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《中国计量学院》 2012年
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照明LED模块使用寿命快速检测方法的研究

董懿  
【摘要】:随着半导体技术的发展,发光二极管(LED)的应用延伸到人们日常生活的各个方面,成为第四代照明光源。但在实际应用中,LED灯具(尤其是大功率产品)发热量高,可靠性评估成为重点的研究方向;尤其白光LED在高温作用下光通量衰减比较严重,这直接影响到产品的使用寿命。 现阶段,对于使用寿命可达5×104h的LED产品,常规寿命试验要消耗大量时间、能源和人力等资源,很难用常规的寿命试验方法对其进行完整的评估。而且关于照明LED模块寿命试验的国家标准还没有明确,其检测方法也各不相同。一般测试方法主要参考以下两条:一是传统半导体电子器件的寿命试验和可靠性评估方法;二是国际上传统的LED寿命试验方法。针对现有LED模块寿命检测方法的现状,本文提出一种可以缩短试验时间的加速寿命试验和处理数据的方法。该方法利用温度作为加速应力,采用威布尔分布函数描述其寿命分布,最小二乘法结合阿伦尼斯加速模型对试验数据进行统计和分析。试验和分析结果表明,该方法能极大缩短寿命检测的时间,实现了在短时间内对正常应力下LED使用寿命的科学评估。本课题针对光通量的衰减作为失效判据,主要研究工作有以下几个方面: (1)结合加速寿命试验的原则和LED模块的自身性能特性,制定了适合照明LED模块的加速寿命试验方案:在不破坏失效机制的前提下,加速寿命试验选用温度作为加速应力对LED模块进行恒温试验,极大地缩短了试验时间,实现了对照明LED模块使用寿命的快速检测; (2)试验得到高温度加速应力下的光通量数据,利用退化系数外推解析法得到对应的加速寿命;利用最小二乘法和一元线性回归方法处理实验数据,推算出各应力下的寿命分别为40301小时(60℃)、39466小时(80℃)、40267小时(100℃),实现了对LED模块在正常使用条件下的使用寿命的快速评估; (3)本课题把加速寿命试验的理论应用到照明LED模块的使用寿命检测中,克服了常用的检测方法试验时间长的缺点,使试验更快速科学;对推算加速寿命的不确定度进行分析评价,提出激活能及其测量不确定度是照明LED模块使用寿命推算误差的主要影响源。
【学位授予单位】:中国计量学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN312.8

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【参考文献】
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