LED Treiber Lebensdauer: Bestimmt von Kondensatoren, Teil 2
Der LED Treiber Lebensdauer auf der Spur.
Ob für PFC (Power Factor Correction = Verbesserung des Leistungsfaktors) oder zur Verringerung überlagerter Impulse (Flackern des Lichtes) durch die sogenannte Pulsweitenmodulation (PWM) werden in LED-Treiber Elektrolytkondensatoren (kurz: Elkos) eingesetzt.
Um eine hohe Kapazität zu erreichen dient das (zäh-)flüssige Elektrolyt, welches wie von z.B. Autobatterien bekannt, je nach Umgebungstemperatur mehr oder weniger schnell verdunstet. Dies führt zu Kapazitätsverlusten bis hin zum Ausfall des Bauteils und damit des LED-Treibers.
Es ist der „Bottleneck“ der LED Treiber Lebensdauer.
Seriöse Hersteller verwenden entsprechend spezifizierte Elkos um so auch eine hohe Betriebsdauer zu erreichen.
So finden sich auf den Bauteilen z.B. Angaben wie Güteklasse von:
85°C /2000Std oder 105°C /2000Std
Das bedeutet z.B. Bei einer Umgebungstemperatur von 105° kann mit einer mittleren Lebensdauer von 2000h gerechnet werden. Aber wir wollen doch 50.000 Std und mehr.
Das Arrhenius Modell besagt, dass sich je 10°C Temperaturerhöhung die LED Treiber Lebensdauer halbiert, bzw. umgekehrt verdoppelt. Legt man diesen Algorithmus den obigen Werten zur Basis, erhalten wir folgende Auflistung der Lebensdauer in Abhängigkeit der Temperatur.
| Tu | 85°C / 2000 Std | 105° / 2000 Std |
|---|---|---|
| 105°C | - | 2000 Std |
| 95°C | - | 4000 Std |
| 85°C | 2000 Std | 8000 Std |
| 75°C | 4000 Std | 16000 Std |
| 65°C | 8000 Std | 32000 Std |
| 55°C | 16000 Std | 64000 Std |
| 45°C | 32000 Std | 128000 Std |
Für eine LED Treiber Lebensdauer von 50.000 Std liegt die max. Betriebstemperatur bei ca. 60° C. Das ist im Leuchtenbereich mit genügend Oberfläche für Abwärme, sowie auch ausreichend Luftraum um den Treiber noch realisierbar.
In LED-Lampen, sog. LED-Retrofit liegen die Temperaturen gerne bei 70°C und mehr je nach Aufbau und Einbaulage der LED-Lampe. Hier sind maximal Lebensdauerangaben bis 30.000 Std als seriös zu bewerten.
Als Quellen für die Erwärmung sind zu sehen:
- Verlustwärme der LEDs (je nach LED die Hauptwärmequelle)
- Verlustwärme der elektronischen Stellglieder (z.B. Triac) im LED-Treiber
- Verlustwärme des Elkos selbst, welche schwer abhängig von überlagerten Wechselsstromanteil im Kondensator ist. (sog. Ripple-Strom)
Fazit:
Sorgen Sie für niedrige Temperaturen Ihrer LED-Leuchten und LED-Lampen. Die eingesetzen LED-Treiber danken es Ihnen mit hoher Betriebsdauer.
Prüfen Sie, soweit technisch nachvollziehbar, die Datenblätter der LED-Treiber oder überprüfen Sie die Beschriftung der verwendeten Elkos.
Und ja, es gibt auch Elkos mit der Güteklasse 105°C/5000 Std.
Viel Spass beim Herunterrechnen auf Ihre Betriebstemperatur.
Lesen Sie jetzt LED Lampen Lebensdauer: Bestimmt von LED-Treibern, Teil 1.