Xavier Traveria Technology Director Europe

Maduresa de la tecnologia LED en il·luminació: sistemes i

aplicacionsAspectes a considerar per determinar la vida

dels LED 's:

Vida de la font de llum, de la il·luminaria i

aspectes per a determinar la vida garantida i

estimada d'una instal·lació LED.

LED SMD – LIGHT EMITTING DIODE – SURFACE MOUNTED DEVICE

COB – CHIP ON BOARD

TECNOLOGIA LED TECNOLOGIA LED

--

--

--

-

If

Θ

T

¿Cuál es la Clave de un buen Producto?

System Reliability ≠ LED Reliability

Origen y Actualidad - Relaciones LED’s

Que vida tiene un LED???

www.energystar.govwww.energystar.gov

¿Que puede ocurrir?

Generado a partir de

IES LM-80 y IES TM-21

Como realizar los test y generar la documentación

Como utilizar los datos la información para generar las curvas

Mantenimiento Lumínico

(2008)

“Illuminating Engineering Society of North America”

(2011)

TM-21: Lumen Degradation Lifetime Estimation Method for

LED Light Sources .

LM-80 provides a standard method for testing lumen

maintenance

88

• LM-80:

• IES “Método Aprobado”

• Especifica:

• Tres temperaturas (55°C, 85°C y una tercera escogida por el fabricante del Led)

• Temperatura del Aire entre +/- 5°C, temperatura de la sala entre +/- 2°C

• Humedad Relativa menor del 65%

• Una muestra debe ser conducida como mínimo 6,000 h, aunque son preferibles 10,000 h para calcular proyecciones. Datos cada 1000h.

• Temperatura del ensayo 25°C.

• Corriente constante, voltaje nominal.

• Guardar datos de mantenimiento del lumen, Cromaticidad, fallos catastróficos.

• Formato de la documentación

Mantenimiento del Lumen y Términos Relativos

99

LM-80

• LM-80 NO especifica:

• Criterio de Fallo/Aceptación

• Como representar los resultados

• Extrapolación y métodos de predicción L70

• Tamaño de la muestra

• Cuantas corrientes de funcionamiento

• Que cambios puede haber en un paquete de LEDs para requerir un nuevo ensayo

IES TM-21-11

• Con la LM-80, nosotros medimos luz total de salida para un mínimo de 6,000 h

• Con la TM-21, nosotros podemos proyectar el mantenimiento del lumen mas allá que lo que actualmente testeamos (Ej.: de 25,000 o 50,000 h)

• TM-21 no es un método de test; es

solo un cálculo!

• Alcance; Aplicable a:

• Paquetes de LEDs

• Tiras de LEDs

• Módulos de LED

• No aplicable a productos finales –Lámparas, Luminarias, etc…

Mantenimiento Lumínico

• No todos los LEDs se comportan de la misma forma

• Para LUXEON Rebel

• Corriente de funcionamiento y temperatura de la unión afectan al mantenimiento lumínico.

Cool-White LUXEON Rebel stressed at 85°C, 0.35A (Tjunction ≅≅≅≅ 98°C)

Normalized to 1 at 24 hours

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1,000 10,000 100,000 1,000,000

Hours

Nor

mal

ized

Lig

ht O

utpu

t

Ta within -5C of Ts, in accordance with LM80.Sample size = 78 units, y-axis error bar = +/- 3 st andard deviations.

Extrapolated Data = -1.7% at 10,000 hours

ENERGY STAR 35,000 and 25,000 hour limitsafter 6,000 hours of stress

L70 = 159,000 hours

ab

0.7lnL70

====

35,000 hour25,000 hour

a = -2.2816e-6b = 1.0054

6x test time*

*Philips Lumileds recommends extrapolations of ≤≤≤≤ 6x the test time

Mantenimiento Cromático del Led

Mantenimiento del Lumen y Términos Relativos

• Mantenimiento Lumínico (IES LM-80-08): El fujo luminoso saliente que se mantiene (típicamente expresado en el máximo porcentaje) en cualquier periodo de tiempo .

• Ejemplo: después de 10,000 horas el mantenimiento lumínico del LED es 98.7%

• Ejemplo: después de 50,000 horas el, mantenimiento de lúmenes del LED es 72.3%

Lxx – Definido como L70, L80 o L90. La letra se refiere a los lúmenes (iniciales), y

el número describe el porcentaje de los lúmenes iniciales que un grupo de LED

habrá alcanzado en un momento determinado.

