пространств складских и промышленных помещений требует большое количество единиц традиционного светового оборудования. Такие ситуации приводят к увеличению расходной части энергетического потенциала и соответственно отягощают финансовое бремя расчетов с поставщиками электроэнергии.

Задача экономии может быть решена при помощи замены ламп накала, газоразрядных и люминесцентных светильников на светодиодные аналоги большой мощности. Переоснащение больших производственных объектов более современными приборами освещения приносит неоспоримые выгоды:

    – экономия электроэнергии, до 90%;
    – сокращение расходов на обслуживание оборудования;
    – гораздо большая продолжительность эксплуатационного периода;
    – отсутствие необходимости в специальной утилизации отработанных устройств.

Рабочие характеристики светодиодных ламп большой мощности, ничем не уступают и даже превосходят традиционные образцы. LED элементы развертывают световой сценарий в 140-градусном угловом диапазоне. Мощность ламп достигает показателя в 100 Ватт, степень освещенности поднимается до 10 тысяч люмен.

Формат светодиодных ламп позволяет их устройство в промышленные стандартные светильники, типа «колокол». Лампы не нуждаются в дополнительном оборудовании, ускоряющем пуск и понижающем рабочее сетевое напряжение. Цокольное устройство Е27, предназначенное для резьбовых патронов, может быть использовано для контактных переходников большего диаметра, с помощью специальной цокольной насадки Е40.

Средний срок службы светодиодных ламп большой мощности, находится в районе 28-30 тысячи часов. Для промышленных зданий, имеющих значимую высоту пролетов, факт немаловажный. Замена световых элементов на большой высоте – это и фактор риска, и дополнительные расходы, связанные с привлечением персонала и техники.

Для поддержания допустимого режима нагрева, лампы оборудуются, либо внутренними, либо внешними активными радиаторами, выполненными в виде множественных ребер. Корпус светодиодных ламп большой мощности выполняется комбинированным, где материалом для несущей цокольной части служит алюминиевый сплав, а в качестве плафона используется колба из прочного термостойкого полимера.

В нашем магазине shop220.ru, вы можете заказать светодиодные лампы от ведущих профильных производителей Foton Lighting и Feron.

Производители электрооборудования
Нажмите на логотип производителя чтобы посмотреть все его товары в этом разделе.

Внимание!
Внешний вид товара, комплектация и характеристики могут изменяться производителем без предварительных уведомлений.
Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой,
определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации.
Указанные цены действуют только при оформлении требуемой продукции через форму заказа сайта shop220.ru (корзину).

Надежность и срок службы светодиодов


С увеличением сложности технического оборудования, модулей или даже отдельных компонентов, надежность и срок службы, а также затраты, связанные с заменой и проверкой, становятся все более важными для заказчика. Здесь необходимо рассмотреть возможность оптимизации требований, функций и затрат на протяжении всего срока службы продукта.

Введение

Единственное требование, чтобы светодиод не вышел из строя, больше не достаточно для современных мощных компонентов или устройств.Чаще дополнительно ожидается, что они безотказно выполняют свои требуемые функции. Однако можно только сделать прогноз (вероятность), подкрепленный статистикой и испытаниями, относительно того, в какой степени такие требования могут быть выполнены. Нельзя дать прямого ответа или утверждения о том, будет ли отдельное устройство или компонент работать без сбоев в течение определенного периода времени.

В настоящее время используются современные методы управления качеством и моделирования надежности, чтобы исследовать и проверять эти типы вопросов.

Эта статья дает фундаментальное представление о вопросах «надежности» и «срока службы». Термины срок службы и надежность объясняются более подробно в отношении светодиодов (LED) и того, как эти термины понимаются OSRAM Opto Semiconductors.

Кроме того, описаны важные факторы, влияющие на срок службы и надежность светодиодов.

В Приложении дается описание математических основ, необходимых на практике.

Концепция надежности в OSRAM Opto Semiconductors

Отсутствие толерантности к дефектам (ZTTD) – неотъемлемая часть корпоративной культуры OSRAM Opto Semiconductors. Только так наши клиенты могут стремиться к нулевым дефектам при производстве и применении.

OSRAM Opto Semiconductors связывает термин «надежность» с выполнением ожиданий клиентов в течение ожидаемого срока службы. Другими словами, светодиод не выходит из строя в течение всего срока службы в данных внешних и функциональных условиях.

Таким образом, надежность продукции зависит от цепочки материалов, производственного процесса и функции компонента (рис. 1). Кроме того, необходимо принять во внимание окончательную заявку. Высокая надежность может быть достигнута только в том случае, если изменяющиеся эффекты и взаимозависимости отдельных компонентов уже учтены на этапе разработки.

Полное игнорирование этого или сосредоточение внимания только на одном или двух элементах ведет к снижению качества продукта и, следовательно, к снижению надежности.

Надежность светодиодов

Рисунок 1: Основа надежности светодиодов


Надежность полупроводникового элемента – это свойство, которое указывает, насколько надежно функция, назначенная продукту, выполняется в течение определенного периода времени. Он подвержен стохастическому процессу и описывается вероятностью выживания R (t).

Неисправность или отказ отображается, если компонент больше не может выполнять назначенные ему функции.

Отказ и интенсивность отказов подразделяются на три фазы:

  1. Ранние отказы
  2. Случайные или спонтанные отказы
  3. Период износа

Рис. 2: Частота отказов с течением времени (кривая «ванна»).


Поскольку частота отказов особенно высока в начале и в конце производственного цикла, частота отказов с течением времени принимает форму кривой «ванны» (рис. 2).

Таким образом, каждый механизм с единичным отказом показывает свою собственную хронологическую прогрессию и, следовательно, показывает индивидуальную кривую «ванны».

Для каждого из этих этапов в литературе можно найти множество различных типов определений, методов анализа и математических формул для определения надежности. Наиболее важные определения и методы, применяемые к светодиодам, описаны в этом разделе и в Приложении.

Для простоты первые две фазы объединены в так называемый «период внешней надежности». Третья фаза, период износа, соответственно обозначается как «период внутренней надежности».

Период внешней надежности

Внешние отказы (ранние и спонтанные отказы) вызваны дефектными материалами, отклонениями в производственном процессе или неправильным обращением и эксплуатацией со стороны заказчика.

Рисунок 3: Частота отказов светодиода во внешнем периоде в соответствии со стандартом Siemens SN 29500.


Более 99 процентов этих внешних отказов могут наблюдаться во время установки деталей в системе (например, пайкой) или в первые часы работы. Напротив, между периодом раннего отказа и периодом износа частота самопроизвольных отказов светодиодов чрезвычайно мала.

В математике надежности этот период отказа описывается экспоненциальным распределением. Экспоненциальное распределение основано на постоянной частоте отказов во времени. Средняя частота отказов указывается в FIT (Failure UnITs).

Как правило, экспериментальное определение средней интенсивности отказов крайне затруднительно. По этой причине OSRAM OS использует стандарт SN 29500 от Siemens AG, который включает опыт отказов в полевых условиях в типичную частоту отказов светодиодов (рис. 3). При этом не делается различия в причинах отдельных сбоев.

Период внутренней надежности

Период внутренней надежности описывает так называемый период износа компонента в конце производственного цикла.В его основе – повышенный износ и старение материала. Это непрерывное изменение во времени обычно поддается измерению и называется деградацией.

Для светодиодов наиболее значимыми параметрами ухудшения являются изменения яркости или цветовых координат. Другие параметры, такие как прямое напряжение, обычно играют второстепенную роль.

Во время работы светодиоды постепенно уменьшаются в световом потоке, измеряемом в люменах. Как правило, это ускоряется рабочим током и температурой светодиода, а также появляется, когда светодиод приводится в действие в соответствии со спецификациями.

Термин «поддержание светового потока» (L) используется в связи с ухудшением освещенности светодиодов. Это описывает оставшийся световой поток с течением времени по отношению к исходному световому потоку светодиода.

Из-за постоянного ухудшения характеристик необходимо установить критерий отказа, чтобы получить конкретную оценку отказа светодиода. Момент времени, в который световой поток светодиода достигает критерия отказа, затем описывается как время отказа или срок службы светодиода.

Как правило, критерий отказа определяется приложением. Типичные значения – 50 процентов (L50) или 70 процентов (L70), в зависимости от общего освещения.

Рисунок 4: Кривая деградации.


Поскольку старение основано на изменении свойств материала и, следовательно, подвержено статистическим процессам, значения срока службы также основаны на статистическом распределении.

Процент отказавших компонентов описывается термином «смертность» (B).Таким образом, значение B50 описывает момент времени, когда 50 процентов компонентов вышли из строя. Это значение обычно указывается как типичный средний срок службы светодиодов t50 или tml. В дополнение к среднему значению (B50) также можно указать значение, когда 10 процентов компонентов вышли из строя (значение B10). Это позволяет сделать вывод о ширине распределения времени жизни (рисунок 5).

Рисунок 5: Распределение вероятности отказа в течение срока службы.


