LED加速寿命和可靠性试验.docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上LED加速寿命和可靠性试验摘要:LED的寿命和可靠性得到了业界的高度重视,但其试验方法极具挑战。目前已有关于LED寿命试验的标准相继出台,然而不同区域的标准要求又有所不同。本文分析了LED可靠性和寿命相关的关键指标,并以北美体系和国际电工委员会(IEC)体系为主线,介绍了LED加速寿命的试验方法。同时还介绍具有我国自主知识产权的LED加速老化和寿命测试系统能够满足现有各种标准要求,实现方便、快速、精准的智能化试验。1. 概述随着近年来LED光效的不断提升,LED的寿命和可靠性越来越受到业界的重视,它是LED产品最重要的性能之一。寿命是可靠性的终极表现,然而LED的理论
2、寿命很长,像传统光源采用2h45min开、15min关的循环测试到寿命终了,对LED产品的测量显然不现实。因此有必要对LED产品采用加速老化寿命试验1 ,同时,也应当测试LED的热学特性、环境耐候性、电磁兼容抗扰度等与寿命和可靠性密切相关的性能,以综合分析LED的寿命。2. LED可靠性和寿命相关的关键指标LED产品制造中的每一个元件和环节都会对其可靠性和寿命产生影响,例如,LED结和基板的虚焊、LED荧光粉的热猝灭和退化、封装材料的退化以及驱动器的失效等,最后退化的可能才是半导体(PN结)本身。这些因素导致LED产品失效(退化)的方式也不尽相同,一般可分为缓变退化(gradual degra
3、dation)和瞬变退化(abrupt degradation)。LED的缓变退化(失效)指标主要包括:流明维持率下降,即光衰,一般以初始光通量为100%,当LED产品的流明维持率下降到初始值的70%或50%时,认为LED失效,流明维持寿命相应记为L50或L70;颜色漂移,受到荧光粉或封装材料的变化,LED的颜色会在寿命期间内发生漂移,该漂移应在指定范围以内(如uv0.007),超过范围则视为LED失效;电性能变化,电性能变化能更为直观地监测;开关次数,开关可能会对驱动等电路产生一定影响;热阻变化和其它热特性参数曲线,热特性与寿命息息相关,对热特性的测量和分析有助于找出LED可靠性的薄弱环节;
4、LED的瞬变退化(失效)即LED的光输出突然降为0,其主要退化包括:抗电磁干扰能力:静电放电、雷击浪涌、快速群脉冲、周波跌落;高低温冲击耐受性特性;盐雾、耐湿、振动等。3. 相关标准要求针对LED的主要缓变退化,国际上已有相关标准相继发布,以是北美体系和国际照明委员会(IEC)体系最为典型,我国标准则基本融合了这两个体系。 ENERGY STAR Program Requirements Product Specification Eligibility Criteria ; IES LM-80-08 Approved Method for Measuring Lumen Maintenanc
5、e of LED Light Sources; IES TM-21-11 Projecting Long Term Lumen Maintenance of LED Packages IEC/PAS 62717 LED modules for general lighting Performance requirements EC/PAS 62722-2-1 Luminaire Performance Part 2-1: Particular requirements for LED luminaires 我国的GB/T 24824、GB/T24823、QB/T4057等 我国的GB/T XX
6、XX LED加速寿命试验方法(尚未发布)3. 北美体系和IEC系统对LED寿命和寿命试验方法的要求北美体系和IEC系统在对LED产品的寿命要求和试验方法方面都有所区别,但针对于LED灯具寿命的评估,二者都提出直接老化测试灯具,或根据封装LED、LED模块等的老化试验进行推算。3.1 北美体系如表1所示,Energy Star将对LED灯具寿命的试验方法分为选项1和选项2,其中,选项1是通过测试光源推导灯具的寿命;而选项2仅适用于光源和灯具不可分的一体化灯具,直接测试灯具的光通维持率。选项1,L70(6k)的表示是指,利用6000h(6K)的老化测试推导出的流明维持寿命L70的时间。表1:美国“
7、Energy Star(能源之星)”对LED灯具寿命的要求现对LM-80 和TM-21两个标准的要求总结如下:适用范围:LED封装、模块、阵列等;考察对象:只考察光通维持寿命,即缓变失效因素老化温度:指定点壳温(Ts)为55,85和第三个指定温度,三个温度覆盖灯具中LED光源的Ts温度。老化时间:6000h,推荐10000h;样本数量要求及其与外推寿命时间的关系:20个以上样品,外推寿命最高为老化时间的6倍;10-19个,外推寿命最高为老化时间的5.5倍;光色参数测试时间:至少每1000h测量一次;对突然失效的处理:观察记录,调查确认突然失效是因为光源本身原因;记录颜色衰变:有;数据记录:每个
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