Bewährte Methode: Messung des Lumenerhalts von LED-Lichtquellen
Alle Lichtquellen verschlechtern sich mit der Zeit, aber die meisten „brennen“ einfach durch, bevor sie ernsthaft an Lichtleistung verlieren. LEDs hingegen brennen nicht aus, sondern verschlechtern sich weiter, bis sie schließlich keine brauchbare Lichtleistung mehr erbringen, die typischerweise mit 70 % des ursprünglichen Lichtstroms (L70) angegeben wird.
Die Illuminating Engineering Society of North America (IES) hat 2008 den Bedarf an einem Industriestandard erkannt, der auch den Anwendern bei der Bewertung von LED-Produkten helfen würde, und LM-80 veröffentlicht. Beachten Sie jedoch, dass LM-80 zwar eine Standardmethode zum Testen der Lichtstromerhaltung bietet, aber keine Anleitung oder Empfehlungen für die Vorhersage oder Extrapolation der Wartung über die Dauer dieser Messungen hinaus enthält.
Der Bedarf an dieser zusätzlichen Anleitung wurde 2011 mit der Veröffentlichung von TM-21 durch die IES erfüllt: Lumen Degradation Lifetime Estimation Method for LED Light Sources (Methode zur Abschätzung der Lebensdauer von LED-Lichtquellen).
Dieser Blog befasst sich mit:
– Dem Unterschied zwischen LM-79 und LM-80
– Den grundlegenden Prinzipien und Vorteilen von LM-80
– Einem Überblick darüber, wie LM-80 und TM-21 verwendet werden können, um die Lebensdauer von LED-Produkten zu prognostizieren
Der Unterschied zwischen LM-79 und LM-80
LM-79 ist eine zugelassene Methode zur Durchführung elektrischer und photometrischer Messungen von kompletten SSL-Produkten. Sie umfasst:
– Gesamtlichtstrom (Lichtleistung)
– Elektrische Leistung
– Effizienz
– Farbortbestimmung
– Intensitätsverteilung
Die fünf geforderten Messwerte auf dem LED Lighting Facts Label stammen aus den LM-79 Testergebnissen.
LM-80 hingegen ist die zugelassene Methode zur Messung des Lumenerhalts von LED-Gehäusen, Arrays und Modulen. Mit anderen Worten: LM-80 ist eine Methode zur Messung der LED-Lichtquelle bei verschiedenen Temperaturen. LM-80 schreibt eine Mindesttestdauer von 6.000 Stunden vor, wobei 10.000 Stunden die bevorzugte Testdauer sind. LM-80 verlangt außerdem, dass in Schritten von mindestens 1.000 Stunden getestet wird.
Bitte beachten Sie auch, dass LM-80 keine Bestimmung oder Schätzung der erwarteten Lebensdauer oder des Lumenerhalts über die Testdaten hinaus liefert; die erwartete Lebensdauer über diesen Zeitraum hinaus wird durch TM-21 abgedeckt. Obwohl 10.000 Stunden Testzeit weit unter der angegebenen Lebensdauer der meisten heute auf dem Markt befindlichen SSL-Produkte liegen, enden die LM-80-Anforderungen bei 10.000 Stunden, um eine schnellere LED-Produktentwicklung durch die Lichtquellenhersteller zu ermöglichen.
Using LM-80 and TM-21 to Calculate Lifetime Lumen Degradation
Im Jahr 2011 veröffentlichte das IES TM-21: „Lumen degradation lifetime estimation method for LED light sources“. Dies ist die von der IES empfohlene Methode, um die Lumenabnahme eines LED-Pakets, -Arrays oder -Moduls über den LM-80-Testzeitraum hinaus zu prognostizieren. TM-21 ist jetzt die Standardmethode für die Projektion der Lebensdauer von LED-Beleuchtungsprodukten bei realistischen Betriebstemperaturen.
So funktioniert es. Nach Abschluss des LM-80-Tests wird aus den Messergebnissen eine Abschreibungskurve für den Lichtstrom bei jeder getesteten Temperatur ermittelt. Die Daten werden wie in TM-21 beschrieben verwendet, um die „Lumen Maintenance Life Projection“
Die Lebensdauerprognose für LED-Leuchten beträgt in der Regel 70 % der ursprünglichen Lichtleistung (L70). Es ist wichtig zu wissen, dass die Lebensdauerprognosen für LED-Leuchten die Gehäusetemperaturen der LED innerhalb des Leuchtensystems berücksichtigen. (Auf der Website www.energystar.gov steht ein Tabellenkalkulationsprogramm zur Verfügung, mit dem die Berechnungen durchgeführt werden können. Weitere Informationen zum TM-21 finden Sie auch unter: LEDs Magazine.)
Verständnis der Grundprinzipien und Vorteile von LM-80
Vorteile für den Endverbraucher durch LM-80
Obwohl LM-80 keine absolute Definition der Leistung oder der erwarteten Lebensdauer einer LED liefert, ist es eine sehr effiziente Methode zur Messung der Abnahme der Lumenlebensdauer. Indem sie ihre Produkte anhand dieser Norm testen, können zuverlässige Hersteller und Beleuchtungsdesigner Folgendes nachvollziehen:
– Die nützliche Lebensdauer der Komponente, in der die LED verwendet wird.
– Wie die Lichtleistung der LED unter verschiedenen Bedingungen abnimmt.
– Die Verschiebung des Farbpunkts unter denselben Bedingungen.
Diese Messungen ermöglichen es den Herstellern, zu beurteilen, wie die LED-Komponente unter ähnlichen Bedingungen im Feld voraussichtlich funktionieren wird. Der LM-80-Standard gibt dem Endverbraucher außerdem eine Grundlage für die Prüfung seines gesamten LED-Bestands, unabhängig vom Hersteller.
Ausnahmen
1. LED-Produkte, die elektronische Steuerungen enthalten, um den LED-Antriebsstrom während des Langzeitbetriebs anzupassen, um die Leistung auf oder in der Nähe des anfänglichen Leistungsniveaus zu halten, beeinflussen die Aufrechterhaltung der LED-Lumen. Daher muss darauf hingewiesen werden, dass die Angaben zum Erhalt der LED-Lumen nur auf der anfänglichen Leistung beruhen.
2. Produkte, die den LED-Antriebsstrom für andere Zwecke nutzen, können Steuerungen verwenden, die zusätzliche Leistungsmerkmale beeinflussen. Dies gilt z. B. für Hersteller, die Testdaten für Steuerungen einreichen, die die Wattleistung verändern. Angaben zum Lumenerhalt basieren nur auf der anfänglichen Leistung.
3 Produkte, die zwei oder mehr einzelne LED-Lichtquellen enthalten, um die gewünschte Lichtstärke oder -farbe zu erreichen, haben in der Regel unterschiedliche Lumenerhaltungswerte. Die Hersteller können dennoch den LED-Lumenerhalt angeben, müssen aber eine Standardformel verwenden und angeben, dass das Produkt mehrere LED-Lichtquellen enthält.
Laden Sie das folgende Whitepaper herunter, um den vollständigen Überblick über das Verständnis von LM-80 zu lesen:
Quellen:
– LED Lighting Facts
– LightLab International
– Understanding IES LM-79 & IES LM-80, Eric Richman, Pacific Northwest National Laboratory
– EE Times
– Reading, Understanding and Applying the LM-80 Standard
– U.S. Department of Energy: Verstehen von LED-Tests: IES LM-79, LM-80, und TM-21