Для термомеханической нагрузки на компонент (например, температурных циклов) непрерывный процесс старения обычно невозможно измерить. Это означает, что постоянный процесс старения, который приводит к отказу, не может быть описан с помощью характеристического параметра измерения, такого как ухудшение качества света во время работы от электричества. Экстраполяция кривой деградации к определенному критерию отказа, как показано на рисунке 4, здесь невозможна. В этом случае, чтобы иметь возможность делать выводы о времени отказа или распределении отказов, тесты должны проводиться до тех пор, пока не произойдут самые резкие отказы.Примером этого является усталость клеевых или клеевых соединений.

Факторы, влияющие на надежность и срок службы

Как и в случае с обычными светильниками, надежность и срок службы светодиодных источников света также зависят от различных факторов или могут зависеть от этих факторов.

К наиболее важным физическим влияющим факторам относятся влажность, температура, ток и напряжение, механические силы, химические вещества и световое излучение (рис. 6).

Они могут напрямую привести к полному отказу или повлиять на характеристики старения в долгосрочной перспективе (например,г. яркость) и тем самым произвести изменение надежности и срока службы.

Рисунок 6: Факторы, влияющие на надежность и срок службы.

Рисунок 7: Зависимость срока службы от температуры перехода и температуры точки пайки.


Хотя такими факторами прямого влияния являются, например, температура и результирующая температура перехода Tj светодиода, но величина тока, используемого для возбуждения светодиода, также является фактором влияния. При прочих равных условиях эксплуатации повышение температуры окружающей среды, а также увеличение тока вызывают повышение температуры перехода.Однако в целом повышение температуры перехода приводит к сокращению срока службы.

Еще один фактор прямого воздействия – механическая сила. Если, например, к светодиоду прикладываются большие механические силы, это обычно приводит к повреждению, которое дополнительно может привести к полному выходу светодиода из строя.

Источники отдельных факторов могут быть найдены в различных областях, таких как дизайн светодиодов, обработка светодиодов, клиентское приложение и окружающая среда, и отсюда их можно проследить до различных аспектов и параметров (рисунок 8).

Если изучить эти четыре области более подробно, можно определить, что на три из четырех областей может непосредственно влиять производитель светодиодов или пользователь. Последняя область, окружающая среда, в конечном итоге не может быть изменена и должна рассматриваться как заданная в приложении.

Например, источник влияющего фактора, температура, может быть отнесен к двум областям: дизайн светодиодов и приложение заказчика.

В области проектирования светодиодов источником температурного воздействия являются как электрические параметры, так и передача тепла.

В зависимости от приложенного тока (IF) и соответствующего напряжения (UF) создается рассеиваемая мощность, которая в значительной степени преобразуется в тепло. Это приводит к повышению температуры в переходе светодиода. Величина рассеиваемой мощности пропорциональна изменениям температуры перехода.

Рисунок 8: Источники влияющих факторов.


Рисунок 9: Зависимость срока службы от температуры из-за влияния различных значений Rth (пример).

Коэффициент пропорциональности – это тепловое сопротивление корпуса (R th, Junction-Solderpoint ) светодиода. Это отражает характеристики теплопередачи светодиода.

Чем ниже тепловое сопротивление светодиода, тем лучше тепловые свойства светодиода. Если тепло отводится быстро и эффективно, температура перехода не увеличивается так быстро.

В качестве примера, два компонента с разными значениями R th (2,5 и 8 K / Вт) исследуются при одинаковой температуре точки пайки T S = 90 ° C и одинаковых рабочих условиях (ток) (Рисунок 9 ).

Температура перехода компонента с низким термическим сопротивлением увеличивается только до ~ 104 ° C. Напротив, компонент с более высоким термическим сопротивлением показывает температуру перехода> 135 ° C.

Как упоминалось ранее, срок службы светодиода уменьшается с увеличением температуры перехода.

При одинаковой температуре точки пайки компонент с более низким R th обеспечивает более длительный срок службы, чем компонент с более высоким R th .

Помимо увеличенного срока службы, более низкое тепловое сопротивление дает дополнительное преимущество: при той же температуре припоя компонент с низким R th обеспечивает более высокий световой поток. Причина – снижение эффективности светодиода с увеличением температуры перехода.

Для производителя светодиодов факторы, влияющие на срок службы и надежность, могут быть приняты во внимание уже на этапе разработки.

Влияние этих факторов можно уменьшить следующими мерами:

  • Прочная конструкция
  • Оптимальное управление температурой
  • Стабильные и оптимизированные производственные процессы для минимизации риска самопроизвольного отказа
  • Служба поддержки клиентов по включению светодиодных конструкций в клиентское приложение
В области применения у клиентов влияющий фактор температуры можно проследить до рассеивания тепла.Здесь важную роль играют компоновка и материал печатной платы. Обобщенный термином «управление температурой», который, среди прочего, включает в себя выбор подходящего материала печатной платы (например, FR4, IMS), компоновку светодиодов, плотность компонентов, дополнительное охлаждение и т. Д., Пользователь также имеет возможность целенаправленно настроить свое приложение с учетом влияющих факторов.

Могут быть предприняты следующие меры:

  • Оптимальное управление тепловым щитом
  • Оптимальный дизайн для эффективного использования светодиода
  • Правила обращения со светодиодами
  • Рассмотрение сильных и слабых сторон светодиодов

Недостаточное управление температурой напрямую ведет к снижению надежности и срока службы светодиода (см. Примечание по применению «Термическое сопротивление светодиодов» OSRAM OS).В этом примечании к применению содержится точное описание того, как в OSRAM OS определяется термическое сопротивление для отдельных типов упаковки.

В целом, однако, можно констатировать, что, несмотря на высокую надежность светодиодов OSRAM OS, только путем рассмотрения всех областей и всех изменяющихся эффектов и зависимостей может быть достигнута высокая общая надежность или надежность системы.

Проверка и подтверждение надежности и срока службы

Все светодиодные корпуса и семейства микросхем OSRAM OS проходят ряд тестов для проверки и подтверждения надежности и срока службы.Выбор тестов, условий и продолжительности испытаний осуществляется с помощью внутренней квалификационной спецификации OSRAM OS, основанной на стандартах JEDED, MIL и IEC. Кроме того, также включен профиль требований к компоненту.

В таблице 1 приведен список обычно выполняемых тестов. Кроме того, перечислены различные условия испытаний, продолжительность испытания и задействованные стресс-факторы.

На основе внутренней квалификационной спецификации OSRAM OS и профиля требований можно установить выбор теста, условия тестирования и продолжительность теста.

Механическая стабильность светодиода проверяется с помощью теста на термостойкость припоя, а также тестов температурного цикла с включенным и отключенным питанием. Здесь количество циклов и разница температур служат мерой стабильности. Эти типы испытаний также используются для оценки частоты отказов.

Для подтверждения надежности светодиоды проходят индивидуальные испытания продолжительностью до 1000 часов. Если свойства и взаимодействие составных частей светодиода известны, результаты могут быть взяты из уже протестированных продуктов и применены к другим типам светодиодов с такими же характеристиками материала.В результате общий объем тестирования сокращается, поскольку необходимо тестировать меньшее количество продуктов. Это позволяет увеличить продолжительность испытания отдельных продуктов. В OSRAM OS последовательности тестов проводятся до 10 000 часов, например, для изучения общих эффектов. Отдельные технологические платформы даже оцениваются более чем на 35 000 часов.

ТЕСТ УСЛОВИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СТРЕСС-ФАКТОРЫ
Устойчивость к высокой температуре пайки (RTSH) Конвекционная пайка 260 ° C / 10 сек 3 прогона Температура, химические вещества, механические силы
JESD22-A113
Устойчивость к высокой температуре пайки (RTSH) Пайка волной 260 ° C / 10 сек 3 прогона Температура, химические вещества, механические силы
JESD22-A106
Смещение температуры и влажности (T&HB) T = 85 ° C
Р.H. = 85%
IF = 5 мА / 10 мА		 1000 ч Температура, влажность
JESD22-A101
Температурный цикл (TC) -40 ° C / + 100 ° C
15 мин при экстремальных температурах		 300/500/1000 циклов Механические силы
JESD22-A104
Темп. Велоспорт (PTC) -40 / + 85 ° C
I F = [максимальное снижение мощности]
t вкл / выкл = 5 мин		 1000 ч Температура, ток, механические силы
JESD22-A105
Испытание на долговечность в устойчивом состоянии (SSLT) T = 25 ° C
I F = [максимальное снижение мощности]		 1000 ч Температура, ток
JESD22-A108
Испытание на долговечность в устойчивом состоянии (SSLT) T = 85 ° C
I F = [максимальное снижение мощности]		 1000 ч Температура, ток
JESD22-A108
Импульсный ресурсный тест (PLT) T = 25 ° C
I F = [максимальное снижение мощности]		 1000 ч Температура, ток
JESD22-A108
ESD Модель человеческого тела
2000 В		 1 импульс на направление полярности Напряжение
JESD22-A114

Таблица 1: Пример матрицы проверки надежности для светодиода OSRAM OS.


