LED照明产品寿命测试评价方法研究进展
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摘要： 这篇文章在调研LED 照明商品国际和国家标准有关寿数评价考虑的基础上，介绍了当时关于LED 寿数检验的相关研讨作业，对LED 照明商品的寿数评价方法做了探索性研讨。经分析可知，选用寿数检验核算方法，IESTM21 和间隔函数法均存在一定的疑问。研讨标明，选用试验条件加速的方法来检验核算LED 照明商品的寿数存在较高的可行性，且此评价方法可显着缩短商品的寿数评价周期。
1 导语
发光二极管( Light Emitting Diode,LED) 作为一种光电子器件，本身具有长寿数的优势。跟着蓝光LED 芯片的发明和LED 照明技术的前进，LED 逐步进入通常照明领域，其技术水平也在近年出现出快速的翻开趋势。LED 照明商品包括LED 光源和LED 灯具。关于通常照明领域，受LED 照明商品价格要素的影响，概括考虑商场运用的性价比和本钱收回效果，LED 照明商品的寿数及其评价方法在全工作界引起了广泛的注重，也成为迩来谈论和研讨的抢手。
LED 照明商品的寿数及其评价方法研讨首要根据三个方面的考虑： ( 1) 商品的寿数评价方法研讨及实施，将完善LED 照明商品的功用评价系统，缩短商品悉数功用评价的检验周期，推动商品技术水平的提升; ( 2) LED 照明商品悉数功用评价的实施，将对政府的相关抉择方案和引导供应强有力的确保，从政府引导的角度，推动LED 照明工作的翻开; ( 3) 这项作业将进一步增强商场的标准翻开，从消费者认知和运用选择的角度，对LED 照明工作的安康翻开供应确保。
当时国际领域内对LED 的寿数评价也愈加注重，这篇文章在分析国际领域内LED 寿数评价方法的基础上，对LED 照明商品寿数评价方法与试验环境条件间的对应联络做了开端研讨。
2 LED 照明商品寿数及相关研讨现状
2. 1 LED 照明商品的寿数
根据照明术语国家标准的规矩， ( 灯的) 寿数是指灯作业到失效时，或根据标准规矩认为其已失效时的总时辰。根据这一术语规矩，照明商品的寿数取决于商品的失效方法的相关规矩和区分。根据此，包括国际照明标准、美国照明技术标准、中国相关的国家标准和技术标准等均对LED 照明商品的寿数及相对应的失效判定做了相关的考虑和说明。
国际电工委员会( International ElectrotechnicalCommission,IEC) 正在翻开关于原IEC /TS 62504LED Terms and Definitions 技术文件的修订换版作业，修订后标准将对LED 照明相关各项IEC 标准所触及术语定义做调和一同，因此，改版后的IEC62504 标准将与原TS 版文件有较大不相同。IEC62504 标准将从LED 照明商品光通坚持率的角度给出商品的寿数定义。根据这一寿数定义，LED 照明商品的寿数由商品随燃点时辰的延伸其光通坚持率的改动所抉择，商品的光通坚持率衰减到指定值时( 根据运用场所不相同，通常设定为70%或50%) 的累积燃点时辰即为商品的寿数。
商品的出光及光的坚持性是LED 照明商品寿数方针的重要注重要素。此外，从LED 照明商品特性和运用场所的考虑启航，商品的寿数评价方针也存在一定差异，比如，除光通坚持率之外，LED 照明商品的色质量及其坚持性等，本课题组也在翻开此方面研讨作业，以期对LED 照明商品功用和寿数做更合理评价。表1 也给出了相关国家或区域在LED 照明商品寿数相关方针上的考虑。
