Срок службы светодиодов

Чем светодиод отличается от лампы накаливания

У лампы накаливания все просто: отсчет начинается в момент, когда ее вкрутили в патрон, и заканчивается, когда перегорает нить. Случиться это может и через час, и через несколько лет, средний ресурс — около 1000 часов. Момент отказа очевиден: лампа либо горит, либо нет.

Со светодиодом иначе. Нити накала в нем нет, перегорать нечему, и внезапно он обычно не гаснет. Вместо этого светодиод стареет постепенно: с годами он светит все слабее. Поэтому «сгорел или не сгорел» — неподходящий критерий, и срок службы для него считают по-другому.

Что считают сроком службы светодиода

Сроком службы называют время, за которое световой поток снижается до 70 % от первоначального, то есть падает примерно на треть. Именно с этого момента разницу в яркости замечает глаз, если поставить рядом новый и старый светильник.

Важно понимать: это не отказ. Светодиод, отработавший свой ресурс, продолжает светить и может работать еще долго — просто тусклее, чем в первый день.

Почему светодиод тускнеет

Кристалл светодиода — это полупроводник с добавленными примесями, без которых p-n переход попросту не будет работать. Со временем структура кристалла постепенно изменяется: накапливаются дефекты, примеси перераспределяются. Из-за этого часть энергии перестает превращаться в свет и уходит в тепло — светоотдача падает, а нагрев растет.

У белых светодиодов есть дополнительная причина старения — люминофор. Белый свет получают, нанося люминофор на синий кристалл, и этот слой со временем выгорает. Поэтому белые светодиоды теряют яркость быстрее цветных, а их свечение постепенно уходит в синеватый оттенок. Подробнее об этом — в статье «Виды светодиодных лент».

Сколько служат светодиоды на практике

Достоверных данных здесь мало: одни источники называют 30 тысяч часов, другие 50, третьи 100. Проверить эти цифры экспериментально почти невозможно — испытания заняли бы больше десяти лет, поэтому производители получают их расчетом, экстраполируя результаты коротких тестов в идеальных лабораторных условиях.

По опыту работы со светодиодной продукцией картина примерно такая: цветные светодиоды — красные, зеленые, синие, желтые — служат порядка 25 тысяч часов, белые заметно меньше, около 10 тысяч. Речь о бюджетной продукции: у качественных изделий с хорошим отводом тепла ресурс выше.

И даже 10 тысяч часов — это немало. При бытовом использовании примерно по шесть часов в сутки снижение яркости станет заметным только года через четыре с половиной.

От чего зависит срок службы

Разброс в цифрах объясняется тем, что ресурс зависит не столько от самого светодиода, сколько от условий, в которых он работает.

• Температура кристалла — главный фактор. Чем сильнее греется светодиод, тем быстрее деградирует кристалл и выгорает люминофор. Один и тот же светодиод на радиаторе и без него отработает совершенно разное время.

• Рабочий ток. Если через светодиод идет ток выше номинального, яркость вырастет, но ресурс сократится в разы. Именно поэтому светодиоды питают через стабилизированный источник, а не напрямую.

• Режим работы. Постоянное включение-выключение изнашивает светодиод меньше, чем лампу накаливания, но резкие скачки напряжения в сети сокращают жизнь и светодиоду, и питающей его электронике.

• Условия эксплуатации. Влага, пыль и агрессивная среда разрушают корпус и контакты, а на морозе светодиод, наоборот, чувствует себя лучше, чем в жару.

Что выходит из строя раньше светодиода

На практике светодиодная подсветка чаще всего перестает работать не потому, что деградировали кристаллы, а потому, что вышел из строя блок питания или драйвер. Именно они, а не сами светодиоды, оказываются слабым звеном — особенно если блок подобран без запаса по мощности и постоянно работает на пределе.

Так что заявленные производителем десятки тысяч часов относятся к светодиоду, а не ко всей системе целиком.

Как продлить срок службы

• Обеспечьте отвод тепла: мощную ленту монтируйте в алюминиевый профиль, светильники не закрывайте наглухо теплоизоляцией.
• Берите блок питания с запасом по мощности 20–30 % — он будет меньше греться и проработает дольше.
• Не превышайте допустимую длину отрезка ленты: перегруженные токоведущие дорожки нагреваются и ускоряют деградацию светодиодов в начале ленты.
• Для влажных помещений и улицы используйте продукцию с подходящей степенью защиты IP, а не открытую.
• Оставляйте доступ к блоку питания: его замена обходится дешевле, чем демонтаж всей подсветки.