LED产品寿命难达预期?研究 证实频繁开关加速缩短寿命

2017-07-01 20:55:00
畅想照明
原创
180

美国 伦斯勒照明研究中心(LRC)对LED系统 可靠性做过专门的研究,研究显示,市场上销售的一些LED产品 在某些应用上与产品规格的内容存在出入。


在这项研究中,该中 心测试了从市场上购买的三种类型的LED系统,包括LED A灯、LED MR16灯和LED筒灯,共测试了277种LED产品。那么,Type A LED 灯、LED MR16灯和LED筒灯 的测试结果如何呢?


     Type A LED 灯


在测试中,Type A LED 灯都 存在致命性的问题(产品不能发光)和参数故障。 与大 家普遍的想法相反,开/关切换可以缩短LED系统的寿命开/关切 换会加速致命性故障,原因 是功率循环引起的温度变化以及相邻部件之间的热膨胀系数不匹配给系统造成热应力。这导致界面材料失效,例如连接LED与电 子板的焊接部分和/或驱动器内的部件。有关结果请参见下图。


黑线 代表在增量时间平均温度下的故障周期

红线 代表在最大工作温度下的L70故障时间


同时,最大 工作温度会影响流明率和参数失效时间,是因为LED封装 中保持荧光体颗粒的粘合材料的光学透射率降低。这种 故障在越高温度下就越快。此外,较高 的工作温度会降级驱动器中的元件,影响流经LED的驱动器输出电流,导致流明衰减,从而导致参数故障。


对失 效样品的分析表明,大多数故障是由于LED和电 子板之间的焊料故障,小部 分是由于驱动器故障。对于测试的Type A灯,致命 性故障时间比参数故障时间短。


伦斯 勒理工学院照明研究中心收集的数据表明,Type A LED用于 台灯时如果每天使用三个小时,则预 计可以持续近九年;用于非IC(绝缘接触)嵌入式筒灯时,如果 每天使用二个小时,则只能用两年。所有这些预测都比LED产品的额定寿命(产品 上说每天使用三个小时,可以使用22年以上)短得多。


     LED MR16灯和LED筒灯


对LED MR16灯进行测试,由于驱动器故障,几乎所有的灯都失效。与Type A LED灯相类似,致命性故障(产品不能发光)的时 间比参数故障时间短。然而,测试LED筒灯时,在测 试期间仅观察到参数故障。


值得指出的是,一些LED系统 采用反馈控制电路来检测LED的温度,让设备驱动不足,使其 不会超过导致系统故障的某些温度。这样 的系统在较高的温度下发出更低的光输出,这是 为了减少系统故障。 在这种情况下,参数故障(即减少光输出)可能 是存在的唯一故障模式。


可能 会有其他系统采用反馈控制来改变LED电流 以保持恒定的光输出。在这种情况下,参数 故障的因素可能需要考虑增加功率而非流明折旧。可以肯定地说,市场上大多数LED照明 系统没有采用反馈控制,因为 这些功能往往会提高产品价格。


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