关于LED 照明商品寿数相关方针的考虑，表1中标准或技术文件别离从商品的光通坚持率LM、颜色坐标漂移、寿数时辰规矩和失功率等参数上做了考虑。以上各项标准或技术文件中关于LED 照明商品的光通坚持率、颜色漂移等参数均以kh ( 千小时) 为单位进行方针规矩，当时尚无经验证的真实可操作的加速检验或评价方法。中国所发起LED 照明商品节能认证，在商品光通坚持率等检验项目上也存在相似疑问。
2. 2 LED 寿数检验核算方法概要
2. 2. 1 美国IES TM21标准关于LED 光通坚持率的核算方法
美国于2011 年发布了IES TM21 《ProjectingLong Term Lumen Maintenance of LED Light Sources》
标准，运用于LED 封装、LED 阵列、外接驱动控制的LED 模块。该标准规矩了一种运用IES LM80 检验数据，以指数衰减为光通量衰减模型核算LED 光源光通坚持率的方法
具体操作方法如下。
① 以不逾越1000h 为时辰间隔检验光通量，检验时辰不低于6000h;
② 以0h 光通量为基准，核算各时辰点的光通坚持率;
③ 以指数衰减模型φ ( t) = β·exp ( – αt) 拟合光通坚持率趋势曲线，若检验总时辰不逾越10000h,取结尾5000h 数据点为拟合曲线原始数据;若检验总时辰逾越10000h,则取总检验时辰的后50%检验点为拟合曲线原始数据;
④ 根据曲线拟合效果核算α 和β 值，在此基础上根据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检验时辰的5. 5 倍( 或6 倍) ,则取总检验时辰的5. 5 倍( 或6 倍) 为核算寿数时辰)2. 2. 2 根据间隔函数的LED 寿数核算方法
根据IES TM21 关于LED 寿数核算方法在IEC标准技术谈论会上的谈论，有教授提出了TM21 在LED 普适性上的疑问，并提出了根据间隔函数的LED 寿数核算方法。该方法将LED 封装的光通坚持率检验曲线与指数衰减间隔函数对比，将适用的间隔函数所对应的寿数时辰定义为该LED 封装的寿数，具体操作方法如下。
① 以0h,500h,1000h,2000h,3000h,……为时辰间隔检验LED 封装的光通量，检验总时辰应不低于6000h;
② 以0h 光通量为基准，核算各时辰点的光通坚持率并制造光通坚持率曲线;
③ 在以上光通坚持率曲线图上，制造B ( t) =e – αt 指数衰减间隔函数曲线，曲线中参数按照B ( L70) =0. 7 核算得出;④ 若光通坚持率曲线图上结尾2000h 光通坚持率高于间隔函数曲线，则LED 封装的寿数大于该间隔函数所对应L70寿数值。
2. 2. 3 IEC 关于LED 寿数检验提案
IEC 国际标准开发进程中，有成员曾在2010 年提出关于LED 器件的光通坚持率检验和估测的提案，提出了根据温度加速对比的LED 器件光通坚持率的核算方法，核算理论如图3 所示。光通坚持率的核算方法为：
① 在至少两种壳温下进行样品光通坚持率燃点检验;
② 别离在0h,500h,1000h,2000h,3000h,……燃点时辰下检验LED 器件的光通量，并核算各时辰点的光通坚持率，检验时辰不少于6000h;
③ 将每种温度下的光通坚持率检验点相连;
④ 将两条不相同温度下光通坚持率曲线上的相同光通坚持率水平的点相连;
⑤ 以上述连接点对应的时辰核算加速因子;
⑥ 对至少5 个不相同的光通坚持率水平重复④⑤的操作，且各点间的时辰间隔不应低于500h;
⑦ 核算均匀加速因子;
⑧ 运用均匀加速因子根据高温检验曲线核算低温下的光通坚持率随燃点时辰的改动。
3 LED 寿数检验核算方法对比分析及研讨3. 1 IES TM21 关于LED 寿数核算方法