Эти типы выборочных, чрезвычайно длительных исследований обеспечивают прочную основу для расчета срока службы. Однако согласно OSRAM OS полученные результаты испытаний не следует «слепо» экстраполировать для определения среднего срока службы. Скорее, эти данные должны позволить понять, почему различные используемые материалы ведут себя именно так.

Это позволяет сделать высоконадежную экстраполяцию или прогноз рабочих характеристик продукта, что подтверждается небольшим отклонением от целевых значений.

К заявлениям о сроке службы, основанным на математических результатах без данных испытаний и базовых знаний, как правило, следует относиться с осторожностью.

Поддержка на месте OSRAM OS в отношении надежности и срока службы

OSRAM Opto Semiconductors поддерживает своих клиентов по всему миру. Эта поддержка начинается на этапе предпродажной подготовки. OSRAM Opto Semiconductors предлагает своим клиентам помощь в выборе подходящих источников света и дает им советы по внедрению оптимально выполняемых приложений.Кроме того, OSRAM Opto Semiconductors предоставляет технические знания в отношении качества и надежности.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Основы – определение терминов

Далее представлены наиболее важные и актуальные термины и определения из областей управления качеством и статистики, а также пример распределения надежности.

Надежность и вероятность отказа

Надежность R (t) устанавливает вероятность P , что система или отдельный компонент остаются работоспособными в течение периода времени t при нормальных условиях эксплуатации и окружающей среды.В дополнительных терминах говорят о вероятности отказа F (t) или ненадежности.

Таким образом, если n компонентов работают в одинаковых условиях и количество отказов равно r (t) в момент времени t, то применяется следующее:


Вначале все компоненты работают нормально (время t = 0), а в какой-то момент все они неисправны. То есть

Это означает, что вероятность отказа (F (t)) компонента начинается с 0 (0 процентов) и со временем увеличивается до 1 (100 процентов) – обратная зависимость от надежности.

Вероятность отказа (Failure Density)

Плотность отказов f (t) определяет вероятность отказа в момент времени t относительно временного интервала dt .

Математически он представляет собой вывод вероятности отказа.

Рисунок 10: Связь между надежностью R (t) и вероятностью отказа F (t).


Интенсивность отказов

Интенсивность отказов λ (t) является важным показателем надежности или срока службы объекта.Он описывает вероятность отказа в интервале времени dt по отношению к компонентам, которые функционируют в момент времени t .


Интенсивность отказов указывает, сколько единиц в среднем выходит из строя за период времени. Обычно интенсивность отказов указывается в единицах [1 / единица времени], например, 1 отказ в час (-1 / ч). Из-за низкой частоты отказов электронных компонентов это часто указывается как FIT:
. Компонентные часы = Количество компонентов * часы работы

Как правило, частота отказов не постоянна.Во многих случаях частота отказов обычно следует так называемой «кривой ванны» на протяжении всего жизненного цикла компонента (рис. 11).

Рис. 11: Хронологическое изменение частоты отказов.


Хронологическая последовательность состоит из трех фаз:

Этап I – период раннего отказа

В начале срока службы продукта может наблюдаться более высокая частота отказов, которая со временем быстро снижается. Эту фазу можно описать распределением Вейбулла.Обычно это вызвано дефектами конструкции, недостатками материала, колебаниями качества при производстве или ошибками приложений (определение размеров, обращение, тестирование, эксплуатация и т. Д.) Или нереальными, неподтвержденными отказами.

Фаза II с постоянной интенсивностью отказов

Эта фаза соответствует фактическому периоду экономической полезности. На этом этапе частота отказов постоянна и может быть описана экспоненциальным распределением или распределением Пуассона. Здесь сбои чаще всего возникают внезапно и чисто случайно.

Этап III – отказы из-за износа

На этом этапе частота отказов увеличивается быстрее из-за старения, износа, усталости и т. Д. При непрерывной эксплуатации. Эту фазу также можно описать распределением Вейбулла.

При отображении и интерпретации кривых ванны, как правило, следует помнить, что в большинстве случаев кривая основана только на нескольких контрольных точках.

Математическое описание несколько неточно из-за отклонений и разброса, связанного с тестами.Поэтому надежное представление возможно только в том случае, если был получен статистически большой объем данных.

На практике также может случиться, что периоды времени отдельных фаз существенно различаются. В зависимости от сложности объекта и зрелости производственного процесса начальный период отказа может вообще отсутствовать или характеризоваться периодом до нескольких тысяч часов эксплуатации.

Чтобы свести к минимуму частоту отказов, OSRAM OS уже выполняет специальные профилактические меры на этапе разработки, а также на последующем этапе производства.Кроме того, на интенсивность отказов сильно влияют преобладающие условия эксплуатации. Например, для классических полупроводниковых элементов частота отказов удваивается, когда температура перехода увеличивается на 10–20 ° C.

Распределения для анализа надежности

Функции распределения Вейбулла и экспоненциального распределения, используемые для описания кривой ванны, описаны ниже более подробно.

Распределение Вейбулла

Благодаря своей гибкости распределение Вейбулла хорошо подходит для статистического анализа всех типов (области с I по III кривой ванны).Основное преимущество этой функции состоит в том, что кривую можно регулировать с помощью параметра формы b. Таким образом может быть реализовано большое количество хорошо установленных распределений фиксированной формы (таких как нормальное, логарифмическое, экспоненциальное распределения и т. Д.).

При параметре формы b <1 описывается убывающая интенсивность отказов (область I), при b = 1 описывается постоянная интенсивность отказов (область II - экспоненциальное распределение), а при b> 1 описывается возрастающая частота отказов ( область III).

В бипараметрической форме распределения Вейбулла вероятность отказа F (t) и ее дополнение, надежность R (t) , становятся:


Их функция плотности f (t) и интенсивность отказов λ (t) приводят к:

Рисунок 12: Распределение Вейбулла для различных параметров формы b и с характерным сроком службы T = 1.


Где: b = коэффициент формы
T = характерный срок службы

Экспоненциальное распределение

Экспоненциальное распределение, в частности, представляет распределение срока службы в фазе II кривой ванны, области случайных отказов. Предполагается, что интенсивность отказов остается постоянной во времени.

При экспоненциальном распределении применяется следующее:

Вероятность отказа:


Надежность:

Функция плотности:

Частота отказов:

В этой области и в связи с неисправимыми системами термин MTTF (средняя наработка на отказ) используется для описания среднего срока службы.

Для распределения срока службы с постоянной интенсивностью отказов это означает, что при MTTF вероятность отказа составляет около 63 процентов или что в среднем примерно 2/3 всех компонентов вышли из строя.


Заявление об ограничении ответственности: мнения, убеждения и точки зрения, выраженные различными авторами и / или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics.

Как измерить срок службы светодиодной лампы

Вопрос об измерении срока службы твердотельного освещения вызвал много споров. Наблюдатели за отраслью говорят, что стандарты в этой области, вероятно, еще в будущем. Тем не менее, был достигнут прогресс по этой теме на недавней панели, созванной во время шестого ежегодного семинара по внедрению рынка SSL в Сиэтле Департаментом энергетики (DoE). Согласно веб-сайту DoE’s Lighting Facts, похоже, что отрасль лучше понимает срок службы и надежность SSL и что это выходит далеко за рамки поддержания светового потока светодиодов.

Последний отчет, подготовленный рабочей группой под эгидой DoE и Альянса индустрии освещения нового поколения (NGLIA), отражает самые современные взгляды на срок службы светодиодных ламп. В отчете, получившем название « LED Luminaire Lifetime: Рекомендации по тестированию и отчетности» , говорится, что мы действительно не знаем истинной надежности и срока службы светодиодных систем освещения. В нем говорится, что значения светового потока светодиодных устройств широко используются в качестве показателя срока службы светодиодной системы освещения, что вводит в заблуждение: техническое обслуживание светового потока – это всего лишь один из компонентов надежности светильника.

Фактически, уменьшение светового потока светодиода довольно часто не определяет срок службы качественно сделанного светильника. В отчете также говорится, что многие производители оценивают срок службы светильников, используя данные о техническом обслуживании светового потока светодиодов, что может привести к ошибочным результатам.

Эта практика может быть особенно плохой для производителей осветительных приборов, поскольку от нее зависит, будет ли светильник прослужить до тех пор, пока не истечет срок гарантии производителя. «Заявление« 100 000 часов срока службы светодиодных светильников »постепенно уступает место осознанию того, что существует мало согласованности, очень мало опубликованных данных и мало достоверных фактов о так называемых сроках службы светильников», – говорится в отчете.Но ситуация лучше на уровне светодиодных корпусов, говорится в сообщении, где авторитетные производители имеют тысячи часов данных в различных условиях.

В общем, до сих пор нет принятого протокола для измерения и определения срока службы светодиодных светильников. Одна из причин заключается в том, что проведение таких измерений может быть дорогостоящим из-за большого количества образцов продукции, которые требуются для таких испытаний. «Но по мере того, как мы узнаем больше о поведении этих светодиодных« систем », становится очевидным, что срок службы светильника может быть значительно короче, чем указано в номинальном износе света, хотя, как правило, дольше, чем у многих существующих световых решений», в отчете говорится.

