La fiabilidad y vida útil de los productos iluminación con tecnología LED ha sido un tema ampliamente debatido y analizado, debido en gran parte a que la larga duración de los mismos ha sido una de las ventajas más publicitada de la tecnología. Si bien en los últimos años se ha avanzado en este aspecto, la reciente aparición de luminarias inteligentes que permiten ajustar el espectro de iluminación a una distribución espectral particular complica más las cosas a la hora de evaluar la fiabilidad del producto.
El Departamento de Energía de EE.UU (DOE), está financiando una serie de estudios sobre la fiabilidad de los productos de iluminación LED realizados por la firma de investigación independiente RTI International.
La fiabilidad es un tema complejo. Por un lado, la alta longevidad de los productos de iluminación LED implica que se requieran años para desarrollar una prueba precisa sobre su envejecimiento acelerado. Además se deben considerar un gran número de parámetros para determinar esa fiabilidad: depreciación del flujo luminoso, cambios de color, falla catastrófica, aumentos de tensión, cambios del flicker y la caída de eficacia en la luminaria.
La reciente aparición de luminarias inteligentes que permite los cambios de intensidad, temperatura de color y color de la luz, complica más las cosas ya que en lugar de evaluar la depreciación estática de un tipo de LED, introduce la posibilidad de una depreciación dinámica de muchos tipos en la misma luminaria, con múltiples mecanismos de fallo entrando en juego para cada tipo de fuente.
Ensayos de esfuerzo acelerado para Drivers Multicanal
El reciente estudio de RTI examina la robustez y complejidad de un sistema con drivers capaces de controlar múltiples LED primarios. Este informe es el segundo de una serie de estudios sobre pruebas de esfuerzo acelerado (AST) de drivers utilizados para luminarias LED.
La función principal de un driver para iluminación LED es convertir la corriente alterna de la red eléctrica en una corriente continua adecuada para los LEDs. Para completar esta conversión de corriente alterna en continua, el driver utilizar una serie de circuitos que a menudo se configuran en dos etapas (es decir, un driver de dos etapas) donde la corriente alterna se convierte en una señal de corriente continua intermedia para finalmente convertirse en corriente continua final.
La posibilidad de incorporar múltiples LED en una sola fuente de luz para proporcionar una distribución de potencias espectrales sintonizables, hace que sea necesario controlar la potencia (corriente) entregada a cada LED primario. La corriente proporcionada a cada LED principal se controla asignando drivers individuales de un solo canal a cada LED primario, o utilizando un driver con canales de control de potencia separados para cada LED primario (es decir un driver multicanal).
La mayor complejidad, el coste adicional y la fiabilidad desconocida de los drivers multicanal en dos etapas han motivado el estudio para poder sacar conclusiones y comprender mejor su fiabilidad.
Los nuevos hallazgos continúan respaldando la observación de que muchos de los drivers usados en dispositivos LED son altamente robustos. Las condiciones extremas (75 ° C y 75% de humedad relativa) produjeron cambios mínimos hasta que la falla fue inminente. Los resultados también sugieren que la degradación de los drivers LED puede monitorearse a través de cambios en los parámetros tales como el factor de potencia, la corriente de entrada y el parpadeo de las cargas de LED conectadas a bajos niveles de atenuación.
Otro estudio reciente de RTI analizó el comportamiento a largo plazo de los productos comerciales que utilizan diferentes tipos de LED de potencia media integrados en el mismo módulo de LED. Entre otras cosas, descubrió que la cromaticidad de los dispositivos LED convertidos en fósforo que utilizan LED azules cambiará finalmente en la dirección azul, y que es
probable que ocurra antes para dispositivos de temperatura de color (CCT) más correlacionados que para aquellos con CCT inferiores.
La fiabilidad un tema cada vez más complejo
A medida que la iluminación se vuelve más complicada, nuevos mecanismos de fallo son cada vez más evidentes. Con las luminarias de color-mixto actuales, no solo puede tener umbrales diferentes de L70 (el punto en el que la salida del lumen ha disminuido al 70% de la salida inicial) para los diferentes tipos de LED (blanco, rojo, verde y azul), sino que el envejecimiento diferencial de los LED también puede causar cambios de color en la luminaria. Además si el producto es regulable en su temperatura de color, por ejemplo, los LED de color blanco cálido estarán más tiempo encendidos que los LED azules y verdes, y por lo tanto, se degradarán más rápido, y así sucesivamente.
El tema de la fiabilidad se ha vuelto aún más complicado de lo que era cuando apareció la tecnología LED. Estos estudios son una herramienta muy valiosa para aprender cada vez más sobre los mecanismos de fallos, que los causa, cómo predecirlos y, lo más importante, cómo prevenirlos.
