LED的寿命评价方法
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摘要： 这篇文章在调研LED 照明商品世界和国家规范有关寿数评估思考的基础上，介绍了当前对于LED 寿数测验的关联研讨作业，对LED 照明商品的寿数评估办法做了探索性研讨。经剖析可知，选用寿数测验核算办法，IESTM21 和鸿沟函数法均存在必定的疑问。研讨标明，选用实验条件加快的办法来测验核算LED 照明商品的寿数存在较高的可行性，且此评估办法可明显缩短商品的寿数评估周期。
1 导言
发光二极管( Light Emitting Diode,LED) 作为一种光电子器材，自身具有长寿数的优势。跟着蓝光LED 芯片的创造和LED 照明技能的进步，LED 逐渐进入一般照明范畴，其技能水平也在近年呈现出疾速的展开趋势。LED 照明商品包含LED 光源和LED 灯具。对于一般照明范畴，受LED 照明商品价格要素的影响，归纳思考商场运用的性价比和本钱回收作用，LED 照明商品的寿数及其评估办法在全职业界引起了广泛的重视，也变成迩来评论和研讨的热门。
LED 照明商品的寿数及其评估办法研讨首要依据三个方面的思考： ( 1) 商品的寿数评估办法研讨及施行，将完善LED 照明商品的功能评估体系，缩短商品全部功能评估的测验周期，推进商品技能水平的晋升; ( 2) LED 照明商品全部功能评估的施行，将对政府的关联决议计划和引导供给强有力的保证，从政府引导的视点，推进LED 照明职业的展开; ( 3) 这项作业将进一步增强商场的规范展开，从消费者认知和运用挑选的视点，对LED 照明职业的健康展开供给保证。
当前世界范畴内对LED 的寿数评估也更加重视，这篇文章在剖析世界范畴内LED 寿数评估办法的基础上，对LED 照明商品寿数评估办法与实验环境条件间的对应联系做了开始研讨。
2 LED 照明商品寿数及关联研讨现状
2. 1 LED 照明商品的寿数
依据照明术语国家规范的规则， ( 灯的) 寿数是指灯作业到失效时，或依据规范规则以为其已失效时的总时辰。依据这一术语规则，照明商品的寿数取决于商品的失效办法的关联规则和判别。依据此，包含世界照明规范、美国照明技能规范、中国关联的国家规范和技能规范等均对LED 照明商品的寿数及相对应的失效断定做了关联的思考和阐明。
世界电工委员会( International ElectrotechnicalCommission,IEC) 正在打开对于原IEC /TS 62504LED Terms and Definitions 技能文件的修订换版作业，修订后规范将对LED 照明关联各项IEC 规范所触及术语界说做和谐共同，因而，改版后的IEC62504 规范将与原TS 版文件有较大不一样。IEC62504 规范将从LED 照明商品光通保持率的视点给出商品的寿数界说。依据这一寿数界说，LED 照明商品的寿数由商品随燃点时辰的延伸其光通保持率的改动所决议，商品的光通保持率衰减到指定值时( 依据运用场所不一样，一般设定为70%或50%) 的累积燃点时辰即为商品的寿数。
商品的出光及光的保持性是LED 照明商品寿数目标的重要重视要素。此外，从LED 照明商品特性和运用场所的思考动身，商品的寿数评估目标也存在必定区别，比方，除光通保持率之外，LED 照明商品的色质量及其保持性等，本课题组也在展开此方面研讨作业，以期对LED 照明商品功能和寿数做更合理评估。表1 也给出了关联国家或区域在LED 照明商品寿数关联目标上的思考。
