Test di affidabilità dei driver LED del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti: miglioramento significativo delle prestazioni

Secondo quanto riportato dai media, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) ha recentemente pubblicato il suo terzo rapporto sull'affidabilità delle unità LED basato su test di durata accelerata a lungo termine. I ricercatori del Solid State Lighting (SSL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ritengono che gli ultimi risultati confermino che il metodo Accelerated Stress Testing (AST) ha mostrato buone prestazioni in varie condizioni difficili. Inoltre, i risultati dei test e i fattori di guasto misurati possono informare gli sviluppatori dei conducenti sulle strategie pertinenti per migliorare ulteriormente l’affidabilità.
Come è noto, i driver LED, come gli stessi componenti LED, sono fondamentali per una qualità ottimale della luce. Un design adeguato del driver può eliminare lo sfarfallio e fornire un'illuminazione uniforme. Inoltre, il driver è anche il componente con maggiori probabilità di malfunzionamento delle luci a LED o degli apparecchi di illuminazione. Dopo aver compreso l'importanza dei driver, nel 2017 DOE ha avviato un progetto di test dei driver a lungo termine. Questo progetto prevede driver a canale singolo e multicanale, che possono essere utilizzati per fissare dispositivi come le scanalature del soffitto.
Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha precedentemente pubblicato due rapporti sul processo e sui progressi dei test, e ora viene rilasciato il terzo rapporto sui dati dei test, che copre i risultati dei test sui prodotti eseguiti in condizioni AST per 6.000-7.500 ore.
In effetti, per molti anni l'industria non ha molto tempo per testare le unità in ambienti operativi normali. Al contrario, il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e il suo appaltatore RTI International hanno testato l’unità in quello che chiamano un ambiente 7575 – con umidità interna e temperatura costantemente mantenute a 75°C. Questo test prevede due fasi di test del driver, indipendenti dal canale. Il design a stadio singolo costa meno, ma manca un circuito separato che converta prima la corrente alternata in CC e quindi regoli la corrente, caratteristica esclusiva del design a due stadi.

Il rapporto del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti afferma che nei test condotti su 11 unità diverse, tutte le unità sono state utilizzate per 1000 ore in un ambiente 7575. Quando l'unità si trova in una stanza ambientale, il carico LED collegato all'unità si trova in condizioni ambientali esterne, quindi l'ambiente AST influisce solo sull'unità. DOE non ha collegato il runtime in condizioni AST al runtime in condizioni normali. Il primo lotto di dispositivi si è guastato dopo aver funzionato per 1250 ore, sebbene alcuni dispositivi siano ancora in funzione. Dopo aver testato per 4800 ore, il 64% dei dispositivi ha fallito. Tuttavia, considerando il duro ambiente di test, questi risultati sono già molto buoni.
I ricercatori hanno scoperto che la maggior parte dei guasti si verifica nella prima fase del driver, in particolare nei circuiti di correzione del fattore di potenza (PFC) e di soppressione delle interferenze elettromagnetiche (EMI). In entrambe le fasi del driver, anche i MOSFET presentano guasti. Oltre a indicare aree come PFC e MOSFET che possono migliorare la progettazione del driver, questo AST indica anche che i guasti possono solitamente essere previsti in base al monitoraggio delle prestazioni del driver. Ad esempio, il monitoraggio del fattore di potenza e della corrente di picco può rilevare in anticipo i guasti. Un aumento del lampeggiamento indica anche che un malfunzionamento è imminente.
Per molto tempo, il programma SSL del DOE ha condotto importanti test e ricerche nel campo SSL, compresi test di prodotto sugli scenari applicativi nell'ambito del progetto Gateway e test sulle prestazioni dei prodotti commerciali nell'ambito del progetto Caliper.


Orario di pubblicazione: 28 giugno 2024