CONSIDERACIONES FUNDAMENTALES PARA UNA CORRECTA EVALUACION DE UNA LUMINARIA LED MODELO NATH S

LUMINARIA NATH S ? FABRICADA EN ARGENTINA POR IEP DE ILUMINACION

Para garantizar la eficiencia y fiabilidad de la luminaria, los LABORATORIOS DE ENSAYO de SIMON?realizaron sobre la temperatura de juntura de los LED (diodos electroluminiscentes) del grupo ?ptico y de temperatura en el marcado del driver. Esto se realiz? para TECNOWATT ILUMINACAO de BRASIL fabricante de la Luminaria NATH S. Esto se debe a que SIMON tiene f?bricas en Espa?a, Mexico, Brasil y Argentina.

OBJETIVO DEL ENSAYO

El presente ensayo se realiz? para verificar si el grupo ?ptico de la LUMINARIA NATH S puede trabajar con valores de ( IF ) entre 700mA y hasta 1200mA sin sobrepasar una temperatura de juntura del LED ( TJ )que lo pudiera destruir o acortar su vida ?til media (L70). Para ello, es muy importante que el LED o diodo electroluminiscente seleccionado pueda cumplir, como fuente, con estos requisitos. Como sabemos, el diodo ensayado independientemente por el fabricante bajo la LM80 y TM21 desde ya debe cumplirlo. Pero, puesto bajo las condiciones reales dentro de una luminaria y bajo una temperatura exigente externa permanente y controlada de 40?C ?tambi?n podemos asegurar una vida ?til > a 50.000h con una depreciaci?n del flujo luminoso del 30% y por lo tanto un residual del 70% (L70)? Lo m?s convincente es realizar un ensayo con la luminaria y ver los resultados. LED utilizado NICHIA NVS219CT.

DRIVER utilizado: INVENTRONIC EUG-150S105DT. Est? dise?ado para poder calibrar la corriente continua de salida IF de mA en mA. En nuestro caso el driver act?a en un rango de 70 @1050mA o de 700@1050mA en este caso ?ltimo con una potencia constante de 150W. Esto permite tener una buena eficiencia de la luminaria con mayores valores de IF ya que su evaluaci?n es Flujo luminoso emitido sobre potencia consumida de la red.

Las eficiencias luminosas de las luminarias exigidas [lm/W] en los dos a tres ?ltimos a?os han ido variando desde 80 @ 120 [lm/W]. Estos valores se logran primeramente con la evoluci?n de la fabricaci?n de los diodos electroluminiscentes que en laboratorio ya han superado los 200 [lm/W]. Pero puestos en una luminaria la relaci?n [lm/W] depender? de su dise?o, de la TA, y fundamentalmente que TJ alcanzar? el diodo en no menos de 3 horas.

Ese valor medido sobre no menos de 3 diodos (se midieron 6) y eligiendo aqu?l que tenga la mayor temperatura Ts y luego calculando con la resistencia t?rmica la TJ , nos permitir? recurrir al Data Set del fabricante y asegurarnos que, no solo cumple la eficiencia inicial solicitada, sino que tambi?n se asegura su vida ?til declarada.

Tambi?n es muy importante verificar la TCC del diodo o LED. En principio por cada 1000K que subimos la temperatura de color correlacionada, el flujo emitido crece en alrededor de un 10%.

Como podemos apreciar, el Test Summary realizado por el proveedor del LED o diodo electroluminiscente NICHIA est? realizado para dos corrientes IF (700mA y 1200mA). Nuestro m?dulo del grupo ?ptico est? calibrado a una corriente de IF = 1000mA. Luego del sometimiento de la luminaria (ver 3- METODO DE ENSAYO), se realizar?n las mediciones de [Ts] (Case Temperature) sobre 6 LED seleccionados en forma diagonal sobre el m?dulo. De los 6 medidos se tomar? el LED que tenga mayor temperatura [Ts]. Con ese valor y usando el Data Set del Test Summary se verificar? que valores le pueden corresponder a la Luminaria NATH de: mantenimiento del flujo a las 10.000 h y su proyecci?n L70(10K) de vida ?til m?s el corrimiento de cromaticidad respecto de los valores iniciales. Tambi?n se mide por separado la temperatura [Tc] en el punto indicado de la carcasa del driver para saber su expectativa de vida ?til en horas.

DESCRIPCION DEL ENSAYO:

  • Medir la temperatura en el punto de soldadura del LED (Ts) de los LED seleccionados en el m?dulo del grupo ?ptico de la luminaria. Con esos valores calcular la temperatura de juntura (Tj) para el LED de mayor temperatura de los seleccionados. Por otro lado medir la temperatura en el punto cr?tico del driver o fuente de alimentaci?n (Tc) indicado en la carcasa del mismo.
  • Evaluar la vida ?til de la luminaria relacionando el resultado de la medici?n (Ts) del LED de mayor temperatura con respecto a los valores Test Report LM-80 del LED utilizado NICHIA NVS219CT en el grupo ?ptico de la LUMINARIA NATH S.
  • Evaluar la vida ?til del driver relacionando el resultado de la medici?n de temperatura (Tc) y el indicado en la hoja t?cnica (DataSheet) del driver.

