LED aydınlatmanın kullanım ömrü için büyük resmi dikkate almak gerek

Metin: Andrew McAleavey, Elemental LED

Bir süredir aydınlatma sektöründe (SSL) olan herkes bu sayıyı bilir: 50.000 saat. Bir LED’in beklenen kullanım ömrü sorulduğunda, muhtemelen en çok alınan cevap budur.

Ancak, aynı zamanda birçok bağlama ihtiyaç duyan bir sayıdır bu.

50.000 o kadar büyük bir sayı ki onu daha bildik terimlere çevirmek gerek; 50.000 saat, yaklaşık 5 yıl 9 aydır. Söz konusu LED’leri hiç 5 yıl 9 ay sürekli yakan olmuş mudur? Belki. Ama yüksek ihtimal, hayır.

Bir düşünün; LED sektörü o kadar hızlı değişiyor ki, neredeyse 6 yıl bir LED’i test etseniz, testin sonunda o LED tipi zaten kullanımdan kalkmış olur.

Eğer LED’ler hiç durmadan 50.000 saat test edilmiyorsa o zaman bu sayıyı nereden çıkarıyoruz? Cevap; deneme ve matematik modellemenin bir karışımı.

Aydınlatma Mühendisliği Topluluğu (Illuminating Engineering Society -IES) LED’ler için standart “dayanıklılık testleri” ve bu testlerden elde edilen verilerin yorumlanması yöntemlerini yayımladı –en önemlileri, standart yöntemler LM-80 ve TM-21.

LM-80 testinde LED’ler genellikle 6.000 veya 10.000 saat olmak üzere sürekli açık bırakılırken yüksek sıcaklıkta –genellikle 55°C ve 85°C (130°F ve 185°F)- “pişirilir”. Daha yüksek sıcaklıklar da kullanılabilir. Her 1000 saatte bir LED’lerin ışık çıkışı ve rengi kaydedilir.

Sonuçta elde edilen birkaç veri göstergesidir, kalanı ise matematik –tam olarak söylemek gerekirse üstel en küçük kareler eğri uydurumu. Işık çıkışı verisi, örneğin LED’lerin ne zaman ilk ışık çıkışlarının yalnızca %70’İne sahip olacağının (L70) tahmin edilmesi için kullanılabilecek bir eğriye uydurulur. Sorun şu ki bu yöntemler 6.000 saatlik bir testte yalnızca 6 veri göstergesi ve 10.000 saatlik bir testte 10 veri göstergesi üretir. Aslına bakılırsa LED’lerin 50.000 veya 60.000 saatlik kullanım ömrü olduğunu söylüyoruz çünkü bu yöntemleri kullanarak ancak bu kadarını geçerli bir şekilde öngörebiliyoruz.

Bu tip bir dayanıklılık testi faydasız olmamakla birlikte o kadar da işe yarar değil –en azından çoğu kullanıcı için. Gerçek dünya, hiçbir laboratuvarın tam olarak tahmin edemeyeceği karmaşıklıkta bir kakafoni. Elbette insanlar basit LED’leri, laboratuvar testlerinde olduğu gibi bir fırının içine takmıyor. İnsanlar, LED’lerle birlikte pek çok başka parça içeren aydınlatma armatürlerini kuruyor, baskılı devre kartı (PCB), güç dönüşüm devreleri veya sürücüleri, optik unsurlar, dış muhafazalar vs.. Yine de gariptir ki kırılma olasılığı olan onca parçaya rağmen biz hâlâ LED’lerin performansına gözümüzü dikiyoruz.
Düşünme şeklimizi değiştirmemiz gerekli. Aydınlatma armatürünün bütününe ve onu nasıl kullandığımıza bakmamız gerek. 50.000’e takılıp kalmak, LM-80 ve TM-21 gibi terimleri tartışmak yerine daha basit, daha bütüncül sorular sormalıyız. Bu aydınlatma armatürü bir bütün olarak ne kadar dayanacak? İlk önce neresi kırılacak? Aydınlatma armatürünün mümkün olduğunca uzun dayanmasını nasıl sağlayabilirim?

Bu soruların cevapları hem karmaşık hem basit. LED aydınlatma, geleneksel akkor flamanlı ve flüoresan aydınlatmanın yapamadığı şeyleri yapabilir. Neyin mümkün olabileceğine dair eskimiş düşünceleri ayaklar altına alıp yaratıcılığın işaret fişeği olmuştur. Ancak LED’lerin de bir sınırı vardır ve bu sınırları ne kadar anlayıp irdelersek, bir aydınlatma armatürü o kadar dayanıklı olacaktır.

LED aydınlatma armatürlerini gittikçe küçülen alanlara sıkıştırmaya devam ettiğimizden sıcaklık limitleri önemlidir. Isı, plastiği eritir; sürücülere aşırı yük bindirir; fosfor üretir ve LED’leri öldürür. Dikkat edilmezse, hem farkında olmadan sıcak yüzeyleri elleyenler hem de alanın kendisi için güvenlik sorunu yaratabilir. Ancak bazen elektronik bileşenlerin ürettiği ısının kaçabileceği alanlar yaratmıyoruz. Biraz havalandırmayla pek çok sorun çözülebilir.

Güç limitleri de önemlidir. Maksimum güç çıkışına kadar yüklenen bir sürücünün bozulma olasılığı yüksektir. Sürücüler asla bozulacakları kadar yüklenmemelidir. Ekstrem ortamlarda yükleri azaltılmalı, yalnızca ölçülmüş maksimum yüklerinin belli bir oranına kadar yüklenmelidir. İyi bir belgelendirme ve özel olarak LED’ler için tasarlanmış olan yeni nesil küçük sürücüler işe yarayabilir.

Karmaşık bir ürünün kullanım ömrünü tanımlamak için tek bir sayı kullanmak oldukça indirgeyici bir yaklaşım. Ben her gün bu konuda içerik sağlamaya, insanları armatürün bütünüyle ilgili düşünmeye yönlendirmeye çalışıyorum. Ancak eski alışkanlıklar kolay kolay bırakılmıyor ve eski sayılar halen kullanımda.

Bazen baskı altında kaldığımda ya da başka bir şeyin tatmin etmediği durumda bunu ben de kullanıyorum ve söylüyorum; 50.000 saat.

Haber kaynağı: https://www.ledsmagazine.com/articles/print/volume-15/issue-4/features/last-word/to-understand-led-lighting-lifetime-you-must-consider-a-bigger-picture.html