led灯具寿命模型的建立与可靠性分析

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1、分类号TN406密级公开UDC620学校代码10500硕士学位论文（全日制学术学位）题目：LED灯具寿命模型的建立与可靠性分析英文题目：LifetimeModelingandReliabilityAnalysisofLEDLuminaires学位申请人姓名：李婳婧申请学位学科专业：测试计量技术及仪器指导教师姓名：聂磊二○一六年五月分类号TN406密级公开UDC620学校代码10500硕士学位论文题目LED灯具寿命模型的建立与可靠性分析英文题目LifetimeModelingandReliabilityAnalysisofLEDL

2、uminaires研究生姓名（签名）指导教师姓名（签名）职称副教授申请学位学科名称测试计量技术及仪器学科代码080402论文答辩日期20160524学位授予日期20160630学院负责人（签名）评阅人姓名石端伟评阅人姓名李刚炎二○一六年六月一日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果

3、由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要LED灯具作为第四代照明器件，凭借其体积小、耗电量低(低电压、低电流启动)、寿命长（寿命是普通荧光灯的10倍）、发光效率高等特点，应用领

4、域正日益扩大。但是由于其发展历史较短，产品的设计缺乏经验积累，缺少有效的可靠性检验手段，使得灯具的实际使用寿命与理论寿命之间存在较大出入。对LED整灯和主要子系统进行失效机理和故障模式分析，是提高LED灯具使用寿命和可靠性水平有效的途径。本文以某公司提供的同一型号LED灯具作为研究对象，探索高应力水平下的失效机理，通过可靠性加速寿命试验和有限元仿真分析，对在高应力水平下LED灯具样品可靠性指标进行分析，从而在短时间内得到高准确度的LED灯具的寿命模型，为生产厂家的验证和筛选试验提供理论依据，这对于提高LED灯具的可靠性水平有着重

5、大的科学意义和经济效益。基于以上原因，本文主要进行了以下几个方面的研究：1.从LED灯具发光原理入手，结合试验样品内部结构和性能特性，依据可靠性分析方法，分析样品在高应力条件下的失效模式和失效机理,将LED灯具划分为3个子系统，以便于确定系统的薄弱环节，帮助评估系统的整体可靠性水平。2.基于失效模式分析对LED灯具进行探索试验，确定加速试验应力水平，设计合理可靠的实验方案和检测系统，分别对LED封装子系统和LED灯具进行恒温老化试验和加速寿命试验，结合试验数据，分析试验结果，发现了影响LED封装和LED灯具的主要环境因素。3.针

6、对LED封装和驱动电路板子系统进行有限元热分析和模态分析，以仿真结果作为基础，发现了LED灯具的失效形成原因和失效部位，揭示了芯片和电解电容分别为LED封装和PCBA的薄弱环节。4.基于大量的试验数据，根据Arrhenius模型结合统计学中的最小二乘法和显著新分析法对LED灯具进行寿命预测，并建立寿命模型。利用FMECA可靠性分析方法，分析得出LED灯具的主要失效形式有芯片材料缺陷引起光衰和硅胶性能退化等，针对LED灯具薄弱环节提出改进措施，从而为LED灯具的质量和可靠性水平提高奠定夯实基础。关键词：LED灯具，失效模式，可靠性

7、，加速寿命试验，寿命模型IAbstractSemiconductorlight-emittingdiode(LED)luminaires,asafourth-generationlightingdevice,ischaracterizedbysmallvolume,longlifetimeandhighefficiency.Owingtothoseproperties,itsapplicationfieldsextendgreatly.However,thereisahugegapbetweentheworkingtimeofL

8、EDluminairesanditstheoreticallife，duetoshortdevelopmenthistory,lessexperienceofproductdesignandeffectivereliabilitydetectionmethod.