С полным текстом отчета можно ознакомиться здесь:

http://apps1.eere.energy.gov/buildings/publications/pdfs/ssl/led_luminaire-lifetime-guide_june2011.pdf

Надежность светодиодной системы освещения: обеспечение прочной конструкции

По крайней мере, через 10 лет после того, как они впервые были применены для общего освещения, вопрос о том, как оценить надежность светодиодных осветительных приборов, все еще остается предметом споров, а иногда и путаницы.Ниже вы узнаете о некоторых показателях и процессах для обеспечения надежности проектирования систем светодиодного освещения.

Срок службы существующих технологий освещения, таких как лампы накаливания или люминесцентные лампы, обычно характеризуется средним расчетным сроком службы, который представляет собой время в часах, по истечении которого половина тестируемой группы непрерывно работающих ламп выходит из строя (т. Е. Свет больше не излучается). Средний срок службы ламп накаливания составляет около 1000 часов, компактных люминесцентных ламп – около 12000 часов, а линейных люминесцентных ламп – около 25000 часов.Напротив, светодиоды, работающие в соответствующих условиях окружающей среды, могут излучать свет в течение 100 000 часов или дольше, что делает невозможным измерение среднего номинального срока службы.

Вместо этого, срок службы светодиодного освещения определяется с помощью показателя L70, который представляет собой время в часах, при котором световой поток, измеренный в люменах (L), падает до 70% от первоначального. Недостаток L70 с точки зрения проектирования надежности заключается в том, что методы испытаний, опубликованные признанным авторитетным органом в области освещения, Обществом инженеров по освещению, основаны на измерениях светового потока только для светодиодных корпусов и не используют другие компоненты системы, такие как учтены драйвер, терморегулятор и даже оптика.Существующие производители освещения не уделяют особого внимания общей надежности системы, потому что лампа почти всегда является первым компонентом, который выходит из строя. С появлением светодиодного освещения производители и конечные пользователи пришли к пониманию того, что другие части системы освещения могут быть ограничивающим фактором в общем сроке службы, как показано в таблице ниже.

Тип продукта Срок службы (часы)
Лампа накаливания 1 000
CFL 12 000
Линейный люминесцентный 25 000
Светодиодная лампа 25 000
Светодиодный Troffer 56 000
Уличный светодиодный светильник 50 000

Таблица 1 Типичная производительность SSL в 2015 году по сравнению с другими технологиями освещения
( Источник : План исследований и разработок твердотельного освещения Министерства энергетики США, июнь 2016 г.)

Надежность в формальном смысле – это вероятность того, что часть или система будут работать так, как задумано, в течение определенного периода времени при определенных условиях эксплуатации.Оценка надежности продукта почти всегда основывается на статистическом моделировании и прогнозах ускоренных испытаний на долговечность. Для светодиодных систем освещения снижение светового потока и отказы других компонентов вносят вклад в общую надежность, как показано на рисунке ниже. Но статистическая модель для объединения этих двух различных аспектов работы системы освещения оказалась труднодостижимой, что является основной причиной, по которой вместо этого основное внимание было уделено тестированию на надежность.


Рисунок 1 Пример общей надежности светодиодной системы освещения
( Источник : US Dept.ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ ПО ПРОМЫШЛЕННОМУ ОСВЕЩЕНИЮ, август 2013 г.)

В контексте эксплуатации в полевых условиях надежность – это не количественный показатель способности продукта или системы работать в соответствии с назначением в указанной среде, подтверждающий, что процессы проектирования и производства позволяют получать продукты, которые могут выдерживать более высокие уровни нагрузки, чем можно было бы ожидать в Нормальная операция. Электронная промышленность на протяжении десятилетий использовала протоколы испытаний на надежность как часть своих программ проверки.Эта концепция только недавно была принята широким сообществом светодиодного освещения, поскольку стало ясно, что продукты освещения на основе светодиодов мало чем отличаются от других типов электроники, за исключением, конечно, того, что они излучают свет.

Испытание на устойчивость обычно включает в себя воздействие на производственные образцы различных условий перегрузки, что делает его более частью общей программы обеспечения качества, в отличие от тестирования надежности, в котором используются прототипы конструкции. И в отличие от тестирования надежности, цель которого состоит в том, чтобы проверить до отказа, чтобы узнать о режимах отказа, ожидание от тестов на надежность заключается в том, что все продукты будут работать правильно по завершении теста.

Тесты на устойчивость светодиодного освещения аналогичны тестам для других типов электронного оборудования, опубликованным JEDEC, IEC и другими организациями, но адаптированы к особым характеристикам светодиодных продуктов. Конкретный протокол испытаний для данного продукта будет зависеть от предполагаемого применения, например, испытательная панель для продуктов для внутреннего офиса, вероятно, не должна включать работу при высоких температурах или вибрации. Испытания, перечисленные в таблице ниже, представляют некоторые из наиболее распространенных испытаний на надежность, рекомендуемых для светодиодных осветительных приборов.

Тест Размер выборки (типовой) Продолжительность (типовая) Описание
Работа при высокой температуре 30 (3 лота из 10) 1000 ч Непрерывная работа при:
  1. температура, соответствующая максимально допустимому току
  2. ток привода, соответствующий максимально допустимой температуре
Работа при низкой температуре 30 (3 лота из 10) 1000 ч Непрерывная работа при температуре окружающей среды ‑40 ° C (типовая) и максимальном токе привода, допустимом для рабочей температуры
Переключение и включение питания 30 (3 лота из 10) 1000 ч Включение / выключение при номинальной температуре и приводном токе.Продолжительность включения определяется производителем
Циклическое изменение температуры в нерабочем состоянии 30 (3 лота из 10) 500 циклов Типичное время выдержки и температура составляют 15 мин при T мин = –40 ° C и
T макс = 85 ° C
Вибрация с переменной частотой 30 (3 лота из 10) 168 ч Частотный профиль определяется производителем
Высокая температура / высокая влажность 30 (3 лота из 10) 1000 ч Непрерывная или циклическая работа при типичной температуре окружающей среды 85 ° C и типичной относительной влажности 85%
Коррозия 30 (3 лота из 10) 168 ч Работа при номинальной температуре и приводном токе, относительная влажность 75% (типовая) до солевого тумана
Освещенность (при хранении) 3 (3 лота из 1) 1000 ч Воздействие ближнего УФ-излучения на линзы и материалы корпуса
Пыль 20 8 ч Продолжительная работа при номинальной температуре и приводном токе

Таблица 2 Типовые испытания на надежность светодиодной системы освещения

Ряд органов по стандартизации недавно обратился к вопросу надежности светодиодных систем освещения, и в настоящее время ведутся дальнейшие работы.В следующий раз мы рассмотрим существующие и планируемые стандарты и то, как каждый из них касается надежности светодиодных систем освещения.

—Йоэлит Хиберт работает в области светодиодного освещения в течение последних 10 лет и имеет опыт как на производстве, так и на стороне конечных пользователей отрасли.

Статьи по теме :

Срок службы светоизлучающих диодов на отказ »Примечания по электронике

Хотя светодиоды имеют гораздо более длительный срок службы или срок службы, чем традиционное освещение, у светодиодов есть ожидаемый срок службы или срок службы.

Light Emitting Diode Tutorial:
LED LED Как работает светодиод Как делается светодиод Технические характеристики светодиодов Срок службы светодиода Светодиодные пакеты Светодиоды высокой мощности / яркости Светодиодное освещение Органические светодиоды, OLED

Другие диоды: Типы диодов

В отличие от многих других полупроводниковых устройств, светодиоды имеют ограниченный срок службы или срок службы.

Срок службы светодиода или срок службы светодиода не бесконечен, и его характеристики со временем ухудшаются, а уровень освещенности постепенно падает.

Ввиду их длительного срока службы светодиоды считаются надежными источниками света как для индикаторов, так и для освещения, но при их использовании в любой конструкции необходимо учитывать их срок службы, а также другие факторы, такие как отказы и среднее время безотказной работы.

Светодиод MTBF

Для любого компонента или системы MTBF – это среднее время наработки на отказ. Среднее время безотказной работы – это время, которое прогнозируется между внутренними отказами компонента или системы во время их работы.

Среднее время безотказной работы – это показатель, используемый в расчетах надежности единиц оборудования.Чтобы иметь возможность рассчитать MTBF оборудования, необходимо знать MTBF отдельных компонентов, например наработка на отказ светодиода в этом случае.

Частота отказов компонента и MTBF связаны. Среднее время безотказной работы может быть рассчитано как обратное значение интенсивности отказов, если предполагается, что интенсивность отказов постоянна, что не является необоснованным в качестве предположения первого порядка.

MTBF = Часы работы Количество отказов

Значения MTBF часто приводятся в технических паспортах производителей.Однако среднее время безотказной работы может быть значительно уменьшено, если компоненты работают близко к их номинальным пределам. Враждебные среды, такие как высокая температура и вибрация, также уменьшают среднее время безотказной работы.

