如何利用實驗數(shù)據(jù)有效推估LED壽命?
美國環(huán)保署(Environmental Protection Agency, EPA)與能源部(Department of Energy, DOE),自2010年起陸續(xù)對LED光源燈具/燈泡發(fā)布能源之星(Energy Star?)及Lighting Facts標(biāo)準(zhǔn),讓相關(guān)業(yè)者的LED照明產(chǎn)品規(guī)格有所依循,目前國際LED大廠針對LED產(chǎn)品的壽命評估與產(chǎn)品規(guī)格,也以此為依據(jù)。也就是說,LED廠商若想打入國際LED照明市場,勢必取得LED能源之星認(rèn)證這張門票。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/222279.htm在能源之星部份,2011年7月6日,EPA為了簡化資格審查程序,特別將住宅照明(RLF)及固態(tài)照明(SSL Luminaires)兩大型態(tài)的燈具規(guī)范整合成【ENERGY STAR?Luminaires Program Requirement V1.1】,并訂定2012年4月1日正式開始實施,此外燈泡的部分也整合成【ENERGY STAR?Program Requirements for Integral LED Lamps V1.4】,兩份規(guī)范中除了審核的數(shù)據(jù)項增加外,引起較多討論的應(yīng)該是【LM-82光電特性規(guī)范】與【TM-21壽命預(yù)估規(guī)范】的要求已納入其中。
LM-82目前在北美照明協(xié)會(IESNA)尚未正式出版,其內(nèi)容主要為LED Light Engines及Integrated LED Lamps的電性與光學(xué)特性在不同溫度下的特征驗證方式,其量測方式相似于LM-79-08計劃,但重點為溫度對電/光參數(shù)的特征影響性評估。
另一部分則為IESNA于2011年7月25日出版的TM-21-11 (Projecting Long Term Lumen Maintenance of LED Light Sources),此規(guī)范主要是針對LED光源表現(xiàn)與壽命進(jìn)行預(yù)測,并與日前所公告的LM-80-08 LED流明維持率實驗進(jìn)行連結(jié),應(yīng)用LM-80-08的實驗數(shù)據(jù)來推估LED組件及燈具/燈泡的長期壽命表現(xiàn)。
一、使用TM-21推估LED燈具壽命步驟
為使LED業(yè)者對TM-21有較清晰的概念,并了解如何善用TM-21推估LED產(chǎn)品,筆者將以四個程序說明LM-80-08與TM-21-11的應(yīng)用及推估方式:
步驟一 : LED組件供貨商對其LED Source(Package/Array/Module)進(jìn)行3個溫度(55℃/85℃/自選溫度)至少6,000小時的LM-80-08實驗?! ?樣品數(shù)要求 : (與可推估時間其有關(guān)連性)
★ 測試時間要求 : (與推估精準(zhǔn)度有連結(jié)性)
至少6,000小時,建議為10,000小時,每隔1,000小時需要取得測試之LED光衰數(shù)據(jù),間隔時間越短(如:500小時)可提升推估時的準(zhǔn)確度。
步驟二 : 依TM-21-11公式推估3個測試溫度(55℃/85℃/自選溫度)的長期壽命數(shù)據(jù)。
★ 取得各溫度實驗數(shù)據(jù)平均值,測試數(shù)據(jù)取出時間規(guī)則為:
★ 以Exponential Least Squares Curve-Fit(最小平方曲線擬合)取得斜率
m(Slope)與截距b(Intercept),計算m與b時若測試時間越長間隔越密集,其精準(zhǔn)度將提升,接著計算出B與α數(shù)值。
★ 依下列公式計算出各溫度實驗之LED在ENERGY STAR規(guī)定之流明維持率70%時的壽命時間數(shù)值。
L70 : 當(dāng)LED流明維持率為70%時的使用時間
★ 以步驟一中樣品數(shù)量進(jìn)行可推估倍數(shù)時間之標(biāo)準(zhǔn)判斷:
表示方式為 :
(6K) : LM-80測試時間,(6K)=6,000小時;(10K)=10,000小時
XX,XXX Hours : 樣品≧20ea,測試時間=6,000,可推估6倍為36,000小時
★ 使用Exponential公式計算出各時間之流明維持率,則可以計算出之?dāng)?shù)據(jù)繪出各測試溫度的推估壽命曲線圖:
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