浅析LED灯流明维持寿命的预估问题

摘 要：led作为一种发光的半导体电子元件，其用途也由一开始的显示板和指示灯等延伸为电视机采光、显示器照明等。在其技术发展的过程中，流明维持寿命的问题也成了重要技术性问题。文章就LED灯的流明和寿命作为总起，针对LED灯维持寿命的预估问题作出论述，以期能为LED灯的发展和应用提供一些浅见。

关键词：LED灯；流明维持寿命；分类；预估方法

引言

LED通常指的是一种由III-IV族化合物等相关半导体组成的，能将电能转化为光能的半导体电子元件，其最为核心的是PN结。在一定条件下，LED具有发光特性，由红色光、蓝色光、绿色光和橙色光等组成。所以，LED灯的应用是高新科技下的产物，其流明维持寿命的准确评估是LED灯未来发展和改革的重要课题。

1 LED灯的流明和寿命概述

通常来说，针对固态照明灯具来说，根据美国国家能源部门的CALIPER计划第十三轮产品检测可以发现，LED灯的照明技术始终处于变化过程中，尤其是对于13个SSL的固态照明灯具而言。美国能源部门的调查结果还表明了其色温、功率以及显色指数等因素在一定状况下能得到相应的提高，且最为重要的是能够达到平均61lm/W的平均光效。相较之前三个季度而言，平均光效大多增加了20%左右。而且，在实际工作过程中，大部分LED灯的光效往往能达到或者突破85lm/W。随着高效LED灯的出现和发展，大部分高效LED灯几乎能达到2700K的低色温和90以上的高显色指数。与此同时，在最近一次针对LED灯的替代产品调查过程，LED灯每千流明的价格也在不断下降。尽管LED灯每流明的价格有所下调，但是其寿命和光电性能一直都是一个重要问题。所以，基于流明价格不断降低以及凸显光色电性能保存LED灯优势的需要，其流明维持寿命的估算也就显得极为重要。

2 LED灯的寿命预估分析

2.1 LED灯的寿命预估分析

就现阶段LED灯的技术发展和未来走向来看，LED灯的温度升高大多是因为其剩余的电能进行转换而形成的热能。所以，针对LED灯的工作状态来看，其电能中大约有10%～40%实现光能转换。而这其中LED灯的性能对于温度的变化又相当敏感。所以，基于这一敏感特性，LED灯在不同壳温的环境下依据IES LM-80-08标准（以下简称为“标准”）提出了LED灯的流明维持测试。另一方面，在这种方法之下可以根据指数函数拟合测试方法进行数据测试，并在相应的温度设定之下推算LED灯的流明维持情况。

？准（t）=Bexp-（？琢t） （1）

在式（1）中，曲线拟合的参数为？琢和B，？准（t）指代的是时间t范围内的平均归一化光通量，t所表示的则是单位时间（小时）。这样，根据上述“标准”提出的流明维持测试就可以运用插值法进行推算，进而可以推算出LED灯在不同状况下的流明维持情况。另一方面，可以选择测试数据中最小和最大壳温之间的任意温度进行流明维持情况测算。但是，不同驱动电流下的流明维持不能针对LED灯进行推算。故而，文章针对LED灯的测试报告应当满足LED灯流明维持寿命推算的条件，即保障LED灯流明维持寿命的预估测算需要。这种推算条件也是LED光源驱动电流超过LED光源测试报告中涉及的驱动电流测试条件。

根据LED灯的流明维持寿命相关研究和文献来看，LED灯流明维持寿命受到的影响因素主要有LED光源和驱动器两个方面，且这两个因素是相互影响的。其中，LED灯具中这种影响表现的更为明显。所以，LED灯在一般灯具和小器具中集成了光晕和驱动器，LED灯具或者器具整体的流明维持性能就会受到热辐射和性能变化的相互影响。但是，就LED灯的实际要求来说，LED光源制定测试点的驱动电流和温度都不能高于依据“标准”做出测试报告中的驱动电流和最大壳温条件进行。其次，LED灯连续3000小时的流明维持也应当不低于96%，且依据“标准”构建的测试报告，6000小时的流明维持不应当小于92%。

总体而言，要完成LED灯的流明维持寿命预估则至少需要进行超过6000小时以上的流明维持测试。但是，针对LED灯具的驱动器来说，其最大温度不能超过制造商或者设计方的额定最大值，否则预估缺乏有效性。但是，通过实验分析进行LED灯流明维持寿命的预估也是可以进行的。

2.2 实验分析

针对LED灯的流明维持寿命预估实验，可以选取不同瓦数的灯泡分为两个组。基于实验分析要求，分为12W和7W的车铝球灯泡各12个分为两组，保证LED光源的型号一样。其中，测试壳温在LED灯源的“标准”测试报告中，温度为22摄氏度、55摄氏度、和85摄氏度，而驱动电流则保持300mA。针对两组分别进行老化测试和光度性能测试，驱动条件为60Hz（AC 220V）。样品中所有光源都运用串联方式进行连接，测试结果如表1所示。

表1中IF为LED灯样品工作过程中LED的电源电流，而TS表示的则是LED光源壳温测试点中的温度。根据测试结果来看，LED灯的总光通量是出于衰减过程的。而且，从LED光源的“标准”测试报告来看，也有一定的衰减趋势。这就说明了LED光源的流明维持寿命主要是受到LED光源和驱动器性能变化而影响的。

3 结束语

究其本质而言，LED灯流明维持寿命的预估问题分析是为了使其得到更为良好稳定的发展。文章通过理论和实验分析探明了LED灯的流明维持寿命是受到驱动器性能变化和LED光源而决定的。但是，文章中还尚未针对诸如标准化、性能和温度等相关问题进行详细研究，关于LED灯的流明维持寿命还需进一步深化研究，为产业发展和技术革新做出贡献。

参考文献

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