Однако при работе в пределах своих пределов светодиодные лампы имеют долгий срок службы и не выходят из строя очень часто.

Ожидаемый срок службы светодиода

Светодиодный свет со временем уменьшается. Эта форма срока службы светодиодов или срока службы светодиодов особенно важна для таких приложений, как освещение, где важно, чтобы свет поддерживался выше определенного уровня.

Для описания этого аспекта характеристик светодиода используется термин «уменьшение светового потока».

Срок службы светодиода или срок службы светодиода – это время, когда световой поток падает до заданного уровня. Ожидаемый срок службы светодиода может быть указан в формате L70 или L50 до момента, когда светоотдача упадет до 70% или 50% от первоначального значения соответственно.

Срок службы светодиода, т.е. срок службы светодиода, обычно определяется в следующих терминах:

L 70% = Время до 70% освещенности (поддержание светового потока)

L 50% = Время до 50% освещенности (поддержание светового потока)

Значение L70 было выбрано потому, что группа производителей мощных светодиодов под названием «Альянс твердотельных систем и технологий освещения» (ASSIST) провела тесты, которые продемонстрировали, что люди обычно не замечают постепенного уменьшения светоотдачи светодиодов до тех пор, пока она не упадет на 30%. исходная яркость, т.е.е. до 70% исходной светоотдачи. Это привело к появлению цифры L70. Однако для некритических областей также можно использовать цифру L50.

В качестве приблизительной информации, большинство светодиодов, предназначенных для освещения, предлагают значения L70 от 50 000 до 60 000 часов, хотя с улучшенным производством светодиодов высокой яркости, используемых для освещения, некоторые производители теперь называют цифры в 100 000 часов.

Факторы, влияющие на срок службы светодиодов

Существует ряд факторов, влияющих на срок службы светодиода.Обеспечивая защиту светодиода от неблагоприятных условий, можно обеспечить максимальный срок службы.

  • Температура: Одной из основных проблем в обеспечении максимального срока службы светодиода является поддержание низкой температуры. Избыточная температура значительно сократит срок службы. Чтобы предотвратить перегрев светодиодного чипа, в конструкцию можно включить ряд элементов.
    • Хороший путь отвода тепла от светодиодного чипа до крепления: Сам светодиодный полупроводник.Это первый шаг в обеспечении того, чтобы температура перехода светодиода не повышалась слишком высоко и не влияла на срок службы светодиода.
    • Хорошее соединение между светодиодом и внешним креплением: Необходимо обеспечить эффективное соединение светодиода с элементом, на котором он установлен. Тепловое сопротивление должно быть как можно более низким, по возможности используйте монтажную термопасту t для обеспечения полного контакта.
    • Хороший радиатор: Для эффективного отвода тепла от всей сборки радиатор, на котором установлен светодиод, должен иметь низкое тепловое сопротивление.Он также должен быть расположен так, чтобы тепло отводилось от радиатора. Для светодиодного освещения это особенно важно, потому что часто лампы будут располагаться внутри небольших осветительных приборов, и это не будет способствовать охлаждению, и, следовательно, срок службы светодиодов будет сокращен.
  • Уровень привода светодиода: Чтобы добиться максимального срока службы светодиода, светодиод должен эксплуатироваться в пределах своих номиналов. Перегрузка светодиода резко сократит его срок службы, но увеличит световой поток.
  • Источник питания: Источник питания должен соответствовать светодиоду для оптимального срока службы светодиода. Следует не только регулировать напряжение, но также необходимо тщательно контролировать ток, чтобы светодиод не выходил за пределы своих номинальных значений или даже слишком близко к своим максимальным характеристикам.
  • Окружающая среда: Общие условия, такие как вибрация и экстремальные температуры, даже когда они не работают, создают механические нагрузки на диод, которые сокращают срок службы светодиода.В идеале светодиод должен работать в стабильной сухой среде. Когда это невозможно, следует ожидать более короткого срока службы светодиода.

Хотя на первый взгляд может показаться очевидным, что срок службы светодиода должен быть максимально долгим, это не всегда может быть основным требованием. Возможно, что в некоторых случаях светоотдача более важна, чем срок службы светодиода, и в этом случае может быть допустимо перегрузка светодиода для получения дополнительного света. Кроме того, бюджетные ограничения могут ограничить включение более эффективного управления температурным режимом, и в этом случае может быть принято решение сбалансировать ожидаемый срок службы светодиодов с затратами.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты». . .

ООО «Навитас Технологии» – Надежность светодиодных светильников

Срок службы традиционных источников света (лампы накаливания, люминесцентные и газоразрядные лампы высокой интенсивности) оценивается с помощью стандартных отраслевых процедур оценки ламп.Обычно большая статистически значимая выборка ламп эксплуатируется до тех пор, пока не выйдет из строя 50% ламп; этот момент в часах работы определяет «номинальный срок службы» лампы. Основываясь на многолетнем опыте работы с традиционными источниками света, специалисты по освещению могут с уверенностью использовать оценки срока службы ламп, а также известные кривые амортизации светового потока, чтобы спроектировать освещение для помещения, а также определить графики замены ламп и экономическую окупаемость.

Светодиодная технология меняет несколько аспектов этого традиционного подхода:

1.Светодиоды обычно не выходят из строя внезапно, как традиционные источники света; вместо этого их световой поток со временем медленно уменьшается.

2. Светодиоды часто встраиваются в светильник постоянно, что делает их замену затруднительной или невозможной.

3. Светодиодные источники света могут иметь такой долгий срок службы, что тестирование срока службы и получение реальных данных о долгосрочной надежности становится проблематичным – новые версии продуктов доступны до того, как можно будет полностью протестировать существующие.

4.Световой поток и срок службы светодиодов во многом зависят от электрических и тепловых условий, которые определяются конструкцией светильника и системы.

Светодиодные светильники и сменные лампы, доступные сегодня, часто требуют длительного срока службы, например, 50 000 часов или более, что превышает номинальный срок службы почти всех других источников света (за исключением некоторых безэлектродных источников). Эти утверждения основаны на предполагаемом уменьшении светового потока светодиода, используемого в продукте, и часто не учитывают другие компоненты или режимы отказа.Заявления производителей светодиодных светильников о сроке службы должны учитывать всю систему, а не только светодиоды. Один из ключевых уроков, извлеченных из первых выводов компактных люминесцентных ламп на рынок, заключается в том, что заявления о долгом сроке службы должны быть достоверными и подкрепляться соответствующими гарантиями производителя.

Срок службы светодиодного устройства

Для светодиодов белого света, обеспечивающих общее освещение, определение срока полезного использования часто дается как часы работы, при которых светоотдача светодиода снизилась до 70% от начальной мощности (сокращенно L70 или L70).Выбор 70% основан на исследовании зрения, показывающем, что в обычных применениях освещения «типичный» человеческий глаз не обнаруживает уменьшение освещенности, пока оно не превысит 30%.

Производители светодиодов публикуют кривые амортизации светового потока, основанные на тестировании их продукции, экстраполируя амортизацию светового потока до уровня 70%. В зависимости от области применения, другие уровни амортизации могут быть подходящими в качестве предельных значений по истечении срока службы, например L50 или L80.Производители светодиодов составляют прогнозы сохранения светового потока на основе расширенных внутренних испытаний и статистической экстраполяции с учетом влияния тока возбуждения и перехода светодиодов. температура устройства в эксплуатации.

Для ограниченного числа приложений чрезмерное изменение цвета также может считаться ошибкой. Тогда естественно расширить определение срока службы: когда светоотдача половины продукции упала ниже 70% от среднего начального светового потока или цвет изменился за пределы указанного предела (B50 / L70 / Czz). Czz зависит от конкретных потребностей приложения; не существует общепринятого уровня, который можно было бы применять ко всем продуктам. Также не существует общепринятого отраслевого стандарта для прогнозирования изменения цвета после периода тестирования.Для большинства продуктов требование смены цвета, вероятно, не является ни необходимым, ни целесообразным. Для определенных светодиодных продуктов, в которых источники светодиодов видны по отдельности («прямой обзор»), отказ определенного процента светодиодов, хотя и не обязательно приводит к полному износу. 30%, может представлять собой «эстетический» недостаток, похожий на изменение цвета. Это требование очень специфично для дизайна и, опять же, не подходит для большинства продуктов и должно быть оставлено как спецификация работы там, где это необходимо.Наконец, в некоторых ситуациях предложенных выше конкретных ограничений может оказаться недостаточно. Эти рекомендации не предназначены для исключения различных требований к работе, но все же применяется одно и то же базовое определение. Например, спецификация может быть описана как Bxx / LXX, Byy / CYY, Bzz / F для конкретного случая, где Bxx / LXX означает, что xx% продукта меньше амортизации люмена XX%, yy% продукта меньше YY % изменения цвета, и zz% продукта имеет катастрофический отказ (F). Также может быть указание, что xx + yy + zz не может превышать некоторый предел, e.г., 50%. В следующих разделах подробно рассматриваются различные типы неисправностей. Буква «B», за которой следует число от 10 до 50, указывает качество устройства и определяет процентное соотношение светодиодов, которые сохраняют заявленные характеристики при достижении 50 000 рабочих часов. ПРИМЕР: Заявленное значение светодиода L80 / B10 = 50 000 часов. Это означает, что по достижении светодиода 50 000 часов работы 90% (B10) светодиода будет иметь световой поток, соответствующий 80% от начального потока (L80).

