Ценность каждой вещи определяется в том числе и сроком ее службы. Светодиодная лента не является исключением. Чем дольше она работает, тем дешевле ее стоимость за единицу времени и тем меньше хлопот и трат по ее замене. Мы рассмотрим, как рассчитывается ее жизненный цикл, какие факторы влияют на это и почему дешевые ленты — это плохой выбор.

Расчет срока службы светодиодной ленты.

В соответствии со стандартами IES (The Illuminating Engineering Society of North America) падение яркости светодиодного изделия ниже 70% от начального уровня требует замены такого изделия. По методологии IES для расчета времени службы светодиодов используется комбинация: испытания LM-80 (Lighting Methodology) и алгоритмов расчета TM-21 (Technical Memorandum 21). В результате мы получаем данные прогнозного времени работы в часах в виде LxByCz, где:
Lx = уровень светового потока изделия в % от начального по истечении указанного времени;
By = количество изделий одной группы в %, чей световой поток через указанное время будет ниже заявленного;
Cz = количество изделий одной группы в %, которые могут выйти из строя через указанное время.
Например, если для светодиодной ленты указано L70B10C01@50 000H это означает, что по истечении 50000 часов работы 90% светодиодов сохранят поток не ниже 70% от начального (то есть у 10% светодиодов яркость свечения упадет ниже 70%) и лишь 1% светодиодов выйдет из строя.
Этап 1. Проводят испытания LM-80, во время которых лаборатории измеряют световой поток изделия или светодиодов при температуре окружающей среды +25°С, +35°С и 55°С. 25 и 55 обязательны, а третья температура на выбор заявителя. Изделие или светодиоды работают 24/7 все время испытаний. Минимальное время проведения испытаний 1000 часов и максимальное 10000 часов. Замеры светового потока делают каждые 1000 часов.
Этап 2. На базе испытаний LM-80 алгоритм TM-21-11 указывает расчетное (прогнозное время работы). Обычно по расчетам, если уровень светового потока сохранился на требуемом уровне по окончании испытания, то прогнозное время работы = время испытания х 6. Например, успешные испытания длились 9000 часов, значит прогнозное время = 9000 часов х 6 = 54 000 часов. Успешными испытания считают, если световой поток по окончании не упал ниже 2% от начального.
Из минусов стоит отметить, что время, отведенное на испытание – это целая вечность. 9000 часов – это 375 суток или 12,5 месяцев! Далеко не все производители, включая тех, кто сам корпусирует светодиоды, могут предоставить протокол испытаний LM-80. Что же касается дешевых лент, то об этом не стоит даже и думать. Отличие хорошей ленты от ниже классом в том числе и в доказуемости срока службы светодиодов.

Среднее время работы светодиодной ленты.

При соблюдении определенных условий (см. ниже) хорошая лента будет работать более 10 лет, 50% светодиодов сохранят световой поток не ниже 70% от начального, а через 10 лет из строя выйдет лишь 0,1% светодиодов. Световой же поток дешевой ленты начнет видимо деградировать в среднем через год-два, а % светодиодов, вышедших из строя, может быть очень большим, например, 50%.

Факторы, влияющие на срок службы ленты.

