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LED加速寿命和可靠性试验

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。

  2LED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(gradualdegradation)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%50%时,认为LED失效,流明维持寿命相应记为L50L70

  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△uv’≤0.007),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;

  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 Maintenance 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 24824GB/T24823QB/T4057等;