Ожидаемый срок службы

Буква «B», за которой следует число от 10 до 50, указывает качество светильника и определяет процентное соотношение светодиодов, которые сохраняют заявленные характеристики при достижении 50 000 рабочих часов.

ПРИМЕР: заявленный светодиод L80 / B10 = 50 000 часов
Это означает, что по достижении светодиода 50 000 часов работы 90% (B10) светодиода будет иметь световой поток, соответствующий 80% от начального потока (L80).

Работая в ваших интересах

Хотите узнать больше об уменьшении светового потока лампы? У Navitas Technology есть специалисты по освещению, которые помогут вам спроектировать и выбрать правильный продукт для вашего применения. Наши специалисты по освещению могут помочь с такими вопросами, как техническое обслуживание, энергоснабжение, качество света, надлежащий уровень освещения, управление освещением и многое другое.

4 критических фактора, влияющих на надежность светодиодных светильников

Прогресс в технологии твердотельного освещения был ошеломляющим за последние несколько десятилетий. Как и многие другие характеристики, светоизлучающие диоды (светодиоды) потенциально могут превзойти другие технологии с точки зрения долговечности. Производители светодиодного освещения часто заявляют, что их продукция имеет долгий срок службы, например, 50 000 часов и более, но это вводит в заблуждение. Хотя широко известно, что светодиоды имеют длительный срок службы до 100 000 часов или даже больше.Срок службы светодиодного светильника – это не то же самое, что срок службы светодиода. В отличие от большинства других технологий освещения, светодиодные системы освещения представляют собой электронные узлы, которые имеют различные компоненты, в которых может произойти деградация или сбои, несмотря на использование долговечных светодиодов. Надежность светодиодного светильника напрямую связана с другими компонентами светильника и определяется всеми его составными частями и их взаимодействием с окружающей средой или эксплуатационными нагрузками.

Драйвер (блок питания)
Существенная проблема, связанная с использованием твердотельного освещения, связана со сложностями, которые возникают в связи с драйвером, который используется для питания светодиодного освещения.Схема драйвера предназначена для правильного управления нагрузкой и эффективной подачи необходимой мощности низкого напряжения на светодиоды, чтобы в конечном итоге производить свет. Поэтому конструкция схемы драйвера становится решающей при определении характеристик светодиодных ламп. Наиболее важные параметры светодиодного светильника, такие как срок службы, эффективность, коэффициент мощности, гармонические искажения, затемнение и мерцание, практически полностью зависят от конфигурации схемы драйвера светодиода и электрических характеристик.

Многие проблемы надежности сводятся к нагрузкам на компоненты, которые определяются такими факторами, как аномальные условия окружающей среды, отклонения электрических рабочих параметров от скачков, скачков и т. Д.В драйвере светодиода обычно используется сложная цепь переменного тока в постоянный, которая может содержать триоды, трансформаторы, конденсаторы, выпрямители, транзисторы и т.п. При этом электронные элементы, такие как триоды, трансформаторы и электролитические конденсаторы, чувствительны к температуре. При повышении температуры их эффективность, срок службы и надежность будут существенно снижены.

Управление температурным режимом
Управление температурным режимом для светодиодных систем освещения, особенно для светодиодных ламп высокой мощности, имеет решающее значение для их производительности и срока службы.Когда светодиоды работают в высокотемпературной среде и в ограниченном пространстве, тепло, выделяемое светодиодами, может привести к перегреву и преждевременному выходу светильника из строя. Кроме того, перегрев не только вызывает проблемы для корпусов светодиодов, он также может привести к сбоям в одном или нескольких компонентах драйвера, который интегрирован в тот же корпус со светодиодами, и, таким образом, к неисправности или отключению всей системы. Чтобы сэкономить на стоимости материалов, например, на алюминиевых радиаторах, некоторые производители жертвуют надежностью приспособлений, что приводит к гораздо более короткому сроку службы или даже к потенциальной угрозе безопасности.Плохая конструкция отвода тепла также является вредным фактором перегрева, который приводит к отказу системы.

Целостность корпуса
Работа светодиодной лампы зависит от электроники драйвера, системы терморегулирования, оптической системы, механизмов управления и электрических компонентов. Вся система работает только до тех пор, пока эти важные компоненты хорошо защищены. Нарушения из-за потери целостности корпуса, заканчивающиеся попаданием влаги, скоплением мусора, разрушениями конструкции и т. Д.Компоненты управления температурой, например, могут стать менее эффективными, поскольку в них накапливается грязь и мусор. При использовании на открытом воздухе прокладки и другие уплотнительные материалы могут преждевременно стареть из-за проблем с совместимостью низкого качества. Это приводит к попаданию влаги и, в конечном итоге, к повреждению системы освещения.

Светодиодные источники света
Сегодняшний светодиодный корпус, несомненно, является высоконадежным компонентом и с меньшей вероятностью станет основным фактором отказа системы. Благодаря оптимизированной схеме управления, управлению температурным режимом и конструкции системы светодиоды редко имеют катастрофические или параметрические отказы.Две основные проблемы, связанные с корпусами светодиодов, – это постепенные выходы из строя в результате уменьшения светового потока и изменения цвета. Тем не менее, эти постепенные отказы предсказуемы и уже учтены при проектировании системы светильников.

Моделирование надежности светодиодной системы освещения и вывод с помощью случайных эффектов Гамма-процесс и функция связки

Светодиодная лампа привлекает все больший интерес в области систем освещения из-за ее низкой энергии и длительного срока службы.Для различных функций (например, освещения и цвета) он может иметь две или более рабочих характеристик. Когда несколько характеристик производительности зависят друг от друга, возникает сложная проблема для точного анализа надежности системы. В этой статье мы предполагаем, что система имеет две характеристики производительности, и каждая характеристика производительности регулируется процессом случайных эффектов Gamma, где случайные эффекты могут улавливать единицы измерения разницы единиц. Зависимость рабочих характеристик описывается функцией копулы Франка.Предлагается модель оценки надежности с помощью функции связки. Учитывая, что модель настолько сложна и аналитически трудноразрешима, метод Марковской цепи Монте-Карло (MCMC) используется для оценки неизвестных параметров. Числовой пример реальных данных светодиодных ламп дан, чтобы продемонстрировать полезность и обоснованность предложенной модели и метода.

1. Введение

В последние годы в производстве светодиодов (LED) были достигнуты значительные успехи.В настоящее время производители светодиодов успешно разработали светодиод в качестве индикатора для многих устройств в системах освещения благодаря преимуществу его низкого энергопотребления и длительного срока службы [1]. Из-за более длительного срока службы, более высокой надежности и различных механизмов отказа трудно оценить и спрогнозировать надежность светодиодов. Чтобы изучить это, необходимо изучить возможные механизмы отказа светодиодной лампы.

В общем, механизмы отказа системы можно разделить на катастрофические отказы и отказы деградации [2].Катастрофические сбои бывают как полными, так и внезапными. Отказ считается катастрофическим отказом, что означает, что система перестает работать. Отказы деградации бывают как частичными, так и постепенными. Если считается, что в системе произошел сбой из-за ухудшения характеристик, система все еще функционирует, но не достигает целевых показателей производительности. Хорошо известно, что светоотдача от светодиода наивысшая в новых и постепенно снижается со временем; следовательно, это отказ от деградации.Из результатов, приведенных в [3], мы знаем, что общие режимы отказа светодиодов можно разделить на три режима отказа, включая катастрофический отказ, отказ с ухудшением интенсивности и отказ с ухудшением цветового изменения. Поскольку вероятность катастрофического отказа при стандартных условиях испытания на старение очень мала [4], то для светодиода ухудшение интенсивности и ухудшение хроматических изменений являются доминирующими видами отказа.

Деградация (например, износ, эрозия и усталость) – обычное явление для большинства механических систем или компонентов.Математически деградацию можно описать как непрерывный процесс во времени [5]. Поскольку модель стохастического процесса может обеспечить гибкость для описания механизмов возникновения сбоев и характеристик операционной среды, во многих статьях используется подход стохастических процессов для моделирования пути деградации, например цепи Маркова, винеровские процессы и гамма-процессы [6–8].

Большинство предыдущих исследований, посвященных анализу деградации, рассматривают только одну характеристику производительности (ПК) или механизм отказа компонента.На практике современные продукты обычно имеют сложную структуру и больше функций. Это означает, что современные высоконадежные продукты могут иметь несколько механизмов выхода из строя. В качестве мотивирующего примера можно привести систему освещения, состоящую из множества светодиодных (LED) ламп для различных целей освещения. Светодиодная лампа привлекает все больший интерес в области систем освещения из-за ее низкого энергопотребления и длительного срока службы. Для разных функций (например, подсветки и цвета) он может иметь два и более ПК.В таких ситуациях требуется многомерная или, по крайней мере, двумерная модель деградации для оценки надежности продуктов.