IES TM21 的LED 寿数核算方法根据IES LM80关于LED 光通坚持率的检验数据。图4 给出了选用IES TM21 的寿数核算方法对某类型LED 器件LM80检验数据进行光通坚持率拟合的曲线图。根据曲线拟合效果，三种燃点环境温度下LED寿数方针排序为，85℃下LED 寿数> 105℃下LED寿数> 55℃ 下LED 寿数，这与实习情况并不相符合，因此，IES TM21 寿数核算方法在适用性需要做进一步研讨供认。
3. 2 根据指数衰减间隔函数的LED 器件寿数核算方法
该方法往后2000h 光通坚持率检验效果与间隔函数上对应时辰点坚持率数值凹凸来供认LED 的最低寿数方针。搜集LED 商品进行6000h 光通坚持率检验，并根据指数衰减间隔函数进行拟合给出了100000h 和500000h 寿数的间隔函数曲线，对三种LED 商品的光通坚持率检验曲线做对比可见，三种商品的寿数均高于100000h,其间，商品1 和3 的寿数更是逾越500000h,与商品寿数存在较大的不符合性。因此，间隔函数对比法在LED 照明商品寿数核算上也并不适宜。
3. 3 根据温度加速比对的LED 寿数核算方法及研讨
该方法以温度为寿数加速应力，一同，低温下的检验时辰不应低于6000h.根据该寿数核算方法，翻开试验条件与LED 照明商品寿数参数联络的试验研讨。
3. 3. 1 试验方案
寿数燃点进程中，受LED 器件、透镜、驱动等部件功用改动或商品散热效果的影响，LED 照明商品寿数参数方针的衰减首要表如今光通量衰减和颜色漂移两个方面。考虑到商品零部件间的交互影响，LED 照明商品的寿数评价试验方法以整体LED 照明商品为研讨方针，因此试验条件的设定考虑关于整体商品的实习检验操作可行性。
本时间以燃点环境温度为试验应力，设定不相同温度水平，在控温环境温度( ± 2℃) 下对灯进行燃点试验，选用积分球- 光谱辐射度计测量系统监测灯在长时辰燃点进程中各温度水平下LED 照明商品寿数参数方针的改动情况。温度水平的设定和试验进程中样品情况的分析供认是试验的重要考虑要素。
首要搜集试验样品，监测不相同燃点环境温度下灯零部件的温度，以判定温度应力试验的极限水平中偏下检验曲线为高环境温度水平下的燃点检验试验效果，偏上曲线为常态寿数燃点试验温度下的对比检验效果。可见，商品的光通坚持率在高燃点环境温度下出现快速衰减趋势，至1968h,样品的光通量衰减抵达58. 2%,这标明以环境温度为加速检验要素的试验方法存在一定的可行性。为进一步分析影响高环境温度下样品光通衰减的要素，对试验后样品做拆解分析，检验各部件在燃点进程中所致使的光通量衰减，试验效果标明，燃点进程中由LED 封装体所致使的光通量衰减为57. 9%,底子等同于样品的光通量衰减值。也就是说，以环境温度为加速应力，商品在光通量快速衰减条件下并未出现非常态的寿数参数方针改动或失效方式，即，LED 商品的寿数检验评价时辰并不以常态低温环境温度下商品的光通坚持率检验和不相同坚持率水平下相对一同的加速因子为必要条件，商品的寿数检验评价时辰可在不改动商品失效方式的前提下减缩。
4 结论
在现有LED 相关寿数检验方法对比研讨的基础上，关于LED 照明商品的寿数检验评价方法翻开研讨。以燃点环境温度为加速应力的试验研讨标明，关于LED 照明商品的零部件温度功用特性，在特定温度水平下，商品的寿数评价参数指数存在显着加速效果，一同，商品的光通量衰减要素和失效方式并未改动，因此，燃点环境温度可作为有用的LED照明商品寿数加速应力做深化研讨。
这篇文章章由澳镭照明电器拾掇发布,澳镭照明官方网站:www.aooled.com
