Test niezawodności sterownika LED Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych: znaczna poprawa wydajności

Według doniesień mediów Departament Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) opublikował niedawno trzeci raport dotyczący niezawodności dysków LED, oparty na długoterminowych, przyspieszonych testach żywotności. Naukowcy z Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych zajmujących się oświetleniem półprzewodnikowym (SSL) uważają, że najnowsze wyniki potwierdzają, że metoda przyspieszonego testowania naprężeń (AST) wykazała dobrą skuteczność w różnych trudnych warunkach. Ponadto wyniki testów i zmierzone współczynniki awarii mogą dostarczyć projektantom sterowników odpowiednich strategii pozwalających na dalszą poprawę niezawodności.
Jak powszechnie wiadomo, sterowniki LED, podobnie jak same komponenty LED, mają kluczowe znaczenie dla optymalnej jakości światła. Odpowiednia konstrukcja sterownika może wyeliminować migotanie i zapewnić równomierne oświetlenie. Sterownik jest również najbardziej prawdopodobnym elementem lamp LED lub opraw oświetleniowych, który może działać nieprawidłowo. Uświadomiwszy sobie znaczenie sterowników, DOE rozpoczęło w 2017 roku długoterminowy projekt testowania sterowników. Projekt ten obejmuje sterowniki jednokanałowe i wielokanałowe, które można wykorzystać do mocowania urządzeń takich jak rowki sufitowe.
Departament Energii Stanów Zjednoczonych opublikował wcześniej dwa raporty na temat procesu testowania i postępu, a obecnie publikowany jest trzeci raport z danymi testowymi, który obejmuje wyniki testów produktu działającego w warunkach AST przez 6000–7500 godzin.
Tak naprawdę przez wiele lat branża nie miała tyle czasu na testowanie dysków w normalnych warunkach operacyjnych. Wręcz przeciwnie, Departament Energii Stanów Zjednoczonych i jego wykonawca, firma RTI International, przetestowali dysk w tak zwanym środowisku 7575 – przy wilgotności i temperaturze w pomieszczeniu stale utrzymywanej na poziomie 75°C. Test ten obejmuje dwa etapy testowania sterowników, niezależne od kanał. Konstrukcja jednostopniowa jest tańsza, ale brakuje w niej oddzielnego obwodu, który najpierw przekształca prąd przemienny na prąd stały, a następnie reguluje prąd, co jest unikalne w przypadku konstrukcji dwustopniowej.

Z raportu Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych wynika, że ​​w testach przeprowadzonych na 11 różnych dyskach wszystkie dyski pracowały przez 1000 godzin w środowisku 7575. Gdy napęd znajduje się w pomieszczeniu środowiskowym, obciążenie LED podłączone do napędu znajduje się w warunkach zewnętrznych, więc środowisko AST wpływa tylko na napęd. DOE nie powiązał czasu działania w warunkach AST z czasem działania w normalnych warunkach. Pierwsza partia urządzeń uległa awarii po 1250 godzinach pracy, chociaż niektóre urządzenia nadal działają. Po testach trwających 4800 godzin 64% urządzeń uległo awarii. Niemniej jednak, biorąc pod uwagę trudne warunki testowe, wyniki te są już bardzo dobre.
Naukowcy odkryli, że większość usterek występuje w pierwszym etapie sterownika, szczególnie w obwodach korekcji współczynnika mocy (PFC) i obwodach tłumiących zakłócenia elektromagnetyczne (EMI). W obu etapach sterownika tranzystory MOSFET również mają wady. Oprócz wskazania obszarów, takich jak PFC i MOSFET, które mogą ulepszyć konstrukcję sterownika, ten test AST wskazuje również, że awarie można zwykle przewidzieć na podstawie monitorowania wydajności sterownika. Na przykład monitorowanie współczynnika mocy i prądu udarowego pozwala na wczesne wykrycie usterek. Zwiększenie migania wskazuje również, że awaria jest nieuchronna.
Od długiego czasu w ramach programu SSL DOE przeprowadzane są ważne testy i badania w dziedzinie SSL, w tym testowanie produktów w oparciu o scenariusze aplikacji w ramach projektu Gateway oraz testy wydajności produktów komercyjnych w ramach projektu Caliper.


Czas publikacji: 28 czerwca 2024 r