LED 應(yīng)用于照明已有十多年了,如何評估 LED 照明產(chǎn)品的
可靠性至今仍然是一個(gè)持續(xù)爭論的話題。本文將討論設(shè)計(jì)可靠的 LED 照明系統(tǒng)的一些評估標(biāo)準(zhǔn)和過程。
LED照明產(chǎn)品應(yīng)用于普通照明至少有十年時(shí)間了,但如何評估LED照明產(chǎn)品的可靠性仍然是一個(gè)爭論不休的話題,有時(shí)甚至令人相當(dāng)困惑。本文將討論LED照明系統(tǒng)可靠性的一些評估標(biāo)準(zhǔn)和過程。
采用現(xiàn)有照明技術(shù)的白熾燈或熒光燈的性能通常用平均使用壽命來衡量,它是指連續(xù)工作的一批被測燈中一半發(fā)生故障(不再發(fā)光)所花的時(shí)間。白熾燈的平均使用壽命大約是1000小時(shí),緊湊型熒光燈的平均使用壽命約為1.2萬小時(shí),線型熒光燈的平均使用壽命約為2.5萬小時(shí)。相比之下,工作在合適環(huán)境條件下的LED的發(fā)光時(shí)間可達(dá)10萬小時(shí)甚至更長,因此無法測量它們的平均使用壽命。
LED照明壽命用L70指標(biāo)來表征,是指以流明(L)為單位測量得到的輸出光強(qiáng)下降到最初亮度的70%時(shí)所用的時(shí)間。從可靠性工程的角度看,L70的缺點(diǎn)是,由照明公認(rèn)權(quán)威組織“照明工程協(xié)會”發(fā)布的測量方法只測量LED封裝的流明輸出,而沒有將驅(qū)動電路、熱管理設(shè)計(jì)甚至光路等其它系統(tǒng)因素考慮進(jìn)去?,F(xiàn)在的照明制造商沒有將重心放在整個(gè)系統(tǒng)的可靠性上,因?yàn)闊魩缀蹩偸亲钕葔牡牟考?。但隨著LED照明的發(fā)展,制造商和最終用戶逐漸認(rèn)識到,照明系統(tǒng)的其它部分可能成為整體壽命的限制因素,如下表所述。
表1:2015年固態(tài)照明設(shè)備的典型性能(來源:2016美國能源部固態(tài)照明研發(fā)計(jì)劃)
可靠性是指一個(gè)部件或一個(gè)系統(tǒng)在特定工作條件下、在一段指定時(shí)間內(nèi),按設(shè)想那樣正常工作的概率。產(chǎn)品可靠性評估基本上都是根據(jù)加速壽命測試統(tǒng)計(jì)建模和預(yù)測方法進(jìn)行的。對LED照明系統(tǒng)來說,額定光衰和其它元件故障都會影響整體可靠性,如圖1所示。事實(shí)證明將照明系統(tǒng)性能的這兩個(gè)不同因素結(jié)合起來的統(tǒng)計(jì)模型已不太適用,這是為什么一直將重心放在魯棒性測試上的主要原因。
圖1:LED照明系統(tǒng)整體可靠性實(shí)例。(來源:美國能源部,建筑技術(shù)規(guī)劃固態(tài)照明技術(shù)情況說明書)
在現(xiàn)場作業(yè)中,魯棒性是衡量一個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)在特定環(huán)境下按設(shè)想進(jìn)行工作的能力的一種非量化指標(biāo),方法是確認(rèn)按照特定的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝所做出的產(chǎn)品可以承受比正常工作情況下更大的應(yīng)力。幾十年來,電子行業(yè)一直采用魯棒性測試方案作為驗(yàn)證程序的一部分。直到最近這種概念才被更多的LED照明組織所接受,因?yàn)樗麄兘K于認(rèn)識到基于LED的照明產(chǎn)品與其它電子產(chǎn)品并沒有太大的區(qū)別。
與使用設(shè)計(jì)原型的可靠性測試不同,魯棒性測試一般是將生產(chǎn)樣品放到各種超應(yīng)力條件下,使其更有效地成為整個(gè)品質(zhì)認(rèn)證系統(tǒng)的一部分??煽啃詼y試的目標(biāo)是檢測出故障,以便了解故障模式,與之不同,魯棒性測試所期望的是在測試結(jié)束時(shí)所有產(chǎn)品都會正常工作。
LED照明的魯棒性測試與JEDEC、IEC和其它組織發(fā)布的其它類型電子設(shè)備的測試非常相似,但根據(jù)LED產(chǎn)品的特殊性進(jìn)行了一些調(diào)整。對于給定產(chǎn)品的測試方案將根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用的不同而不同,比如室內(nèi)辦公產(chǎn)品的測試板可能不需要包含高溫工作或振動。下表列出了針對LED照明產(chǎn)品推薦的比較常見的魯棒性測試項(xiàng)目。
表2:典型的LED照明系統(tǒng)魯棒性測試。
最近一些標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)針對LED照明系統(tǒng)的魯棒性問題進(jìn)行了研究,還有許多工作要做。下次我們將討論已經(jīng)有的和規(guī)劃中的標(biāo)準(zhǔn),以及它們是如何解決LED照明系統(tǒng)的可靠性問題的。
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原文標(biāo)題:一款LED照明產(chǎn)品,要經(jīng)過多少魯棒測試才到你手中?
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