1) CARACTERISTICAS DEL PRODUCTO Y COMPONENTES

2) INSTRUMENTOSDEMEDICIONUTILIZADOS

? Mult?metro digital Fluke 179 C?d. 11061.
? Termopar tipo K, hilo de 0,2MM (2x32AWG), Aislaci?n fibra de vidrio con miniconector compensando.? Data Logger Contemp A202 C?d.: 1203074.
? Cabina calefaccionada con control de temperatura.

Luminaria NATH S bajo ensayo dentro de la cabina calefaccionada con temperatura ambiente controlada

3 METODO DE ENSAYO

? La Luminaria fue preparada con la conexi?n de termopares en un m?nimo de 6 LED (Ts Point) y en el punto cr?tico del driver (Tc) indicado en la carcasa del mismo. Para la conexi?n del termopar en el punto de medici?n se siguieron las orientaciones del Fabricante del LED NICHIA.

? Se realiz? el acceso de los termopares en las Luminarias a trav?s de un agujero temporal con un m?ximo de 9,5mm de di?metro (este agujero debe estar bien cerrado durante el ensayo).

? Los LED que se midieron est?n en formaci?n diagonal en la MCPCB del m?dulo del grupo ?ptico.

? La luminaria se coloc? en una cabina especialmente acondicionada y calefaccionada a una temperatura ambiente de 40 ? C ? 5%.

? La Luminaria debe estar bajo ensayo por lo menos 3 horas y deber? ser verificada la estabilizaci?n de las temperaturas medidas cuando se encuentren valores que no tengan una variaci?n mayor que 2% cada 10 minutos, condiciones que se aplicaron durante el procedimiento.

? Para la evaluaci?n de la proyecci?n de vida ?til del LED / en la Luminaria deber? considerarse:

De acuerdo a la LM-803 la temperatura igual o la mayor m?s cercana a la temperatura (Ts) medida y tabulada en el Test Summary del LED NICHIA.
De acuerdo a la LM-80 en el Test Summary del LED NICHIA, la corriente igual o la m?s cercana a la corriente del driver (IF) utilizada en el ensayo.

(3) LM-80 Testing es norma elaborada por IESNA (Illuminating Engineering Society of North America) y aprobada internacionalmente para la medici?n del mantenimiento del flujo luminoso (lm) aplicable a un LED o m?dulo.

4 RESULTADOS OBTENIDOS

4.1) Valores medidos en los LED del m?dulo (Ts) ,en la carcasa del driver(Tc) y valores calculados de (Tj) de acuerdo a la IF y a la resistencia t?rmica del LED (diodo electroluminiscente) NICHIA NVS219C.

Resistencia T?rmica (LED): 4,2 ?C/W Potencia LED: 2,93 W
Temperatura ambiente: 41,1?C

CARACTERISTICAS ELECTRICAS DEL LED (DIODO ELECTROLUMINISCENTE) NICHIA NVS219C

CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE ENTRADA MEDIDAS EN EL DRIVER INVENTRONIC EUG-150S105DT

EXPECTATIVA DE VIDA UTIL DEL DRIVER INVENTRONIC EUG-150S105DT

5 ANALISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN LA LUMINARIA NATH S 48 LEDs NVS219C
IF = 1000 mA RESPECTO LM-80 TEST REPORT DEL LED NVS219C No SQETMOJ75501 DEL 26/01/2016

Como podemos apreciar la temperatura m?xima medida en la LUMINARIA (4.1) fue de
Ts = 102,6 ?C. Por lo tanto, en el Test Report NVS219C de n?mero SQETMOJ75501 del 26/01/2016, este valor de Ts nos lleva a ubicarnos en la columna Data Set 6 y 7 donde Ts = 105?C para una corriente del LED de IF =700mA e IF = 1200mA con una vida ?til proyectada (TM-21) L70 (10K) mayor a 60.000 h para 700mA y de 54.100 horas para 1200mA.

RESULTADO DEL ENSAYO LUMINARIA NATH S 48 LED NVS219C EM 1000 mA: APROBADO

Reiteramos que el presente ensayo se adjunta para asegurarse que el grupo ?ptico de la LUMINRIA NATH puede trabajar con valores de IF entre 700mA y hasta 1200mA pudiendo lograr valores de flujo luminoso residual del 70% con una vida ?til mayor a 60.000 horas (700mA) y hasta 54.100 horas (1200mA).

Los driver modernos est?n dise?ados para poder calibrar la corriente continua de salida IF de mA en mA. En nuestro caso el driver INVENTRONIC EUG-150S105DT act?a en un rango de 70 @1050mA o de 700@1050mA con una potencia constante de 150W.