Es el método establecido para especificar la depreciación de lúmenes conforme a

la IEC/PAS 62717

Nota: Cuando solo vemos la figura L70 figure, normalmente se asume que es a B50 – pero no siempre.

Indicadores de Vida del LED - IEC/PAS 62717

L70 (hours): time to 70% of lumen maintenanceL50 (hours): time to 50% of lumen maintenance

Example: L70(50,000) means the product is rated to maintain > 70% of original light output prior to 50,000 hours of operation

Bxx: describe el porcentaje de los LED que se sitúan por debajo de un nivel de

depreciación (Lxx)

Nota: B10 será un tiempo mucho más corto que B50

Indicadores de Vida del LED - IEC/PAS 62717

Curva de Fiabilidad para una perdida gradual de la luminosidad

IEC/PAS 62717 – LED MODULES FOR

GENERAL LIGHTING

Que significa B50?

Cxx: indica el porcentaje de un grupo de LED que ya no emiten luz (LED fallidos). Fallo Abrupto – Cero Luz Cxx L00 o L00 Cxx

Indicadores de Vida del LED

IEC/PAS 62717 – LED MODULES FOR

GENERAL LIGHTING

Curva de Fiabilidad para una perdida abrupta de la luminosidad

Fxx: Fxx: se trata de la fracción (o %) de fallo de un grupo de LED o de módulos de

iluminación en relación con Lxx. Una combinación de Bxx y Cxx

Combinando los dos métricas te da la vida del siste ma

Curva de Fiabilidad para una perdida gradual y abrupta de la luminosidad

IEC/PAS 62717 – LED MODULES FOR

GENERAL LIGHTING

Curva de la Bañera

Métrica RecomendadaIEC/PAS 62717 – LED MODULES FOR GENERAL LIGHTING

Vida del Sistema de Leds

Que parámetros determinan la vida de cualquier sistema Leds?

•Depreciación Lumínica (By)

•Corriente de funcionamiento (If)

•Temperatura de la Unión (Tj)

•Mortalidad (Cy)

•Diseño

•Materiales

•Uniones de los mismos

•Otros…

Selección de la corriente de Funcionamiento - Eficie ncia

A menor corriente de funcionamientoel led es más eficaz……

700mA700mA

Selección de la corriente de Funcionamiento -Eficiencia

A mayor corriente de funcionamiento el LED te proporciona más luz…

700mA700mA

A mayor corriente de funcionamiento el LED te proporciona más luz…?¿?

No es lineal

Selección de la corriente de Funcionamiento -Eficiencia

Conclusión; el diseño de un sistema es un balance entre: coste del LED, tamaño de la luminaria, características térmicas, eléctricas, otros....

Selección de la corriente de Funcionamiento Eficien cia

Protección contra sobretensiones:

Homologación:Todos los productos deben tener todas las certificaciones y acreditaciones necesarias.

Garantía del Fabricante: Las garantías de vida que se

puedan ofrecer dependerán de las garantías de vida del componente más restrictivo de todo el sistema

que forma la luminaria; PCB, DRIVER, LED, etc…

VIDA GARANTIZADA –Fabricante

El rendimiento del LED depende directamente de la

temperatura a la que esté sometido durante su periodo de

funcionamiento.

El diseño de la luminaria afectará a

la temperatura de funcionamiento y

por lo tanto también a sus

características iniciales.

Hay otros elementos que componen una luminaria LED que en mayor o menor

medida también pueden verse afectados por la temperatura, como los drivers u

otros elementos electrónicos, las ópticas y las mismas PCB.

La convección

La Conducción ʎ

La Radiación

DISIPACIÓN TÉRMICA

• Cualquier unión de dos materiales sólidos, con la función prevista de

transferencia de calor de un material a otro es una interfaz térmica..

Que es una unión mecánica/térmica?¿

Características de la unión•Todas las superficies son ásperas en alguna magnitud física

•Las superficies en realidad sólo tocan en los pocos lugares

donde los picos más altos entran en contacto entre sí.

•La resistencia al flujo de calor depende de:

• Cómo de ásperas son las superficies (superficies rugosas

tienen menos los puntos de contacto) -> presión entre

las superficies y ductilidad de los materiales (puntos de

contacto se deforman y permitir una mayor área de

contacto)

• Conductividad térmica del material (asperezas

conductoras, por ejemplo puntos de contacto, mejorará

el flujo de calor -> planitud materiales (afecta el número

de puntos de contacto)

VMAX – Gestión de la temperatura

Moltes GràciesPreguntes?