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LED寿命与工作条件的相关性及影响因素

【摘要】:LED寿命的准确定义仍不正规。LED的寿命与工作条件密切相关,主要因素包括:1)结温;2)外加电流。公布的寿命通常是温度为20~25℃时的值。一般认为结温每升高10℃,寿命就要除以系数2。因此若缺少热管理,对于安装在照明系统中的LED,其寿命将严重降低。图1-18 LED寿命与偏置电流和结温的相关性需要特别强调的是,在保持光通量方面所取得的重大进展,尤其是高亮度LED的光通量。

几年前,几家大型制造商宣称他们的产品寿命超过100000h[16]。然而,他们没有给出“寿命”的定义,是平均寿命、中值寿命,还是经济寿命?是单个pn结的寿命还是某一照明系统的寿命?

LED寿命的准确定义仍不正规。虽然它的定义仍不清晰,但是人们正在努力制定统一的标准,并进行了更严格的工业级实际测试。

被普遍接受的LED寿命定义为:在给定的LED样本中,样本中“B%”的LED发出的光通量比初始光通量小“L%”所需的时间。所以B50 L70的含义为50%的LED在时间“t”后发射出的光通量只有额定光通量的70%。与其他光源的寿命定义相比,LED的寿命还很粗糙,甚至连测试条件都未做规定。还要注意对于LED,初始光通量通常测量于运行24h之后,然而传统光源的额定功率是在监控运行100h后测量的[17]

相对于照明领域的标准,这一更符合实际的定义被普遍接受,它解释了为何最初公布的寿命有所缩减。

LED的寿命与工作条件密切相关,主要因素包括:

1)结温;

2)外加电流

结温对LED的可靠性有重要影响。公布的寿命通常是温度为20~25℃时的值。一般认为结温每升高10℃,寿命就要除以系数2。因此若缺少热管理,对于安装在照明系统中的LED,其寿命将严重降低。图1-18清楚地说明了这种相关性。

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图1-18 LED寿命与偏置电流和结温的相关性(B50 L70的含义为测试样本中50%的LED发射出的光通量只有初始光通量的70%)

需要特别强调的是,在保持光通量方面所取得的重大进展,尤其是高亮度LED的光通量。图1-19所示为主流LED技术(5mm和高亮度)光通量的减少与时间的函数关系。

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图1-19 5mm和高亮度LED与白炽灯光通量减少的比较

最后,LED的老化过程十分没有规律,颜色随着时间变化。因此,要使LED在照明市场中取得优势,需要在这方面做出某些改进。