Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Sikorová Iveta
TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií
Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247 Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR
Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Zadání bakalářské práce Prostudujte teorii svítivých diod Navrhněte metodiku testování diod z hlediska životnosti a stárnutí při trvalém a pulzním zatížení Realizujte přípravky pro testování svítivosti LED Proveďte dlouhodobé měření na statisticky prokazatelném vzorku LED
2
Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Výkonové LED Nejčastější úhel 100 – 120° Vyzařovací úhel • kruhový • elipsový • obdélníkový Výroba výhradně v SMD • intenzivní chlazení • osazení na hliníkový plošný spoj • nutný chladič (často i korpusem svítidla)
3
Vložte název práce Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Životnost LED Teplota přechodu co nejnižší Faktory ovlivňující životnost LED • procházející proud • provedení systému pro odvod tepla • teplota okolního prostředí
Životnost = 70 % počátečního světelného toku v lm (L70) – 50 000 hodin • při svitu 24 h/den = 5,7 roku • při svitu 12 h/den = 11,4 roku • při svitu 8 h/den = 17,1 roku 4
Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Podmínky měření LED řady • XR‐E (teplá bílá, neutrální bílá, chladná bílá) • 7090 (modrá, royal blue, zelená, oranžová) • XR‐C (červená) svítilny fy Applic červené a bílé barvy Trvale svítící 4 samostatné LED, blikající samostatné LED 8ks • teplá bílá • červená • oranžová • zelená Svítilny 7ks – nutnost úpravy Střída 1 : 3 (380 : 1140 ms) 112 dní (2688 hodin) – 5,4 % životnosti LED 5
Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Svítilny před a po úpravě
6
Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Přípravek pro pulzní provoz 4x Lm317 2x 500mA
2x700mA
Multivibrátor s 555 Čítač 4017 4x IRF540
s vo rko vn ic e
napájení
ruční ovládání (tlačítko)
7
Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Přípravky pro trvalý provoz
8
Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
120 110 100 90
TEPLÁ BÍLÁ
80
ČERVENÁ
70 60 0
500
1000
1500 Čas [h]
2000
2500
3000 120 Relativní světelný tok [%]
Relativní světelný tok [%]
Relativní pokles svítivosti u blikajících LED
110 100 90
ZELENÁ ORANŽOVÁ
80 70 60 0
500
1000
1500 Čas [h]
2000
2500
3000
9
Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Relativní pokles svítivosti u trvale svítících LED 110 100 90
TEPLÁ BÍLÁ ČERVENÁ
80 70 60 0
500
1000
1500 Čas [h]
2000
2500
3000 120 Relativní světelný tok [%]
Relativní světelný tok [%]
120
110 100 90
ZELENÁ ORANŽOVÁ
80 70 60 0
500
1000
1500 Čas [h]
2000
2500
3000
10
Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Relativní svítivost svítilen Relativní svítivost bílých svítilen 110 100 90 80
Svítilna B1
70
Svítilna B4
60
Svítilna B5
50
Relativní svítivost červených svítilen
40 0
300
600
900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 140 Čas [h] 130 Relativní svítivost [%]
Relativní svítivost [%]
120
120 110
Svítilna Č2
100
Svítilna Č3
90
Svítilna Č6
80
Svítilna Č7
70 60 0
300
600
900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 Čas [h]
11
Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Teplotní závislosti Teplotní závislost bílé LED a bílé svítilny 7000 6000 5000 4000
LED WW 5,6
3000
Svítilna B5
2000
Teplotní závislost červené LED a červené svítilny
1000 0 15
25
35
45 Teplota [°C]
55
65 6000 Intenzita osvětlení [lx]
Intenzita osvětlení [lx]
8000
5000 4000 3000
LED R 5,6
2000
Svítilna Č7
1000 0 15
25
35
45 Teplota [°C]
55
65
12
Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Co bylo měřením zjištěno Údaje v katalogovém listu = skutečnost Blikající LED nestárnou kvůli nižší teplotě U trvale svítících LED se projevilo stárnutí U svítilen fy Applic • nevhodně navržen polyswitch • špatně řešený odvod tepla
13
Analýza životnosti a stárnutí svítivých diod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Děkuji za Vaši pozornost