对于LED 照明商品寿数关联目标的思考，表1中规范或技能文件分别从商品的光通保持率LM、色彩坐标漂移、寿数时辰规则和失功率等参数上做了思考。以上各项规范或技能文件中关于LED 照明商品的光通保持率、色彩漂移等参数均以kh ( 千小时) 为单位进行目标规则，当前尚无经验证的实在可操作的加快测验或评估办法。中国所发动LED 照明商品节能认证，在商品光通保持率等测验项目上也存在类似疑问。
2. 2 LED 寿数测验核算办法概要
2. 2. 1 美国IES TM21规范关于LED 光通保持率的核算办法
美国于2011 年发布了IES TM21 《ProjectingLong Term Lumen Maintenance of LED Light Sources》
规范，运用于LED 封装、LED 阵列、外接驱动操控的LED 模块。该规范规则了一种运用IES LM80 测验数据，以指数衰减为光通量衰减模型核算LED 光源光通保持率的办法
具体操作办法如下。
① 以不超越1000h 为时辰距离测验光通量，测验时辰不低于6000h;
② 以0h 光通量为基准，核算各时辰点的光通保持率;
③ 以指数衰减模型φ ( t) = β·exp ( – αt) 拟合光通保持率趋势曲线，若测验总时辰不超越10000h,取最终5000h 数据点为拟合曲线原始数据;若测验总时辰超越10000h,则取总测验时辰的后50%测验点为拟合曲线原始数据;
④ 依据曲线拟合成果核算α 和β 值，在此基础上依据L70 = ln ( β /0. 7 ) /α 核算光源的L70寿数( 若核算所得寿数时辰大于总测验时辰的5. 5 倍( 或6 倍) ,则取总测验时辰的5. 5 倍( 或6 倍) 为核算寿数时辰)2. 2. 2 依据鸿沟函数的LED 寿数核算办法
依据IES TM21 关于LED 寿数核算办法在IEC规范技能评论会上的评论，有教授提出了TM21 在LED 普适性上的疑问，并提出了依据鸿沟函数的LED 寿数核算办法。该办法将LED 封装的光通保持率测验曲线与指数衰减鸿沟函数比照，将适用的鸿沟函数所对应的寿数时辰界说为该LED 封装的寿数，具体操作办法如下。
① 以0h,500h,1000h,2000h,3000h,……为时辰距离测验LED 封装的光通量，测验总时辰应不低于6000h;
② 以0h 光通量为基准，核算各时辰点的光通保持率并制作光通保持率曲线;
③ 在以上光通保持率曲线图上，制作B ( t) =e – αt 指数衰减鸿沟函数曲线，曲线中参数依照B ( L70) =0. 7 核算得出;④ 若光通保持率曲线图上最终2000h 光通保持率高于鸿沟函数曲线，则LED 封装的寿数大于该鸿沟函数所对应L70寿数值。
2. 2. 3 IEC 关于LED 寿数测验提案
IEC 世界规范开发进程中，有成员曾在2010 年提出对于LED 器材的光通保持率测验和估测的提案，提出了依据温度加快比照的LED 器材光通保持率的核算办法，核算理论如图3 所示。光通保持率的核算办法为：
① 在至少两种壳温下进行样品光通保持率燃点测验;
② 分别在0h,500h,1000h,2000h,3000h,……燃点时辰下测验LED 器材的光通量，并核算各时辰点的光通保持率，测验时辰不少于6000h;
③ 将每种温度下的光通保持率测验点相连;
④ 将两条不一样温度下光通保持率曲线上的一样光通保持率水平的点相连;
⑤ 以上述连接点对应的时辰核算加快因子;
⑥ 对至少5 个不一样的光通保持率水平重复④⑤的操作，且各点间的时辰距离不该低于500h;
⑦ 核算均匀加快因子;
⑧ 运用均匀加快因子依据高温测验曲线核算低温下的光通保持率随燃点时辰的改动。
3 LED 寿数测验核算办法比照剖析及研讨3. 1 IES TM21 关于LED 寿数核算办法