Есть несколько работ, посвященных оценке надежности системы двумерных или многомерных данных деградации [9–14]. В этих работах используется либо предположение о независимости нескольких ПК, многомерное нормальное распределение, либо моделирование с ковариатами, а также рассматривается модификация классификаций единичных отказов. Однако эти предположения могут не соответствовать инженерной практике.В [15, 16] Sari et al. ответили на вопрос о том, как можно количественно оценить надежность светодиодной системы освещения, имеющей два или более вышедших из строя ПК, и зависимость этих ПК была описана с помощью функции связки. Но в работе Сари они смоделировали данные деградации с помощью обобщенной модели линейной регрессии с подходом среднего населения. По сравнению со стохастической моделью процесса регрессионная модель игнорирует временную неопределенность процесса деградации, что приводит к ограничению ее приложений.Следовательно, основываясь на работе Сари, Пан и др. [17, 18] использовали винеровский процесс и функцию связки для моделирования механизма множественного разрушения и был представлен численный пример усталостных трещин.

Из определения винеровского процесса известно, что путь деградации не является строго возрастающей функцией. Вообще говоря, гамма-процесс лучше подходит для моделирования поведения деградации, которое имеет строго возрастающую структуру. Краудер и Лоулесс [19] использовали гамма-процесс, чтобы проиллюстрировать свою политику однократного осмотра при обслуживании автомобильных тормозных колодок.van Noortwijk [20] недавно исследовал применение гамма-процессов в обслуживании. Tsai et al. [21] обсуждали влияние неправильной спецификации на прогнозирование MTTF продукта, когда модель деградации подогнана под гамма-процессы и процессы деградации Винера. Багдонавичюс и Никулин [22] обсудили совместную модель, включающую процесс гамма-деградации и катастрофические сбои. Wang et al. [23] использовали процесс двумерной гамма-деградации для моделирования данных деградации, и был получен адаптивный метод остаточного ресурса.

Кроме того, аналогично работе Сари Пан и др. [17, 18] также используют только метод среднего популяции и не учитывают случайный эффект в своей модели. Фактически, учитывая, что каждый продукт, возможно, испытывает различные источники отклонений во время своей работы, для того, чтобы модель деградации была реалистичной, более уместно включать в процесс деградации изменчивость от единицы к единице. Ухудшение таких продуктов может быть описано с помощью моделей случайных эффектов, где случайные эффекты могут охватывать единицы измерения различий.В частности, в отношении реальной светодиодной системы освещения, существует несколько исследований, использующих метод связки со случайными эффектами гамма-процесса для оценки надежности продукции.

Из приведенного выше анализа ясно, что оценка надежности системы с двумя ПК не была изучена досконально. В этой статье мы предполагаем, что система светодиодного освещения имеет два ПК (то есть, освещение и цвет), и каждый ПК управляется процессом случайных эффектов гаммы. Более того, мы предполагаем, что два ПК зависимы, и их зависимость может быть охарактеризована функцией связки.Поскольку функция правдоподобия в такой ситуации довольно сложна, алгоритм Монте-Карло с цепью Маркова (MCMC) используется для получения неизвестных параметров.

Остальная часть статьи организована следующим образом. В Разделе 2 описаны некоторые предположения и основные связки. Затем в разделе 3 представлена ​​двумерная модель деградации, основанная на случайных эффектах. Гамма-процесс и функция копулы. В разделе 4 получена оценка неизвестных параметров на основе алгоритма MCMC.Числовой пример реальных данных о светодиодных лампах приведен в Разделе 5. И, наконец, в Разделе 6 сделаны некоторые выводы.

2. Некоторые основные предположения и краткое введение
2.1. Основные допущения

Для статистического анализа проблемы в данной статье используются некоторые допущения для моделирования надежности. Подробности каждого предположения объясняются в соответствующих разделах. (1) Образцы независимы, и в процессе деградации не происходит никаких катастрофических отказов.(2) Процессы предельной деградации могут быть смоделированы как гамма-процесс со случайным эффектом. (3) Для конкретного продукта измерения деградации на двух ПК наблюдаются одновременно (сбалансированные данные). (4) Предполагается, что продукт отказать, если один из ПК впервые превысит соответствующий порог отказа. Здесь вектор порога отказа обозначен как. (5) Два ПК зависят друг от друга, и зависимость может быть охарактеризована функцией копулы Франка.

2.2. Копулы и их свойства
2.2.1. Определение и базовые свойства

Функция Copula – мощный инструмент для моделирования структуры зависимости между несколькими компьютерами, поскольку они (см. Nelsen [24]) дают структуру зависимости, которая связывает известные маргинальные распределения каждого компьютера с их многомерным совместным распределением.

Двумерная связка обычно определяется как двумерная кумулятивная функция распределения с однородными полями. Вероятностный способ определения связки дается теоремой Склара (см. Нельсен [24]).

Теорема 1. Позвольте и быть случайными величинами с непрерывным распределением и, соответственно, и пусть быть двумерной кумулятивной функцией распределения. Тогда существует двумерная копула такая, что для всех
Если и непрерывны, то уникально; и наоборот, если – копула и и – функции распределения, то функция, определенная в (1), является совместной функцией распределения с полями и.

2.2.2. Меры ассоциации

Мы рассмотрим здесь стандартные меры зависимости, Спирмена и Кендалла. Эти меры относятся к связке, поскольку последняя является выражением стохастической связи между и внутри всего диапазона значений, которые могут принимать переменные. Нетрудно показать, что где диапазон и может быть представлен как []. Подробнее о свойствах и см. Нельсен [24].

2.2.3. Архимедова копула

Архимедовы связки имеют широкий спектр применения, потому что (а) они могут быть легко построены; (б) они обладают множеством хороших свойств; (в) многие связки принадлежат к этому классу; (г) они могут быть легко расширяется из двумерного в -мерное при выполнении некоторых условий.

В этой статье копула Франка, принадлежащая к семейству архимедовых связок, используется для изображения зависимости между несколькими ПК следующим образом: где – параметр копулы Франка, а. А связь между τ Кендалла и параметром копулы Франка определяется выражением где – функция Дебая первого рода (см. Нельсен [24]).

3. Модель надежности на основе гамма-процесса со случайными эффектами
3.1. Модель предельной надежности, основанная на случайных эффектах Гамма-процесс

Как упоминалось ранее, гамма-процесс больше подходит для описания пути монотонно возрастающей деградации.Хорошо принятая форма для обычного процесса гаммы может быть выражена как где – гамма-распределение с параметром формы и параметром масштаба, а соответствующая функция плотности вероятности (PDF) равна где – гамма-функция, а гамма-процесс обладает следующими свойствами: (1) с вероятностью единица; (2) имеет независимые приращения; то есть, и независимы,; (3),.

Предположим, что путь разложения продукта регулируется (5). Учитывая пороговое значение, срок службы продукта определяется как

Поскольку гамма-процесс имеет монотонный путь, то кумулятивная функция распределения (CDF) времени жизни может быть выражена как

Из свойств гамма-процесса мы знаем, что средняя характеристика снижения производительности в (5) является линейной функцией примерно.Когда он не является линейным, Уитмор и Шенкельберг [25] использовали преобразованную шкалу времени, чтобы сделать ее линейной. Обычно преобразование обозначается как

Тогда нестационарный гамма-процесс можно записать как

Учитывая, что каждый элемент, возможно, испытывает различные источники отклонений во время своей работы, для того, чтобы модель ухудшения была реалистичной, более целесообразно включать изменчивость элемента за элементом в процесс ухудшения. В этой статье для простоты мы предполагаем, что и – фиксированные параметры, общие для всех продуктов; – случайный параметр, представляющий неоднородность различных продуктов.Тогда гамма-процесс случайных эффектов можно записать как где – гамма-распределение с параметром формы и параметром масштаба, а соответствующая функция плотности вероятности (PDF) равна

Тогда PDF в (11) имеет вид

Из (13) для любого фиксированного t случайная величина имеет распределение с и степенями свободы, и мы обозначаем как CDF.

Тогда CDF в (11) имеет вид

Тогда CDF времени жизни можно выразить как

Предположим, что у продукта есть два ПК, и каждый ПК управляется процессом случайных эффектов Гамма.-Й ПК определяется формулой (11) как где и.

Пусть будет пороговым значением для -го ПК; время жизни -го ПК определяется как

Тогда распределение времени отказа этого ПК может быть получено как а функция надежности

3.2. Модель деградации, основанная на данных двумерной деградации

Предположим, что у продукта есть два ПК, и измерения процесса деградации являются случайными величинами в момент времени наблюдения.Исходя из основных предположений, продукт считается отказавшим, если любой из ПК достигает соответствующего порога отказа, который известен как. Таким образом, продукт по-прежнему работает, когда каждый компьютер работает ниже своих пороговых значений отказа. Учитывая время отказа компьютера-го компьютера, предположим, что время жизни системы составляет, и. Тогда надежность продукта можно записать следующим образом:

Если предполагается, что два механизма деградации отказа независимы, надежность продукта в (20) может быть переписана как

Из (19) и (21) легко получить надежность продукта с двумя ПК.Однако, если механизмы сбоя деградации не являются независимыми друг от друга, мы не сможем дать точную оценку надежности продукта. Следовательно, метод копулы используется для установления зависимой структуры среди различных измерений деградации.

