Как долго служат светодиодные ленты? Общие положения

В нашем блоге было представлено уже немало информации о светодиодных лентах, однако не каждый технический аспект был проговорён в полной мере. Сегодня мы попытаемся исправить эту оплошность и обсудим одну из ключевых характеристик любого изделия – его долговечность.

Наряду с типом используемых диодов, яркостью, цветом свечения и энергопотреблением, производители всегда указывают прогнозируемое количество часов непрерывной работы изделия. Данная величина исчисляется крупными цифрами: обычно по 25, 50, 100 тысяч часов, что равноценно периоду службы светодиодных лент от трёх до одиннадцати лет. На практике проверить подобные утверждения можно только в процессе эксплуатации, а лабораторные исследования подобного рода являются лишь оценочными. Дело в том, что с момента начала широкого распространения светодиодов ещё не прошли те же десять лет, которые, как декларируется, должны прослужить компоненты. Даже если оценивать работоспособность по самым первым образцам диодов, сохранившимся до сегодняшнего дня, это будет в корне неверно – данная отрасль промышленности уже успела существенно шагнуть вперёд и кристаллы семилетней давности намного менее технологичны, чем современные. Вместе с тем, у этого утверждения есть и обратная, приятная сторона: однозначно утверждать, что качественные светодиодные ленты или светильники НЕ способны служить так долго тоже нельзя.

Причины выхода светодиодов из строя

Не станем лукавить, будто светодиодная техника почти вечна. Она так же, как и другие виды заводских изделий подвержена поломкам, браку, некорректной работе, быстрой потере ресурса и т.д. Приобретая дешёвые товары, потребители часто сами понимают, что их качество и/или долговечность вряд ли полностью совпадут с теми значениями, которые указаны на упаковке. Способы экономии семейного бюджета у каждого свои: одни полагают, что лучше купить сегодня недорогой товар и сохранить средства для иных целей, а другие предпочитают единоразово вкладываться в более дорогостоящую продукцию, которая будет служить годами. Мы не сильно хотим останавливаться на этом вопросе, однако не можем обойти вниманием простой факт – слишком дешёвая продукция неизвестной марки по потребительским качествам заведомо хуже более дорогой, от компании с мировым именем. Чтобы конструктивно излагать свои мысли, далее мы будем отталкиваться от представления о товаре средней ценовой категории: это может быть не только лента, но также светодиодная лампочка, светильник, устройства защитной автоматики или другая продукция.

Представим ситуацию, что полупроводники вместо обещанной пары лет проработали всего около полугода и теперь отказываются включаться. Каковы же самые распространённые причины? Чаще всего ими выступают ошибки, допущенные либо при заводской сборке-распайке, либо при монтаже изделия потребителем по месту. И там, и там остаётся место человеческому фактору, хотя в первом случае преимущественное число задач выполняют автоматические манипуляторы.

Заводской брак может заключаться в дефектах любого из используемых компонентов или просто в изначально низком качестве сырья. Поскольку основой ленты является гибкая печатная плата, состоящая из токопроводящих и изолирующих слоёв, не исключены микроскопические смещения дорожек, тянущиеся от одного конца ленты к другому. Когда величина ошибки «накапливается», дорожки, которые не должны контактировать, пересекаются. Естественно, такая лента не пригодна к работе – частично или полностью. При использовании дешёвого сырья для всех комплектующих, диоды начинают деградировать быстрее, чем положено. Это сказывается и на яркости, и на цветовой температуре, и на индексе цветопередачи. Кроме того, скорость деградации полупроводников очень сильно взаимосвязана с температурой кристаллов. К примеру, в не очень дорогих лентах, имеющих степень защиты IP65 или IP68, наблюдается существенный перегрев. При отсутствии рядом достаточного пространства для охлаждения изделия, деструктивные процессы ускоряются. Чем выше будет температура, в окружении которой приходится находиться ленте, тем больше и скорость деградации.

Сборка и пайка на фабрике также может производиться с отличающейся точностью. Желая сэкономить, компания-изготовитель использует не самые прогрессивные станки, что и сказывается на конечном продукте. Среди выявленных экспертами сырьевых и производственных факторов, провоцирующих поломки, можно назвать такие:

• изначально невысокое качество кристаллов;
• неправильные или дешёвые составы люминофоров, наносимых на диоды;
• экономия на толщине токопроводящих дорожек (предельно малая ширина, на которой легко допустить разрывы);
• экономия на меди в токопроводящих дорожках (недостаточное содержание металла для нормального прохождения тока);
• использование резисторов с номинальным сопротивлением, меньшим, чем требуется.

Несмотря на равнозначность всех указанных причин, о последней необходимо сказать ещё пару слов. Задействуя неподходящие резисторы, производители обманывают покупателей дважды. Когда сопротивление меньше, чем необходимо, яркость свечения ленты увеличивается – соответственно, покупателям такая лента кажется более привлекательной для покупки. Мол, если она яркая и недорогая, «зачем платить больше?». В действительности же, уже спустя совсем немного времени после начала эксплуатации становится понятно: из-за превышения допустимой силы тока полупроводники исчерпывают свой ресурс в разы сильнее, попросту выгорая один за другим. Иногда потребители пытаются с этим бороться, используя качественные блоки питания, однако существенного результата это не приносит. Лента потребляет столько электричества, сколько могут воспринять и обработать её элементы, а распределение силы тока и сопротивления балансируется уже внутри неё. Таким образом, даже имея хороший БП, не стоит приобретать дешёвую ленту – он совсем ненамного продлит её жизнь за счёт стабилизации напряжения, но в целом не спасёт от поломки гораздо раньше паспортного срока.

