CN102998632A

CN102998632A - 一种led灯的寿命估算方法

Info

Publication number: CN102998632A
Application number: CN2012105382978A
Authority: CN
Inventors: 杨志刚
Original assignee: QINGHAI TIANPU SOLAR ENERGY CO Ltd
Current assignee: QINGHAI TIANPU SOLAR ENERGY CO Ltd
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明公开了一种LED灯的寿命估算方法。LED寿命目前市面上标注的都是理论的,但LED的寿命除了受到自身品质的因素影响外,还有环境、电子电路辅件的稳定性等多方面的条件制约，本发明提出了一种基于ＬＥＤ结温加速寿命法整合电解电容寿命估算法，配合数学概率论来评估整个ＬＥＤ照明灯具的科学合理的LED灯寿命估算方法，可以为设计、生产长寿命、高性能LED灯具时提供科学数据理论参考。

Description

一种LED灯的寿命估算方法

技术领域

本发明涉及半导体测算技术领域，特别是一种LED灯的寿命估算方法。

背景技术

LED 属于半导体行业，加上半导体产品本身特点的对寿命的定义、受各种不同因素的制约以及不断进步的快速认识，一个全新的领域还没有标准的统一的认识，让不仅是普通客户还是传统照明行业的专业人员都有点云里雾里的感觉。

LED 的寿命不再像以前传统光源那样简单的理解，全新的领域还在不断的探索，概念繁多又缺乏实际感受。本发明的目的就是旨在用科学的方法来近似估算 LED 的寿命，不仅帮助使用 LED 的下游照明企业懂得如何选择可靠的 LED，制作可靠的系统，也帮助终端消费者在挑选 LED 产品时不再不知所措。

LED光源结温加速情况下的寿命估算法使用Arrhenius 模型理论：结温（温度）常用作寿命试验中的加速应力。反应速率与温度的关系常用 Arrhenius 模型描述，即

dM / dt = A exp(－Q/KT) -----------------------------式1

式中，M 为敏感参数，这里指 LED 的光输出量，t 为试验时间，dM/dt 为光输出的衰减速率，A为常数，Q为激活能（eV），K是波尔兹曼常数，为0.8617×10^-4eV/K，T 为老化温度（K）。设 M₀为光输出量的初始值，则式1 变为：

= A’ exp (－Q/KT) dt -----------------------------式2

其中A’= A/M ₀设试验温度不随时间变化，则对等式两边积分，得到：

= A’ exp (－Q/KT) t -----------------------------式3

由式3可知，LED 的相对光输出衰减量与老化时间成线性关系，设

B=A’ exp (－Q/KT) 定义 B 为衰减系数，单位为 h^-1，通过线性拟合，可以得到某老化温度下的衰减系数。当分别采用 T₁、T₂温度进行老化时，可拟合得到 B₁、B₂，于是

=exp [ ] -----------------------------式4

由式4可以求得 LED 器件的激活能 Q，进而求得A’， 再通过式3

求出常温工作环境下 LED 器件的寿命。

电解电容寿命计算方法：Lx＝L0(或者LR)*KT*KR1(或者KR2)*Kv ,式中Lx:电解电容的估算寿命；L0/LR:电解电容规格说明书理论寿命； KT:环境温度影响系数，KR1/KR2: 纹波电流影响系数。

KT=2

T0:电容最高工作温度

Tx:电容实际工作温度

KR1/KR2:纹波电流影响系数.

KR1与L0对应, KR1=2

T:纹波电流所引起的电容内部温升；

KR2与LR对应, KR2=2

Tm:施加最大电容允许文波电流所引起的电容内部温升；

T:实际纹波电流所引起的电容内部温升。

LED寿命目前市面上标注的都是理论的, 但LED的寿命除了受到自身品质的因素影响外,还有环境、电子电路辅件的稳定性等多方面的条件制约，且算法不仅复杂，计算结果也不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于ＬＥＤ结温加速寿命法整合电解电容寿命估算法，配合数学概率论来评估整个ＬＥＤ照明灯具的科学合理的LED灯寿命估算方法，可以为设计、生产长寿命、高性能LED灯具时提供科学数据理论参考。

