Hyväksytty menetelmä: Measuring the Lumen Maintenance of LED Light Sources
Kaikki valonlähteet heikkenevät ajan myötä, mutta useimmat vain ”palavat loppuun” ennen kuin valoteho heikkenee vakavasti. LEDit sen sijaan eivät pala loppuun, vaan jatkavat heikkenemistään – lopulta yli hyödyllisen valotehon, joka on tyypillisesti 70 % alkuperäisestä valovirrasta (L70).
Tunnistaessaan tarpeen alan standardille, joka auttaisi käyttäjiä myös LED-tuotteiden arvioinnissa, Pohjois-Amerikan valaistusteknillinen yhdistys (Illuminating Engineering Society of North America, IES) julkaisi vuonna 2008 LM-80 -standardin. On kuitenkin huomattava, että vaikka LM-80 tarjoaa vakiomenetelmän valovoiman ylläpidon testaamiseen, se ei anna ohjeita tai suosituksia ylläpidon ennustamiseksi tai ekstrapoloimiseksi näiden mittausten kestoa pidemmälle.
Tarvetta tällaiselle lisätason ohjeistukselle käsiteltiin vuonna 2011, kun IES julkaisi TM-21:n: Lumen Degradation Lifetime Estimation Method for LED Light Sources.
Tässä blogissa käsitellään:
– LM-79:n ja LM-80:n ero
– LM-80:n perusperiaatteet ja hyödyt
– Tilannekatsaus siihen, miten LM-80:n ja TM-21:n avulla voidaan ennustaa LED-tuotteiden käyttöikää
LM-79:n ja LM-80:n ero
LM-79 on hyväksytty menetelmä kokonaisten SSL-tuotteiden sähköisten ja fotometristen mittausten tekemiseen. Se kattaa:
– Kokonaisvirran (valotehon)
– Sähkötehon
– Tehokkuuden
– Kromaattisuuden
– Intensiteettijakauman
LED-valaistusfaktat-merkinnän viisi vaadittua mittaria perustuvat LM-79-testituloksiin.
LM-80 on puolestaan hyväksytty menetelmä LED-pakettien, -rivistöjen ja -moduulien valovirran pysyvyyden mittaamiseen. Toisin sanoen LM-80 on menetelmä LED-valonlähteen mittaamiseen eri lämpötiloissa. LM-80:n mukaan testausajan on oltava vähintään 6 000 tuntia, ja 10 000 tuntia on suositeltava testausaika. LM-80 edellyttää myös testausta vähintään 1000 tunnin välein.
Huomaa myös, että LM-80 ei määrittele tai arvioi odotettavissa olevaa käyttöikää tai valovoiman ylläpitoa testaustietojen jälkeen; tämän ajanjakson jälkeistä odotettavissa olevaa käyttöikää käsitellään TM-21:ssä. Vaikka 10 000 tunnin testaus on kaukana useimpien nykyisin markkinoilla olevien SSL-tuotteiden väitetyistä käyttöajoista, LM-80:n vaatimukset pysähtyvät 10 000 tuntiin, jotta valonlähteiden valmistajat voisivat kehittää LED-tuotteita nopeammin.
LM-80:n ja TM-21:n käyttäminen valovoiman elinkaaren alenemisen laskemiseen
Vuonna 2011 IES julkaisi TM-21:n: ”Lumen degradation lifetime estimation method for LED light sources”. Tämä on IES:n suosittelema menetelmä LED-paketin, -joukon tai -moduulin valovoiman heikkenemisen ennustamiseen LM-80-testiajanjakson jälkeen. TM-21 on nykyään standardimenetelmä, jolla ennustetaan LED-valaisimien käyttöikää realistisissa käyttölämpötiloissa.
Näin se toimii. Kun LM-80-testi on suoritettu loppuun, mittaustuloksia käytetään valovirran poistokäyrän määrittämiseen kussakin testatussa lämpötilassa. Tietoja käytetään TM-21:ssä kuvatulla tavalla ”valovirran ylläpidon käyttöikäennusteen” määrittämiseksi.
LED-valaisimien käyttöikäennusteet ovat tyypillisesti 70 % alkuperäisestä valotehosta (L70). On tärkeää huomata, että LED-valaisimien käyttöikäennusteissa otetaan huomioon valaisinjärjestelmän sisällä olevien LEDien kotelolämpötilat. (www.energystar.gov -sivustolla on saatavilla laskentataulukkolaskuri laskelmien suorittamista varten. Lisätietoja TM-21:stä on myös osoitteessa: LEDs Magazine.)
LM-80:n perusperiaatteiden ja hyötyjen ymmärtäminen
LM-80:n hyödyt loppukäyttäjälle
Vaikka LM-80 ei anna absoluuttista määritelmää LED:n suorituskyvystä tai odotetusta käyttöiästä, se on erittäin tehokas menetelmä valovoiman vähenemisen mittaamiseen. Testaamalla tuotteitaan tämän standardin avulla luotettavat valmistajat ja valaistussuunnittelijat voivat ymmärtää:
– Sen komponentin hyödyllisen käyttöiän, jossa lediä käytetään.
– Miten ledin valoteho heikkenee eri olosuhteissa.
– Väripisteen siirtymisen samoissa olosuhteissa.
Näillä mittauksilla valmistajat pystyvät arvioimaan, miten ledikomponentin voidaan odottaa toimivan samankaltaisissa olosuhteissa kentällä. LM-80-standardi antaa myös loppukäyttäjälle perustason, jonka avulla hän voi testata koko LED-kalustonsa valmistajasta riippumatta.
Poikkeukset
1. LED-tuotteet, jotka sisältävät elektronisia säätimiä, joilla LED-ajovirtaa säädetään pitkäaikaiskäytön aikana tehon pitämiseksi alkuperäisellä suorituskykytasolla tai lähellä sitä, vaikuttavat LED-valovirran ylläpitoon. Siksi on ilmoitettava, että LED-valovirran ylläpitoa koskevat väitteet perustuvat vain alkuperäiseen suorituskykyyn.
2. Tuotteissa, joissa LED-ajovirtaa käytetään muihin käyttötarkoituksiin, voidaan käyttää säätöjä, jotka vaikuttavat muihin suorituskykyominaisuuksiin. Tämä koskee esimerkiksi valmistajia, jotka toimittavat testitietoja ohjaimista, jotka muuttavat tehoa. LED-valovirran ylläpitoa koskevat väitteet perustuvat ainoastaan alkuperäiseen suorituskykyyn.
3. Tuotteet, jotka sisältävät kaksi tai useampia ainutlaatuisia LED-valonlähteitä haluttujen valotasojen tai -värien saavuttamiseksi, tuottavat tyypillisesti erilaisen valovirran ylläpitokyvyn. Valmistajat voivat silti väittää LED-valovirran ylläpitoa, mutta niiden on käytettävä standardikaavaa ja ilmoitettava, että tuotteessa on useita LED-valonlähteitä.
Lataa alla oleva valkoinen paperi, jos haluat lukea LM-80:n ymmärtämisen kokonaisuudessaan:
Lähteet:
– LED-valaistusfaktat
– LightLab International
– IES LM-79:n ymmärtäminen & IES LM-80, Eric Richman, Tyynenmeren luoteisläntinen kansalllaboratorio
– EE Times
– Lukujärjestys, ymmärrys ja soveltaminen LM-80-standardin suhteen
– USA:n energiaministeriö: LED-testien ymmärtäminen: IES LM-79, LM-80 ja TM-21