На очереди разбор ошибок, которые целиком и полностью находятся на совести другой стороны – монтажников и потребителей. Здесь предпосылки не менее просты и понятны: кому-то банально не хватает опыта в монтаже подобных изделий, кто-то не различает светодиодные ленты на 12 В и 220 В, ещё одни не соблюдают правила эксплуатации, другие откровенно плюют на отдельные аспекты электрической безопасности и, конечно же, все хотят сэкономить. Вот так и вырисовывается набор причин и ошибок в монтаже, представленный далее.

1. Одним из самых распространённых факторов является превышение допустимого метража цельным отрезом. Подключая к блоку питания более пяти метров ленты последовательно, потребитель одновременно теряет в яркости на некотором участке и способствует систематическому перегреву изделия. Это происходит из-за того, что резисторы начинают ограничивать ток и он попросту не доходит до дополнительного отрезка ленты. При удлинении ленты необходимо подводить к следующему отрезку отдельные питающие провода, а не пытаться запитать всё изделие одним разом.
2. Весьма типично также пренебрежительное отношение к элементарным требованиям безопасности эксплуатации. Размещая негерметичные ленты в ванной комнате или возле рабочих поверхностей кухни, потребители обрекают их на постоянный контакт с влагой, каплями и брызгами. Соответственно, нередки будут в этом случае замыкания лент, ослабление электрического контакта и пр.
3. Для некоторых квартир может быть актуальной причина, связанная с выгоранием ленты на солнце. Постоянно находясь под воздействием ультрафиолета, ленты в силиконовой оболочке начинают желтеть, а не защищённые ничем – могут медленно начать блекнуть.
4. При эксплуатации изделий в гаражах, мастерских или подсобных помещениях, где хранятся химикаты, возможно разрушение основы лент. Агрессивные испарения понемногу подтачивают незащищённые модели и выедают люминофор.
5. Ещё одна ошибка, связанная с кухней – чересчур близкий монтаж к варочной поверхности. В этом случае лента постоянно, но неравномерно нагревается и охлаждается, резко и по нескольку раз в день изменяя свою температуру более, чем на 40°. В итоге, её основание может немного «повести», а недостаток пространства для охлаждения будет влиять так же, как и электрический перегрев изнутри.

Отдельно нужно сказать о режиме включения/выключения лент. Наравне с любыми другими электрическими устройствами, светодиоды более всего подвержены поломке при переходных процессах. Столь простое действие запускает целую цепочку внутренних превращений, которые однажды могут закончиться плачевно. Чем новее лента, тем меньше вероятность поломки в этот момент, но со временем она пропорционально возрастает. По этой причине лучше лишний раз не включать электрическую цепь на пару минут в чисто демонстрационных целях, а пользоваться ею лишь тогда, когда планируется длительная подсветка.

В конце этого блока считаем необходимым упомянуть о самых естественных причинах снижения ресурса и потерях в длительности работы лент. Даже при нормальной эксплуатации продукция средней ценовой категории со временем будет понемногу тускнеть. Это происходит из-за того, что внутри светоизлучающих кристаллов имеется определённый процент примесей, избавиться от которых полностью современной науке пока что не удалось. Их доля зависит от изначального сырья, но в целом даже для разных марок составляет примерно одинаковую микроскопическую величину. Примеси медленно, но планомерно, при работе светодиодов изменяют структуру кристаллов, что и провоцирует падение способности испускать свет. То есть, в дальнейшем электричество трансформируется в свет с меньшей эффективностью, а всё неиспользованное количество энергии переходит в тепло. Соответственно, светодиод начинает «убивать» сам себя. Зная об этих особенностях, специалисты под сроком службы подразумевают продолжительность такой работы полупроводников, при которой они теряют не более 30% от своей изначальной яркости.

Следует также понимать, что совершенно достоверной информации о том, как изделие будет работать в среднестатистических условиях эксплуатации найти на сегодняшний день не представляется возможным. По заверениям экспертов, приобретая многоцветную ленту стандартного качества и нагружая её в переделах паспортных характеристик, потребитель должен рассчитывать минимум на продолжительность в 25 тысяч часов. Этот показатель является усреднённым, однако уже доказанным. Самое важное, правильно воспринимать терминологию производителя: как было сказано, «срок службы» не синонимичен сроку фактической работоспособности. То есть, если купить в один день две ленты и регулярно включать только одну, а спустя несколько лет подключить к сети их обе одновременно и сравнить свечение, будет наблюдаться различие. Но при этом уже работавшее изделие продолжит функционировать ещё долгое время. Лента с тёплым цветом свечения не изменит свой оттенок на нейтральный дневной свет, однако всё же потеряет в яркости.

Вместо заключения

На практике то, как долго будут служить светодиодные ленты, зависит от целой совокупности факторов: сырьевых, производственных, транспортных, монтажных и эксплуатационных. При этом нельзя говорить, что одни из них значительно существеннее других с точки зрения непосредственного влияния на результат. Монохромные и многоцветные RGB-ленты изначально имеют разные стартовые позиции в этой гонке, а потому сравнивать их друг с другом во многом некорректно. Эксперты утверждают, что цветные диоды служат гораздо дольше, чем белые (примерно в 2-3 раза), а почему так происходит, мы расскажем в нашей следующей статье. Сегодня же мы хотим обратить внимание на то, что даже если взять показатель в 10 тысяч часов и разбить его на шестичасовые рабочие интервалы, потребитель явственно заметит разницу в освещённости не раньше, чем через 4 года. То есть, это достаточный период для того, чтобы убедиться в целесообразности использования ленты в доме, осознать либо необходимость её замены на аналогичную, либо наоборот принять решение о покупке более качественной модели.