本发明一种LED灯的寿命估算方法通过下述技术方案予以实现：一种LED灯的寿命估算方法，其特征在于所述的方法是分别计算在LED光源结温加速情况下的寿命及LED电路中电解电容的寿命，再根据概率理论得出LED灯整体寿命估算算法，所述的LED光源结温加速情况下的寿命估算法使用Arrhenius 模型计算常温工作环境下 LED 光源的寿命S ₁，再计算出LED的失效率P1 , P1=1－S ₁ /S ₂,式中S ₂为LED的说明书理论寿命；LED电路中电解电容的寿命估算算法使用的算法为Lx＝L0(或者LR)*KT*KR1(或者KR2)*Kv ,式中Lx:电解电容的估算寿命；L0/LR:电解电容规格说明书理论寿命； KT:环境温度影响系数，KR1/KR2: 纹波电流影响系数；再计算出电解电容的失效率P2，P2=1－L _x/ L _0；LED灯整体寿命估算算法为根据整体事件及个体事件概率理论，设LED光源在x小时处的失效率为P1，电解电容在x小时处的失效率为P2，则有总失效率在x小时处满足如下关系: f(x)=1－(1－P1)×(1－P2) ，当f(x)≥50%时，此时的变量x，即是算得LED灯整体寿命。

本发明一种LED灯的寿命估算方法与现有技术相比较有如下有益效果：本发明一种基于ＬＥＤ结温加速寿命法整合电解电容寿命估算法，配合数学概率论来评估整个ＬＥＤ照明灯具的科学合理的LED灯寿命估算方法，算法准确科学，为LED照明灯的设计、生产长寿命、高性能LED灯具时提供科学数据理论参考。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明一种LED灯的寿命估算方法技术方案作进一步描述。

实施例1。

1、一种LED灯的寿命估算方法，特征是分别估算在LED光源结温加速情况下的寿命及LED电路中电解电容的寿命，再根据概率理论得出LED灯整体寿命估算算法。

2、LED光源结温加速情况下的寿命估算法使用Arrhenius 模型计算常温工作环境下 LED 光源的寿命S1。再估算出LED的失效率P1 , P1=1－S1/S2,式中S2为LED的说明书理论寿命。

3、LED电路中电解电容的寿命估算算法使用的算法为Lx＝L0(或者LR)*KT*KR1(或者KR2)*Kv ,式中Lx:电解电容的估算寿命；L0/LR:电解电容规格说明书理论寿命； KT:环境温度影响系数，KR1/KR2: 纹波电流影响系数。再估算出电解电容的失效率P2，P2=1－Lx/ L0

4、LED灯整体寿命估算算法为根据整体事件及个体事件概率理论，设LED光源在x小时处的失效率为P1，电解电容在x小时处的失效率为P2，则有总失效率在x小时处满足如下关系: f(x)=1－(1－P1)×(1－P2) ，当f(x)≥50%时，此时的变量x，即是估算的LED灯整体寿命。

Claims

1.一种LED灯的寿命估算方法，其特征在于所述的方法是分别计算在LED光源结温加速情况下的寿命及LED电路中电解电容的寿命，再根据概率理论得出LED灯整体寿命估算算法，所述的LED光源结温加速情况下的寿命估算法使用Arrhenius 模型计算常温工作环境下 LED 光源的寿命S ₁，再计算出LED的失效率P1 , P1=1－S ₁ /S ₂,式中S ₂为LED的说明书理论寿命；LED电路中电解电容的寿命估算算法使用的算法为Lx＝L0(或者LR)*KT*KR1(或者KR2)*Kv ,式中Lx:电解电容的估算寿命；L0/LR:电解电容规格说明书理论寿命； KT:环境温度影响系数，KR1/KR2: 纹波电流影响系数；再计算出电解电容的失效率P2，P2=1－L _x/ L _0；LED灯整体寿命估算算法为根据整体事件及个体事件概率理论，设LED光源在x小时处的失效率为P1，电解电容在x小时处的失效率为P2，则有总失效率在x小时处满足如下关系: f(x)=1－(1－P1)×(1－P2) ，当f(x)≥50%时，此时的变量x，即是算得LED灯整体寿命。