Сценарий работы ленты. Если светодиоды работают без перерывов 24/7, то они испытывают тепловой стресс. Это снижает срок службы. Также его снижает непрерывный цикл включение/выключение, т.е. сценарий постоянного мигания при работе от контроллера. Быстрая смена питания при длительной работе негативно влияет на внутренние компоненты светодиода.
Повышенное питающее напряжение.
Светодиодные ленты чувствительны к питающему напряжению. Это можно заметить, если подключить длинный отрезок ленты. В конце ленты светодиоды буду светить слабее, так как напряжение на этом участке будет ниже, чем в начале. Если же на ленту подавать питающее напряжение выше требуемого, то светодиоды будут светить ярче, но жить меньше, так как постоянный перегрев светодиодов снизит их срок службы.
Качество чипов/ кристаллов в светодиодах на ленте.
Мы считаем, что качество ленты на 90% зависит от качества светодиодов.  Дешевые светодиоды имеют кристаллы меньшего размера и худшего качества (химического состава). Дешевые светодиоды не проходят испытания, а процесс биннинга (сортировки и отсева кристаллов по их световым и электрическим характеристикам) не проводится должным образом. Материалы в таких светодиодах заменяются на дешевые аналоги, например, 99.9% золото (используется для разварки кристаллов в корпусе светодиода) заменяется на алюминиевые сплавы, в корпусе медь заменятся также на сплав менее дорогих металлов. Дешевые светодиоды не выдерживают запрограммированного нагрева, выходят из строя при небольших колебаниях напряжения, при малейшем воздействии влаги происходит окисление и выход из строя внутренних компонентов.
Электрический и механический стресс.
Постоянные колебания силы тока и питающего напряжения приводят к снижению срока службы светодиодной ленты. Это еще важный аргумент в пользу качественных блоков питания светодиодов, так как большинство дешевых блоков не способны эффективно контролировать этот аспект.
Помимо электрического, важно уберечь ленту и от механического стресса. Непредусмотренное характеристиками механическое воздействие на ленту может привести к ее порче или сокращению времени работы. Важно устанавливать ленту в соответствии с инструкцией, избегая заломов и чрезмерного давления на светодиоды и компоненты платы.
Использование ленты в непредназначенной для нее среде.
Светодиодные ленты градируют по их способности переносить влияние влаги и пыли. После испытаний изделию присваивают буквенно-цифровой код IPX₁X₂(Ingress Protection Rating), где X₁ – это степень защиты от твердых частиц от 0 до 6, а X₂ – это степень защиты от проникновения влаги от 0 до 9. Чем выше цифра, тем лучше защищенность ленты.
Для помещений достаточно защиты IP20 и IP33, для ванных комнат, где высокая влажность носит кратковременный характер этот показатель должен быть не ниже IP55, а для улицы используют ленту с IP 67 и IP 68. В случае же, если изделие будет периодически подвергаться воздействию струй пресной воды под сильным давлением (например, при использовании моющего пылесоса), то защита дол;на быть IP 69. Кроме того, в этом случае еще должен учитываться показатель защищенности от механического воздействия, об этом мы поговорим в отдельной статье.
Таким, образом, если светодиодное изделие используется с игнорированием степени его защищенности, то его компоненты будут выходить из строя, например, по причине окисления.
Неправильно рассчитанный или применяемый ток.
Каждый светодиод имеет максимально допустимое значение силы тока. При более высоком значении светодиод светит ярче. Но в тоже время, чем выше сила тока, тем больше тепловой стресс и тем быстрее деградируют компоненты светодиода. На практике, для гарантированной работы изделия в заявленном временном интервале, сила тока не должна превышать 60% от максимального значения. Реальность же такова, что производители дешевых лент игнорируют это правило и «грузят» ленту на максимум, экономя при этом на лишнем теплоотводящем слое. Как результат, лента сильно греется и в скором времени светодиоды выгорают один за другим.
Неправильная полярность подключения.
У большинства светодиодных лент на плате есть обозначение «+» и «-». Это полярность подключения. Если перепутать полярность, то светодиоды не будут излучать свет, лента не работает. Если это не происходит на постоянной временной основе, то лента не пострадает. Однако, если изделие постоянно включено с перепутанной полярностью, то хотя светодиоды и не светят, но они нагреваются. Это может привести к повреждению изделия, короткому замыканию и даже возгоранию.

Практические советы как продлить срок службы светодиодной ленты.
 

