LED照明定製燈具可靠性的詳細介紹

2021-01-14 金鑑LED技術好文章推選

有關LED照明定製燈具的分類、功能目標及可靠性等,已有很詳細的規則。可靠性目標中,首要規則是LED照明燈具壽數3.5萬小時,在全壽數期內色度改變在CIE1976(u,v)中0.007以內。國外方案中規則白光LED器材壽數在2010~2015年中為5萬小時。國內對LED照明燈具的壽數需求通常也說到3~3.5萬小時。

上述說到LED燈具壽數和色堅持度的目標,從當前來看是很高的,實際上很多LED燈具還達不到這個需求,因為LED燈具所觸及的技術疑問很多、很雜亂,其間首要是系統可靠性疑問,包括LED晶片、封裝器材、驅動電源模塊、散熱和燈具的可靠性。 


在剖析LED燈具可靠性之前,先對LED可靠性有關的根本內容作些介紹,將對LED燈具可靠性的深入剖析有所協助。


1、實質失效、隸屬失效


LED器材失效通常分為二種:實質失效和隸屬失效。實質失效指的是LED晶片導致的失效,又分為電漂移和離子熱擴散失效。隸屬失效通常由封裝構造資料、技術導致,即封裝構造和用的環氧、矽膠、導電膠、螢光粉、焊接、引線、技術、溫度等要素導致的。


2、十度規律


某些電子器材在一定溫度範圍內,溫度每升高10℃,其首要技術目標下降一半(或下降1/4)。實踐證明,LED器材熱沉溫度在50℃至80℃時,LED壽數值根本契合十度規律。也有媒體曾報導:LED器材溫度每上升2℃,其壽數下降10%,當溫度從63℃上升至74℃時,平均壽數下降3/4。因為器材封裝技術不一樣,完全可能呈現這種表象。


3、壽數的含義


LED壽數是指在規則功課前提下,光輸出功率或光通量衰減到初始值的70%的功課時刻,一起色度改變堅持在0.007內。


LED平均壽數的含義是LED商品失效前的功課時刻的平均值,用MTTF來表明,它是電子器材最常用的可靠性參數。


可靠性實驗內容包括可靠性挑選、環境實驗、壽數實驗(長時刻或短期)。而本文所評論的僅僅壽數實驗,別的項目暫不思索。


4、長時刻壽數實驗


為了確認LED燈具壽數是否到達3.5萬小時,需求進行長時刻壽數實驗,當前的做法根本上形成如下一致:因GaN基的LED照明定製器材輸出光功率不混亂,所以按美國同盟規則,需求電老化1000小時後,測得的光功率或光通量為初始值。


之後加額定電流3000小時,丈量光通量(或光功率)衰減要小於4%,再加電流3000小時,光通量衰減要小於8%,再通電4000小時,共1萬小時,測得光通量衰減要小於14%,即光通量到達初始值的86%以上。此刻才可證明保證LED壽數到達3.5萬小時。


5、加快(短期)壽數實驗


電子器材加快壽數實驗能夠在加大應力(電功率或溫度)下進行實驗,這兒要評論的是選用溫度應力的辦法,丈量計算出來的壽數是LED照明定製平均壽數,即失效前的平均功課時刻。選用此辦法將會大大地縮短LED壽數的測試時刻,有利於及時改進、提高LED可靠性。

加溫度應力的壽數實驗辦法中詳細論說,首要是引證'亞瑪卡西'(yamakoshi)的發光管光功率緩慢退化公式,經由退化係數得到不一樣加快應力溫度下LED的壽數實驗數據,再用'阿倫尼斯'(Arrhenius)方程的數值解析法得到正常應力(室溫)下的LED的平均壽數,簡稱'退化係數解析法',該辦法選用三個不一樣應力溫度即165℃、175℃和185℃下,丈量的數據計算出室溫下平均壽數的一致性。


該實驗辦法是可靠的,當前已在這個研究成果上,起草擬定'半導體發光二極體壽數的實驗辦法'尺度,海內一些公司也一起研發加快壽數實驗的設備儀器。

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