如何利用实验数据有效推估LED寿命

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1、如何利用实验数据有效推估LED寿命?美国环保署（EnvironmentalProtectionAgency,EPA）与能源部（DepartmentofEnergy,DOE），自2010年起陆续对LED光源灯具/灯泡发布能源之星（EnergyStar®）及LightingFacts标准，让相关业者的LED照明产品规格有所依循，目前国际LED大厂针对LED产品的寿命评估与产品规格，也以此为依归。也就是说，LED厂商若想打入国际LED照明市场，势必取得LED能源之星认证这张门票。在能源之星部份，（2011年）7月6日，EPA为

2、了简化资格审查程式，特别将住宅照明(RLF)及固态照明（SSLLuminaires）两大型态的灯具规范整合成【ENERGYSTAR®LuminairesProgramRequirementV1.1】，并订定（2012年）4月1日正式开始实施，此外灯泡的部分也整合成【ENERGYSTAR®ProgramRequirementsforIntegralLEDLampsV1.4】，两份规范中除了审核的资料项目增加外，引起较多讨论的应该是【LM-82光电特性规范】与【TM-21寿命预估规范】的要求已纳入其中。LM-82目前在北美照

3、明协会(IESNA)尚未正式出版，其内容主要为LEDLightEngines及IntegratedLEDLamps的电性与光学特性在不同温度下的特征验证方式，其量测方式相似于LM-79-08计划，但重点为温度对电/光参数的特征影响性评估。另一部分则为IESNA于2011年7月25日出版的TM-21-11(ProjectingLongTermLumenMaintenanceofLEDLightSources)，此规范主要是针对LED光源表现与寿命进行预测，并与日前所公告的LM-80-08LED流明维持率实验进行连结，应用L

4、M-80-08的实验资料来推估LED元件及灯具/灯泡的长期寿命表现。一、使用TM-21推估LED灯具寿命步骤为使LED业者对TM-21有较清晰的概念，并了解如何善用TM-21推估LED产品，笔者将以四个程序说明LM-80-08与TM-21-11的应用及推估方式：步骤一:LED元件供应商对其LEDSource(Package/Array/Module)进行3个温度(55℃/85℃/自选温度)至少6,000小时的LM-80-08实验。样品数要求:(与可推估时间其有关连性)测试时间要求:(与推估精准度有连结性)至少6,000小

5、时，建议为10,000小时，每隔1,000小时需要取得测试之LED光衰资料，间隔时间越短(如:500小时)可提升推估时的准确度。步骤二:依TM-21-11公式推估3个测试温度(55℃/85℃/自选温度)的长期寿命资料。取得各温度实验资料平均值，测试资料取出时间规则为:² 以ExponentialLeastSquaresCurve-Fit(最小平方曲线拟合)取得斜率m(Slope)与截距b(Intercept)，计算m与b时若测试时间越长间隔越密集，其精准度将提升，接着计算出B与α数值。y=mx+b, B=exp(b), 

6、 a=-m依下列公式计算出各温度实验之LED在ENERGYSTAR规定之流明维持率70%时的寿命时间数值。L70:当LED流明维持率为70%时的使用时间以步骤一中样品数量进行可推估倍数时间之标准判断:表示方式为:L70(6K)=XX,XXXhours(6K):LM-80测试时间，(6K)=6,000小时；(10K)=10,000小时XX,XXXHours:样品≧20ea，测试时间=6,000，可推估6倍为36,000小时使用Exponential公式计算出各时间之流明维持率，则可以计算出之资料绘出各测试温度的推估寿命曲线

7、图: 步骤三:取得该LED元件置于LED灯具的实地量测温度(InSituTemperature)。请参照ISTMT(InSituTemperatureMeasurementTest)测试程式取得LED元件置于LED灯具中的温度，该测试温度位置须与LM-80-08的Ts设定位置相同，取出之温度资料称为TMPLED(LEDTemperatureMeasurementPoint)。步骤四:以测量之TMPLED与TM-21计算之结果进行内插计算，取得TMPLED的推估寿命数值。从三个测试温度点中选出包复TMPLED最近的两个温度

8、点作为计算基准点。计算ArrheniusModel温度加速参数A并得出DecayRate:α与定值参数B0。以上述之公式计算出TMPLED的L70数值，相同程式表示TMPLED之结果。L70(6K)>XX,XXXhours 套入相关时间数值并绘制出TMPLED与三个Ts的寿命推估图。二、ENERGYSTAR/Ligh