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LED照明灯具的可靠性介绍
发布日期:2011-08-27 09:28

    近年来,由于LED的技术发展迅速,主要性能指标有很大提高,LED可以作为光源在照明 领域推广应用,目前已进入室外景观照明、功能性照明、商用照明等领域。业界同行对LED光源的可靠性和成本问题比较重视,均在努力解决之中。  
   
寿命:LED寿命是指在规定工作条件下,光输出功率或光通量衰减到初始值的70%的工作时间,同时色度变化保持在0.007内。LED平均寿命的意义是LED产品失效前的工作时间的平均值,用MTTF来表示,它是电子器件最常用的可靠性参数。
 为了确认LED灯具寿命是否达到3.5万小时,需要进行长期寿命试验,目前的做法基本上形成如下共识:因GaN基的LED器件开始的输出光功率不稳定,所以按美国ASSIST联盟规定,需要电老化1000小时后,测得的光功率或光通量为初始值。之后加额定电流3000小时,测量光通量(或光功率)衰减要小于4%,再加电流3000小时,光通量衰减要小于8%,再通电4000小时,共1万小时,测得光通量衰减要小于14%,即光通量达到初始值的86%以上。此时才可证明确保LED寿命达到3.5万小时。
    LED
器件可靠性:LED器件可靠性主要取决于二个部分:外延芯片及器件封装的性能质量,这二种失效机理完全不一样,现分别叙述。
   
外延芯片性能:影响外延芯片性能及质量的,主要是与外延层特别是P-n结部分的位错和缺陷的数目和分布情况,金属与半导体接触层质量,以及外延层及芯片表面和周边沾污引起离子数目及状况有关。芯片在加热加电条件下,会逐步引起位错、缺陷、表面和周边产生电漂移及离子热扩散,使芯片失效,正是上面所说的本质失效。要提高外延芯片可靠性指标,从根本上要降低外延生长过程中产生的位错和缺陷以及外延层表面和周边的沾污,提高金属与半导体接触质量,从而提高工作寿命的时间。 
  LED驱动电源模块:现阶段国内LED驱动电源有较多质量问题,据报道,LED灯具失效,约70%以上是由驱动电源引起,这个问题应引起行内业者的重视。首先来分析电源模块功能,一般由四部分组成:电源变换:高压变低压、交流变直流、稳压、稳流。驱动电路:分立器件或集成电路能输出较大功率组成的电路。控制电路:控制光通量、光色调、定时开关及智能控制等。保护电路:保护电路内容太多,如过压保护、过热保护、短路保护、输出开路保护、低压锁存、抑制电磁干扰、传导噪声、防静电、防雷击、防浪涌、防谐波振荡等。
   
作为LED驱动模块的功能,电源变换和驱动电路一定要有,控制电路要看实际需求而定,保护电路要根据实际产品可靠性的需要来确定,采取保护电路,需要增加费用,这与电源的成本是矛盾的。有报道称,如果电源成本每瓦平均2~3元,其性价比还是较高。提高驱动电源模块质量,才能确保LED灯具的可靠性。
   LED功率:哪些LED需要考虑散热问题,功率LED需要散热。功率LED是指工作电流在100mA以上的发光二极管。是我国行标参照美国ASSIST联盟定义的,按现有二种LED的正向电压典型值2.1V3.3V,即输入功率在210mw330mw以上的LED均为功率LED,都需要考虑器件热散问题,有些人可能有不同看法,但实践证明,要提高功率LED的可靠性(寿命),就要考虑功率LED的散热问题。

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