1. При покупке ленты стоит обратить внимание на толщину платы и на ее гибкость. У хорошей ленты плата толще за счет нескольких теплоотводящих медных слоев, которые в том числе и обеспечивают устойчивость платы к разрыву или излому. На практике можно ориентироваться на вес ленты, дешевая лента обычно по ощущениям весит мало. И, как правило, если изделие с хорошей платой, то и светодиоды в изделии не будут самыми дешевыми. Стоимость плат в себестоимости лент довольна высокая, поэтому нет «экономического» смысла использовать дорогую плату с дешевыми светодиодами.
2. Устанавливайте ленту в теплоотводящий алюминиевый профиль, если ее мощность превышает 8 Вт / метр. Светодиодам крайне необходим отвод тепла. Это важный момент.
3. Обеспечьте естественную вентиляцию ленте. Не накрывайте светодиоды чем-либо сверху, не устанавливайте ленту на поверхности, генерирующие тепло. Светодиоды любят прохладу.
4. Используйте блок питания от оригинальных проверенных производителей. Не рекомендуется применять блоки, брендированные местными торговыми марками. Не являясь производителем, торговые агенты таким образом маскируют неизвестного вам производителя блоков. В этих случаях нет полных спецификаций с указанием, например, времени наработки до отказа электронных компонентов (MTBF), есть ли защита от перегрева, скачков напряжения и так далее.  Это «кот в мешке» и высокий риск выхода из строя светодиодной ленты.
5. Обращайте внимание на защищенность ленты и применяйте ее в условиях повышенной влажности и загрязнения со соответствующим значением IP.
6. Используйте диммеры (темнители). Постоянно работая на полную яркость, светодиодная лента будет деградировать быстрее. Применяйте диммирующие контроллеры, которые время от времени будут приглушать свет. Их можно использовать в связке с датчиками освещённости, которые автоматически определяют дневное время и корректируют яркость.  Если вам не нужна 100% яркость в ленте, можно понизить свечение светодиодов подстроечным резистором в блоке питания.  
7. Используйте светодиодную ленту с высокой световой отдачей.  Это лента меньшей мощности, но с высоким световым потоком. Например, при световой эффективности 150 лм/ Вт лента мощностью 8 Вт выдает световой поток 1200 лм/ метр. Вы получаете отличную яркость, а лента при этом не будет сильно нагреваться. При выборе места монтажа ленты, в первую очередь ориентируйтесь на световой поток, а не на мощность.  Большая мощность не означает больше света.
8. Применяйте тот тип ленты, который подходит для вашего сценария ее использования. Если светодиоды будут работать 24/7 без перерыва, то приобретайте ленту с высоким ресурсом работы, в ней более «выносливые» чипы/кристаллы и люминофоры, корпус светодиода изготовлен из соответствующих материалов и с хорошим радиатором и т.д.

Преимущества качественной светодиодной ленты.

      1. Срок службы выше.
         Разделите стоимость светодиодной ленты на время ее работы в часах/днях/месяцах/годах. Вы получите стоимость ее владения. Зачастую,   с     стоимость владения даже более дорогой ленты значительно ниже в сравнении с дешевой.
      2. Нет затрат на ее замену.
          Преждевременно вышедшая из строя лента – это неожиданные денежные и временные затраты на ее замену. Да и настроение от этого процесса   лучше не станет.
 
Причины, почему заявленный прогнозный срок службы может быть не точен.
 

1. Испытания LM-80 и TM-21 не гарантируют результат на 100%. В правилах применения указанных стандартов указано, что для соответствия протоколам испытаний некоторые материалы в последствии могут заменяться на аналогичные. Этим пользуются недобросовестные производители и применяют материалы хуже по характеристикам, которые, конечно, дешевле.
2. Испытания проводят при определенном уровне влажности и температурах окружающей среды, которые могут отличаться от ваших условий. Особенно это касается влагозащиты светодиодных лент.
3. Испытания на прогнозное время работы не учитывают механические повреждения, которые могут возникнуть при транспортировке и установке ленты.

Надеемся, что данная информация поможет вам лучше понять, что такое светодиодная лента, как изделие и помочь вам сделать правильный выбор. Покупка светодиодной ленты не должна быть сложным процессом!