LED灯具的可靠性分析
【摘要】通过对LED灯具的相关研究，总结分析了影响LED灯具寿命的主要因素，包括LED光源和驱动电源等，并对提高LED灯具寿命的几种有效途径进行了说明，对提高LED灯具可靠性有很大的意义。 车头时距1.引言
随着LED技术的飞速开展，LED灯具已经被人们广泛认可，开展潜力巨大，但是，目前还存在着标准和检测体系不完善的问题，导致市场上LED灯具的质量参差不齐，与理论上LED 灯具的高可靠性有很大的差距，很大程度的限制了LED灯具更好的开展。本文主要对影响LED灯具的主要因素进行分析，并对提高LED灯具寿命的途径进行了说明。磨内喷水
2.影响LED灯具寿命的主要因素分析
LED灯具是由LED光源、驱动电源、散热部件以及透镜组合而成。通过以3WLED球泡灯为样品，在市场上选用多种品牌LED灯，进行高温老化实验和过流老化实验，实验结果显示，目前市场上一局部灯具的
寿命是由LED光源的光衰和衰引起的，另一局部灯具的寿命是由驱动电源的寿命决定，还有一小局部是由其他原因引起，如透镜的损坏导致了LED灯具无法使用。
2.1 LED光源影响LED灯具寿命
对于LED光源本身，它的寿命非常长，但是，LED光源总要装在灯具中才能使用，LED单独作用和LED在灯具中工作是有差距的【1】，从工作环境，电参数，热参数等方面都是有差异的。经过分析，LED光源的失效主要有以下几种失效模式，这几种失效模式中有任何一种失效模式出现，都会造成不同程度的LED失效，也可能同时引发其他的失效模式出现，进而加剧LED的失效。
过热应力失效：是由于LED内部的温度大于其额定工作值或由于LED周期性的热量变化而引起的LED失效;
封装失效：是在LED生产或者封装的过程中，由于方法不正确或其他原因而引起的LED失效;
过电应力失效：是由于LED工作中的瞬时过高电流或承受高于额定电流值的参数而引起的LED失效;
芯片失效：是LED芯片本身的缺陷或其他因素造成芯片的失效。
对LED光源来说，根据它的热学性能分析，LED的电能中只有一小局部转化为光能，还有大局部的电
能要转化为热能，研究显示，电能光能转换的效率只有20%左右，还有大概80%的电能都转化成热能【2】。随着工作温度的上升，LED会产生光衰，从而导致失效。根据美国照明工程学会制定的LM-80标准显示，LED光源的寿命是以光通量参数随工作时间而衰减，通常情况，光通量衰减为初始值的70%时认为寿命终结。
2.2 驱动电源影响LED灯具寿命
对于LED灯具来说，除了LED光源的光衰问题是影响其寿命的重要参数之外，驱动电源质
量的好坏也直接影响着LED寿命。驱动电源在LED灯具中的作用如心脏一样也是一个非常重要的局部，LED灯具不像其他照明产品可以直接使用市电工作，而是需要驱动电压在2-3V 的范围之内才能驱动，因此对驱动电路的要求很高，对于不同使用条件下的LED灯，需要配套各自适用的电源适配器。驱动电源的寿命直接影响着LED整灯的寿命，尤其是驱动电源中的关键器件的寿命直接影响驱动寿命，如电解电容在高温下寿命会大大缩短，在电解电容的工作中，由于电解液的作用导致阳极金属氧化膜不断增厚，最终会使电容值C不断下降，同时，随着工作温度及工作时间增加，电解电容中的电解液会不同程度的挥发，导致驱动电源失效。在电子元器件中，通常有“十度法那么〞，即器件温度每升高10℃，那么器件的寿命将会缩短1/3到1/2，因此可以看出温度对电子元器件影响较为显著【3】。
对驱动电源的设计一般要满足以下几点要求：
工作稳定：驱动电源要与灯具的长寿命特性相适应，要求能长时间稳定工作。
转化效率高：电源的效率高了，可以降低它的功耗，减少灯具内部的发热量，从而降低灯具的温升。
实心盘
浪涌保护：LED抗浪涌的能力较差，特别是抗反向电压能力较差，一定要重视驱动电源的浪涌保护。
保护功能：在异常状态下，如LED开路、短路、驱动电路故障等，电路要对自身和LED起到良好的保护作用。
2.3 其他因素影响LED灯具寿命
除了LED光源的失效和驱动电源的失效，还有一些其他因素对LED灯具寿命都有影响。如：透镜在不同环境中容易受损或变形，导致LED灯具无法正常使用；封装的不合理导致LED整灯结构损坏，无法使用；防护措施不到位，使得潮湿、灰尘等因素对LED灯具的使用有很大影响。
3.提高LED灯具寿命的途径
差分编码器>二维力传感器3.1 提高LED光源的寿命
对封装材料的质量严格把关，如导电胶、硅胶、荧光粉、环氧、固晶材料、基座等。
封装结构合理设计，比方不合理的封装会产生应力、引起断裂等。
提高工艺技术，比方固化温度、压焊、封胶、装片和时间等都要严格按照要求进行。
3.2 提高驱动电源的寿命
投料机选择高品质、长寿命的电容是提高驱动电源寿命的有效途径。
降低流过电容的纹波电流和工作电压。
提高电源驱动的效率，降低元件的热阻。
做好防水处理等防护措施，同时要注重导热胶的选择。
3.3 解决好散热问题
温度对LED照明产品的寿命影响很大，散热设计的好坏是LED灯具寿命的一个关键因素。用同等质量的芯片放入不同设计的灯具中，寿命相差很大，甚至能到达几十倍，所以，一种灯具的设计成功与否，除光路系统以外，其散热系统起着决定性作用。
对LED灯具的设计要求热阻比拟低【4】。LED散热一般包括系统级散热以及封装级散热，要降低灯具
热阻就必须同时考虑这两种散热，封装级散热是在LED光源生产的过程中通过对封装材料、封装结构以及工艺水平的设计从而到达散热的目的。在封装散热设计方面，目前
主要存在的有硅基倒装芯片结构，金属电路板结构散热，有固晶材料，环氧树脂等材料散热。系统级级散热主要是通过对相关技术的研究，从而对散热器进行创新和改良，随着大功率LED的普及，功率也越来越大，目前，系统级散热主要有热电制冷散热、热管散热和风冷强制散热等方法结构。
解决好散热问题是提高LED灯具寿命的有效途径，需要进一步的研究和创新。
4.小结
面对市场上LED灯具质量的问题，结合相关实验，对影响LED灯具寿命的主要因素进行了分析，主要存在LED光源引起的失效，LED驱动电源引起的失效，还有一些其他因素引起的失效。最后对有效提高LED灯具寿命的几种途径进行了说明，对LED灯具寿命的提高以及质量的保证有很大的意义。
参考文献
【1】陈超中，施晓红，等.LED灯具特性及其标准解析[J].中国标准化，2021.9.
【2】毛兴武，毛涵月，王佳宁，等.LED照明驱动电源与灯具设计[M].北京：人民邮电出版社，2021.5.
【3】毛昭祺，Marshall Miles，罗长春，等.提高LED驱动电源寿命和可靠性的方法[J].照明工程学报，2021.21：38-40.
【4】周龙早.半导体照明封装的热量管理及失效分析研究[D].武汉：华中科技大学，2021. 基金工程：咸阳职业技术学院基金工程。
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