Срок службы LED

Понятие срока службы:

1. Для стандартных ламп: это время за которое 50% изделий выйдет из строя.
2. Для светодиода: это время после выработки которого происходит снижение яркости светодиода на 30%. (50% - по различным данным).

Характеристика зависимости срока службы качественного светодиода от температуры на кристалле выглядит следующим образом:

Рисунок 1. График зависимости срока службы светодиода от температуры на кристалле.

Данный график справедлив для светодиодов с максимальной температурой на кристалле не менее 135 градусов и тепловым сопротивлением между кристаллом и точкой пайки не более 10 С/Вт.

Таким образом срок службы светодиода, а следственно светодиодного изделия определяется режимом эксплуатации: рабочий ток прибора, рассеиваемая мощность и температура как на кристалле, так и окружающей среды. А главный определяющий фактор является – температура.

Правильность проектирования светодиодных изделий определяет срок службы светодиодных изделий.

Как определить какая температура на кристалле изделия? Это очень просто:

Рисунок 2. Температурное распределение.

Согласно рисунку можно узнать следующие данные:

1. Rth j-s = 10 С/Вт – температурное сопротивление перехода «кристалл-точка пайки» в светодиоде.
2. Rth s-b = 1,6 С/Вт – температурное сопротивление алюминиевой печатной платы.
3. Температура на радиаторе 65 градусов.

Если используется мощный светодиод, то температура на кристалл будет зависеть от режима эксплуатации светодиода:

1. Ток 350мА (падение напряжения на светодиоде 3,3В): Tj = Tb + Rth j-b * PLED = 65 + 11,6*0,35*3,3 = 78,4 C.
2. Ток 500мА (падение напряжения на светодиоде 3,4В): Tj = Tb + Rth j-b * PLED = 65 + 11,6*0,5*3,4 = 84,7 C.

Таким образом зная температуру на корпусе светодиодного изделия, вычислив температуру на кристалле, то по вышеприведенным графикам можно спрогнозировать срок службы светодиодного изделия.

Естественно срок службы светодиодного изделия будет отличаться в различных условиях эксплуатации: так при температуре окружающей среды -40С кристалл прогреется не более чем до 25-30С, а следственно срок службы изделия может исчисляться сотнями тысяч часов и жизненный цикл изделия будет определятся уже работоспособностью всех радиокомпонентов в целом. При температуре +40С напротив: кристалл прогреется до 75-90С и срок службы будет порядка 35.000 часов (произойдет снижения яркости изделия на 30%). После этого изделия продолжит работу с дополнительным снижением яркости.

Данный расчет действителен для изделий, где светомодуль на основе алюминиевой платы установлен непосредственно на корпус-радиатор или радиатор. При ином конструктивном расположении компонентов требуется учитывать дополнительные тепловые сопротивления сред или производить замер непосредственно с теплоотвода светодиода.