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  • LED灯具寿命评估

    2018-09-05 17:45:30 佛山市彼岸五金制品有限公司 阅读

    对于LED照明灯具来说,长寿是最重要的问题之一。早期,LED技术应用于手电筒和台灯,以前的寿命不长。目前,LED已经广泛地应用于我们的门户和室内LED系统,尤其是大功率、高散热、长工作时间的LED路灯和泛光灯,因此为了提高LED照明的工作性能,需要考虑以下几点。


      die cast aluminium lighting


      1。光故障


      光故障意味着,随着使用和时间的推移,灯具的亮度越来越暗。减少LED芯片的光故障主要被认为是改善LED的寿命。白色温度是通过用蓝色LED照射黄色荧光体而获得的。引起光衰退的主要原因有两个,一是蓝色温度本身的光衰退,蓝色褪色比黄色和绿色温度快得多。另一种是磷光体衰变,它在高温下非常严重。来自不同厂家的LED的光故障是不同的,大多数LED厂商通常提供测试光故障率的曲线图。例如,下面的一个是由CREE提供的。


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      由上图可以看出,光失效是由半导体PN结产生的结温引起的,结温越高,光衰减越快,即寿命越短。我们可以注意到,当温度上升到105°C时,它的亮度下降到70%,寿命只有10000小时,当温度上升到95°C时,它得到20000小时,当温度上升到75°C时,它得到50000小时,当温度上升到65°C时,它得到90000小时。我们也可以看看下面的LUMILUD和LUXEOK2所示的图表:

    Die Cast Aluminium Lighting From MANSOLO

      上图显示结温从115°C增加到135°C,寿命从50000小时减少到2000小时。


      2。如何延长LED灯具的使用寿命


      通过以上描述,我们可以得出延长其寿命的关键是降低其结温,因此我们需要选择导热性能优良的材料作为LED灯壳或散热器,或者快速冷却LED芯片释放的热量。事实上,我们可以根据接点温度的高低来应用合适的散热材料,如果我们能测量任何一个散热器都能达到接点温度,那不仅能够比较各种散热器的冷却效果,而且可以知道LED灯具的寿命。除了材料,正确的LED房屋制造商也很重要,导致质量的LED灯具。


      三。如何测量结温


      结点温度只是温度的指标和水平,然而,我们不能总是使用温度计来测量LED灯具内部的温度。当然,有时我们可以用热电偶来测量它的温度,然后根据给定的热阻Rjc(结到壳),它可以计算它的结温度。但安装散热器后,问题又变得复杂起来。由于LED通常被焊接到铝基板上,并且铝基板被安装在散热器上,所以如果仅能测量散热器壳体的温度,那么了解大量的热阻来计算结温度是很重要的。包括Rjc(接合到外壳)、Rcm(外壳到铝板,其实这也应该包括薄膜印刷版的热阻)、Rms(铝板到散热器)、Rsa(散热器到空气),只要有不准确的数据就会影响测试的准确性。图3给出了从LED到散热器的热阻的示意图。其中包含了大量的热阻,使其精度更为有限。也就是说,更糟的是从测量的表面散热器温度来推测结温。

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      有一种间接测量温度的方法,即电压测量。那么,哪一个电压与结温有关?让我们从LED的伏安特性开始。


      4。LED伏安特性的温度系数


      我们知道LED是半导体二极管,就像其他类型的二极管一样,它们都具有伏安特性,具有温度系数,当温度升高时,伏安特性向左移动。


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      假设LED的功率由IO恒流提供,电压为V1,当结温上升到T2时,其伏安特性向左移动,IO恒流不变,电压上升到V2。两个电压差被温度去除,可以得到温度系数,在MV/OC中表示。对于普通硅二极管,该温度系数约为-2MV/OC。然而,大多数LED不是由硅材料制成的,所以其温度系数需要单独测量。幸运的是,大多数LED制造商数据表给出了它的温度系数。例如,CREEXLAMP7090XRE大功率LED,温度系数为-4MV/OC。比普通硅二极管大2倍。至于美国普瑞阵列LED(BXRA)给出了更详细的数据。


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      然而,上述数据显示的范围太广,无法使用它们的价值。在任何情况下,只要你知道LED的温度系数,就可以很容易地通过测量LED的正向电压计算出LED结的温度。


      5。如何准确地知道LED结温


      现在以克里的XLAMP7090XR—E为例。说明如何计算特定的LED结温。LED已安装在LED灯壳中,恒流驱动器用作电源。同时连接到LED导致两个引线。在开关电源之前将电压表连接到输出(LED的正负),然后接通电源,在LED未被加热之前立即读取电压表读数,该读数等于V1的值,然后等待至少1小时,直到它。已经达到热平衡,然后再次测试,在LED两端的电压,相当于V2。减去这两个值以达到它们的差异。然后取出4MV,即可绘制结温。事实上,大多数LED是串联和并联连接的,这并不重要。此时的电压差由串联的多个LED贡献。将电压差除以串联LED数量,去除4MV,即可得到结温。例如,LED为10串,第一测量电压为33V,第二热平衡测量电压为30V后,电压差为3V。这个数字首先除以串联(10)的LED的数目,得到0.3V,然后除以4mV,可以得到75度。假设开机前的环境温度为20度,那么此时的结温应为95度。用这种方法得到的结温必须比用热电偶测量散热器的温度然后计算结温更精确。


      6。如何预测LED照明灯具的使用寿命


      从接点温度推测夹具的寿命似乎很简单,只要检查一下图1中的曲线,就可以知道当接点温度达到95度时可以得到LED20000小时的寿命。然而,该方法对于室内LED灯具具有一定的可靠性,并且应用于室外LED灯,尤其是大功率LED路灯,存在许多不确定性。最大的问题是LED路灯冷却效率随时间的散热。这是由于灰尘、鸟粪的堆积,使其冷却效率降低。也因为有很强的室外紫外线,LED也会降低预期寿命。UV主要是对环氧树脂的封装起到很大的时效作用,如果使用有机硅,则可以得到改善。紫外光对磷光体的老化有一些不良影响,但不是很严重。然而,这种方法被用来比较两个散热器的冷却效果更有效。显然,伏特安培左边的散热器越小,散热效果越好。此外,对室内LED照明寿命的预测仍有一定程度的准确性。


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