Копулы предоставляют очень удобный способ моделирования и измерения зависимости между множественными механизмами сбоя деградации. Преимущество функции копулы состоит в том, что совместная функция надежности может быть смоделирована непосредственно через одномерные функции предельной надежности отдельных процессов отказа, а связка не имеет ограничений на одномерное предельное распределение.

Предположим, что это CDF времени жизни для каждого ПК, а также совместная CDF для и. Согласно теореме Склара существует единственная связка такая, что где – вектор параметров функции копулы.

Тогда, аналогично [16, 18], надежность системы в (20) может быть получена как

Если продукт имеет два ПК, связанных двумерной копулой Франка, приведенной в (3), то мы можем получить функцию надежности системы как

4.Статистические методы вывода для неизвестных параметров

Здесь мы обсуждаем оценку параметров, необходимых для реализации функции надежности в (24). Неизвестные параметры

Из (18), (19) и (24) мы знаем, что модель не только имеет девять параметров, но и очень сложна с вычислительной точки зрения. По этой причине MCMC с методами отбора проб Гиббса используется в данном исследовании для оценки параметров модели.

Метод MCMC – это метод моделирования, при котором трудно вычислить аналитическое апостериорное распределение.Цепь Маркова создается путем выборки текущей точки на основе предыдущей. Метод MCMC успешно работает в байесовских вычислениях. Используя метод MCMC, можно генерировать выборки из апостериорного распределения и использовать эти выборки для оценки желаемых характеристик апостериорного распределения. Кроме того, алгоритм моделирования можно легко расширить до моделей с большим количеством параметров или высокой сложностью. Методы MCMC, включая алгоритм Метрополиса-Гастингса (M-H) и сэмплер Гиббса, стали очень популярными в последние годы как методы генерации выборки из сложной модели (подробности см. В [26, 27]).

Сэмплер Гиббса – это особый случай алгоритма MCMC. Он генерирует последовательность выборок из полных условных распределений вероятностей двух или более случайных величин. Выборка Гиббса требует декомпозиции совместных апостериорных распределений на полные условные распределения для каждого параметра в модели, а затем выборки из них. Мы можем использовать семплер Гиббса для генерации семпла, а затем оценивать неизвестные параметры. Пусть обозначает полное условное апостериорное распределение, где и – наблюдаемые данные.

Тогда алгоритм MCMC с дискретизацией Гиббса можно резюмировать следующим образом. Шаг 1. Инициализировать. Шаг 2. Установить. Шаг 3 .Сгенерировать из условного распределения. Шаг 4 .Сгенерировать из условного распределения. Шаг 5 .Сгенерировать из условного распределения. Шаг 6 .Сгенерировать из условного распределения. Шаг 7 .Установить и повторить шаги 3–6,. Шаг 8 . Оцените желаемые характеристики на основе имитационного образца, где обозначает номер приработки.Например, мы можем использовать среднее значение для оценки.

Используя байесовский программный пакет WinBUGS (см. [28]) и выполнив выборку Гиббса, можно получить оценку параметров модели.

5. Числовой пример: применение в светодиодной системе освещения

В последние годы светодиоды привлекают все больший интерес в области систем освещения благодаря своей высокой эффективности, низкому энергопотреблению и длительному сроку службы. Из-за различных функций (например, освещения и цвета) в системе светодиодного освещения могло быть несколько механизмов отказа.Фактические данные по светодиодным лампам взяты из Chaluvadi [29], где светодиодные лампы испытываются ускоренным током 40 мА. В исходных данных 12 образцов проверяются на данные светодиодов, и измерения проводятся в одно и то же время измерения. Измеренная частота его освещенности составляет 50 часов. Для демонстрации двумерной модели деградации аналогично Sari et al. [16] и Pan et al. [18], мы выбираем 12 образцов, и данные будут обрабатываться так, как если бы половина из них была первым ПК, а другая половина – вторым ПК.То есть в системе светодиодного освещения требования к рабочим характеристикам светодиодных ламп первой группы предназначены для освещения, а требования к рабочим характеристикам светодиодных ламп второй группы относятся к хроматическому изменению. Используемые данные – это данные, измеренные только до 250 часов. Система светодиодного освещения считается неисправной, если в одном из двух наборов данных светодиодов больше 50. В таблице 1 перечислены данные светодиодов.

33 PC
Агрегат Время проверки (час)
0 50 100 150 250
1 0 13.4 21,3 24,0 28,4 32,0
2 0 17,9 28,6 34,6 38,3 42,0 42,0 42,0 42,0 36,0 38,7 40,7
4 0 20,2 31,7 37,7 40,0 41,0
9 33,3 37,2 41,0 46,0
6 0 16,3 26,0 32,6 37,0 38,7 37,0 38,7
1 0 27,0 35,0 39,3 41,7 42,0
2 0.8 32,4 37,3 40,0 40,3
3 0 18,8 35,0 39,4 40,7 42,7 42,7 42,7 40,7 42,6 43,5
5 0 33,9 35,8 40,6 42,0 44,7
5 38,3 38,7 40,3 44,0
5.1. Оценка неизвестных параметров

Теперь мы используем данные светодиодов, чтобы проиллюстрировать предлагаемую модель и метод в этой статье. van Noortwijk [20] и Tseng et al. [30] предположили, что это подходит для моделирования деградации светодиодов, и эта форма принята в данной статье. Учитывая зависимость между двумя компьютерами, используя метод MCMC в разделе 4, мы генерируем 60 000 выборок.Используют прожиг 10 000 образцов, с дополнительными 50 000 образцов Гиббса, используемых для оценки параметров. Предыдущие распределения даны на основе опыта как В таблице 2 представлены апостериорные сводные данные, включая апостериорное среднее значение параметров, стандартную ошибку, ошибку Монте-Карло и 95% интервал HPD.

9.783
Параметр Среднее значение Стандартная ошибка Ошибка MC 95% интервал HPD
1,304 0,03755 (1,657, 6,715)
47,35 38,10 1,664 (6,00, 150,29)
5,09, 140,10) 2,78 0,3226
0,4588 0,036 (0,391, 0,536)
2,66 1,146 0,0247 0,0247847, 5,231)
28,38 24,57 1,009 (3,540, 95,22)
82,37 68,83 0,052 (0,235, 0,442)
1,598 1,261 (-0,87, 4,112)
9
неизвестные параметры без учета зависимости между двумя ПК представлены в таблице 3.

(1,607, 6,544) 9059,33238
Параметр Среднее значение Стандартная ошибка Ошибка MC 95% интервал HPD
48,97 39,14 1,363 (5,878, 152,6)
43,31 35.06 1,541 (4,931, 139,7)
0,4592 0,037 (0,390, 0,537)
2,613
28,83 24,28 0,9896 (3,486, 97,74)
81,68 68,29 2,683 0,051 (0,236, 0,439)
5.2. Оценка надежности

На основе результатов оценки неизвестных параметров кривые предельной надежности ПК1 и ПК2 с учетом зависимости и независимости представлены на рисунках 1-2.



Из рисунков 1 и 2 можно сделать вывод, что либо ПК1, либо ПК2 имеют относительно более высокую надежность в случае без учета зависимости, чем в случае с учетом зависимости.Другими словами, неверное независимое предположение может переоценить надежность.

Кроме того, кривые надежности системы в независимом и зависимом (с допущением о копуле Франка) случаях построены на рисунке 3. Сравнивая рисунок 3 с рисунками 1 и 2, мы можем обнаружить, что разница между предельной надежностью и надежность системы. Кроме того, из рисунка 3 мы также можем обнаружить, что есть некоторые различия между зависимыми и независимыми случаями.То есть игнорирование зависимости между ПК может привести к разным выводам о надежности. Следовательно, необходимо проанализировать возможность зависимости механизмов отказа и провести зависимый анализ надежности.


6. Заключение

В этой статье мы устанавливаем модель надежности для светодиодной системы освещения с двумя ПК, и каждый ПК управляется процессом случайных эффектов гаммы. Мы предполагаем, что два ПК являются зависимыми, и зависимость описывается функцией связки.Метод MCMC используется для получения неизвестных параметров. Из численного примера в разделе 5 мы знаем, что игнорирование зависимости между ПК может привести к другому заключению о надежности.

В этой работе мы рассмотрели только случай, когда продукты имеют два предельных распределения со случайным гамма-процессом. Его можно распространить на обратный гауссовский процесс, геометрическое броуновское движение и так далее. Другая функция связки (например, копула Гаусса и копула Гамбеля) также используется для описания взаимосвязи.Более того, с практической точки зрения, в будущем необходимо изучить, как принимать эффективные решения о техническом обслуживании продуктов с двумя ПК на основе предложенных результатов оценки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *