Spolehlivost svítidel VO

Ing. Jakub Černoch, jednatel Osvětlení Černoch s.r.o.

Spolehlivost svítidel ovlivňují tři prvky:

– LED

– Napájecí zdroje

– Pájené spoje

Spolehlivost LED

Pokles světelného toku díky stárnutí – měří se dle směrnice LM-80-15 a projektuje se dle směrnice TM-21 pro maximálně 6 násobek doby měření

Spolehlivost LED

Dříve se udávala aproximace ve formě grafu, ale ten byl často zneužíván….

Spolehlivost LED

Dobu do poklesu světelného toku u LED významně ovlivňuji tyto parametry:

Teplota čipu – Proto je důležité dobré chlazení LED
Příkon LED – Při nižším než jmenovitém příkonu se nejen prodlouží doba do poklesu světelného toku, ale zároveň se zvýší i její měrný světelný výkon (odpovídá účinnosti).

Střední doba do poruchy a LED

MTTF (Mean Time to Failure) neboli střední doba do poruchy
MTTF je doba, za kterou můžeme u 50% výrobků očekávat poruchu, která je vyřadí z provozu

MTTF je u sériově řazených prvků dána podílem střední doby do poruchu jednoho prvku, dělená počtem prvků

1 000 000 h/ 100= 10 000 h

Z tohoto pohledu je zjevné, že velká pole malých LED řazených do série budou mít problém se střední dobou do poruchy.

Spolehlivost napájecích zdrojů

Při korektním návrhu (respektujícímu pokyny výrobců součástek) je spolehlivost napájecích zdrojů ovlivněna dvěma zásadními prvky:

1.Použitými kondenzátory ve stupni PFC (Power Factor Corrector) – korektor účiníku.

2.Kvalitou přepěťové ochrany

Střední doba života elektrolytických kondenzátorů

Použití svitkových kondenzátorů

Jsou mírně dražší než kvalitní elektrolytické kondenzátory a návrh zdrojů je s těmito součástkami poněkud složitější
Netrpí výkyvy teplot a mají podstatně delší střední dobu do poruchy

Ochrana svítidel s LED proti přepětí

Střední doba života pájených spojů

Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2011/65/EU ze dne 8. června 2011, o omezení používání některých nebezpečných látek v elektrických a elektronických zařízení

Dle této směrnice je povinnost používat pro pájení výhradně slitiny neobsahující olovo.
Výjimku mají jen zařízení pro armádu a medicínu
Bohužel pájky bez obsahu olova jsou velmi citlivé na cyklické mechanické a tepelné namáhání.
K němu samozřejmě u svítidel dochází jak v napájecích zdrojích, tak v sestavách LED na plošných spojích.

Střední doba života pájených spojů

Výsledek této směrnice už pravděpodobně potkal každého z vás – nevysvětlitelná „úmrtí“ spotřební elektroniky po 4-5 letech jsou z velké míry zaviněna právě bezolovnatým pájením.
Vinou cyklického namáhání dojde k mikroskopickému prasknutí pájeného spoje

Střední doba života pájených spojů

Problematice spolehlivosti bezolovnatě pájených spojů se nyní věnuje velká pozornost v automobilovém průmyslu

Omezit tyto problémy lze dvěma přístupy:

–Snížením teploty elektroniky díky lepšímu chlazení LED a návrhu účinnějších napájecích zdrojů

–Omezením počtu samostatně pájených LED, nahradit je např. COB (Chip On Board), kde jsou spoje svařované ultrazvukem