IES TM21 的LED 寿数核算办法依据IES LM80关于LED 光通保持率的测验数据。图4 给出了选用IES TM21 的寿数核算办法对某类型LED 器材LM80测验数据进行光通保持率拟合的曲线图。依据曲线拟合成果，三种燃点环境温度下LED寿数目标排序为，85℃下LED 寿数> 105℃下LED寿数> 55℃ 下LED 寿数，这与实践状况并不相符合，因而，IES TM21 寿数核算办法在适用性需要做进一步研讨承认。
3. 2 依据指数衰减鸿沟函数的LED 器材寿数核算办法
该办法今后2000h 光通保持率测验成果与鸿沟函数上对应时辰点保持率数值凹凸来承认LED 的最低寿数目标。收集LED 商品进行6000h 光通保持率测验，并依据指数衰减鸿沟函数进行拟合给出了100000h 和500000h 寿数的鸿沟函数曲线，对三种LED 商品的光通保持率测验曲线做比照可见，三种商品的寿数均高于100000h,其间，商品1 和3 的寿数更是超越500000h,与商品寿数存在较大的不符合性。因而，鸿沟函数比照法在LED 照明商品寿数核算上也并不合适。
3. 3 依据温度加快比对的LED 寿数核算办法及研讨
该办法以温度为寿数加快应力，一起，低温下的测验时辰不该低于6000h.依据该寿数核算办法，展开实验条件与LED 照明商品寿数参数联系的实验研讨。
3. 3. 1 实验计划
寿数燃点进程中，受LED 器材、透镜、驱动等部件功能改动或商品散热作用的影响，LED 照明商品寿数参数目标的衰减首要表如今光通量衰减和色彩漂移两个方面。思考到商品零部件间的交互影响，LED 照明商品的寿数评估实验办法以全体LED 照明商品为研讨目标，因而实验条件的设定思考对于全体商品的实践测验操作可行性。
本期间以燃点环境温度为实验应力，设定不一样温度水平，在控温环境温度( ± 2℃) 下对灯进行燃点实验，选用积分球- 光谱辐射度计丈量体系监测灯在长时刻燃点进程中各温度水平下LED 照明商品寿数参数目标的改动状况。温度水平的设定和实验进程中样品状况的剖析承认是实验的重要思考要素。
首要收集实验样品，监测不一样燃点环境温度下灯零部件的温度，以断定温度应力实验的极限水平中偏下测验曲线为高环境温度水平下的燃点测验实验成果，偏上曲线为常态寿数燃点实验温度下的比照测验成果。可见，商品的光通保持率在高燃点环境温度下呈现疾速衰减趋势，至1968h,样品的光通量衰减到达58. 2%,这标明以环境温度为加快测验要素的实验办法存在必定的可行性。为进一步剖析影响高环境温度下样品光通衰减的要素，对实验后样品做拆解剖析，测验各部件在燃点进程中所致使的光通量衰减，实验成果标明，燃点进程中由LED 封装体所致使的光通量衰减为57. 9%,根本等同于样品的光通量衰减值。也就是说，以环境温度为加快应力，商品在光通量疾速衰减条件下并未呈现非常态的寿数参数目标改动或失效形式，即，LED 商品的寿数测验评估时辰并不以常态低温环境温度下商品的光通保持率测验和不一样保持率水平下相对共同的加快因子为必要条件，商品的寿数测验评估时辰可在不改动商品失效形式的前提下减缩。
4 定论
在现有LED 关联寿数测验办法比照研讨的基础上，对于LED 照明商品的寿数测验评估办法展开研讨。以燃点环境温度为加快应力的实验研讨标明，对于LED 照明商品的零部件温度功能特性，在特定温度水平下，商品的寿数评估参数指数存在明显加快作用，一起，商品的光通量衰减要素和失效形式并未改动，因而，燃点环境温度可作为有用的LED照明商品寿数加快应力做深入研讨。
这篇文章章由澳镭照明电器收拾发布,澳镭照明官方网站:www.aooled.com
