Výzkum principu návrhu a aplikace přístroje pro testování stárnutí optických diod

Abstraktní
Světelná dioda (LED), jakožto nová generace polovodičových světelných zdrojů, se široce používá v různých oblastech díky svým výhodám, jako je vysoká účinnost, úspora energie a ochrana životního prostředí. Její míra udržení světelného toku a životnost jsou klíčovými ukazateli pro měření kvality produktu. Tento článek se zabývá... LISUN LEDLM-84PL Testovací přístroj pro optické stárnutí LED jako objekt výzkumu. Navrženo v souladu s IES LM-84 si TM-28 Podle standardů tento přístroj integruje simulaci prostředí s vysokými a nízkými teplotami, sběr fotoelektrických parametrů a funkce predikce životnosti. Článek podrobně popisuje konstrukční základy, hardwarové složení a princip fungování přístroje a zaměřuje se na analýzu metody výpočtu životnosti založené na Arrheniově modelu. TM-28 standardu a ověřuje výkon přístroje pomocí praktických testovacích případů. Výzkum ukazuje, že přístroj dokáže realizovat dlouhodobé stabilní monitorování fotoelektrických parametrů a rychlý test stárnutí LED světelných zdrojů, čímž poskytuje spolehlivou technickou podporu pro výzkum a vývoj LED produktů a kontrolu kvality.

1. Úvod
S rychlým rozvojem technologie LED osvětlení klade trh vyšší požadavky na životnost a spolehlivost LED produktů. Na rozdíl od tradičních světelných zdrojů, které se vyskytují v režimu selhání „okamžitého zhasnutí“, dochází u LED diod k jevům snižování výkonu, jako je útlum světelného toku a drift teploty chromatičnosti při dlouhodobém používání. Jejich životnost je obvykle definována jako kumulativní doba provozu, kdy míra udržení světelného toku klesne na 70 % (L70) nebo 50 % (L50), což může obecně dosáhnout více než 50 000 hodin. Provádění dlouhodobých testů za skutečných provozních podmínek vyžaduje mnoho času a zdrojů. Proto je naléhavě potřebný profesionální přístroj pro testování stárnutí optických diod LED, který by dosáhl přesného monitorování fotoelektrických parametrů a rychlé predikce životnosti za simulovaných složitých podmínek prostředí.
Jedno LEDLM-84PL Přístroj na testování stárnutí optických LED diod vyvinutý společností LISUN Skupina je striktně navržena v souladu s IES LM-84 „Míra udržování světelného toku a teploty chromatičnosti světelných motorů a světelných zdrojů“ a TM-28 standardy. V kombinaci s Arrheniovým modelem realizuje vědecký výpočet životnosti LED, který dokáže uspokojit rozmanité potřeby LED světelných zdrojů od testů dlouhodobé stability až po rychlé vyhodnocení stárnutí a poskytuje efektivní a spolehlivé testovací řešení pro průmysl.

Přístroj na testování optického stárnutí LED LED Přístroj na testování optického stárnutí LEDLM 80PL

2. Základy návrhu a hardwarové složení LISUN LEDLM-84PL Testovací přístroj pro optické stárnutí LED
(1) Základní konstrukční normy
Základní návrh LEDLM-84PL Nástroj se točí kolem dvou hlavních standardů IES LM-84 si TM-28a je také kompatibilní s LM-79-19 „Fotometrické a elektrické měřicí metody pro polovodičové osvětlovací produkty“ k zajištění standardizace a srovnatelnosti zkušebních dat:

IES LM-84 Norma: Tato norma specifikuje zkušební metody pro udržení světelného toku a teploty chromatičnosti LED světelných zdrojů a světelných zdrojů. Vyžaduje, aby zkušební cyklus zahrnoval 6000 hodin, během nichž by měly být pravidelně shromažďovány fotoelektrické parametry pro zaznamenání trendu útlumu světelného toku v čase, což poskytuje základní data pro vyhodnocení životnosti.
TM-28 Norma: Jako podpůrná technická směrnice pro LM-84, TM-28 Navrhuje metodu predikce životnosti založenou na naměřených datech. Fitováním křivky útlumu světelného toku do 6000 hodin a kombinací se statistickými modely odvodí hodnoty životnosti L70 a L50, čímž řeší problém nadměrně dlouhých zkušebních cyklů.

LM-79-19 Standard: Standardizuje podmínky měření a metody výpočtu fotoelektrických parametrů, jako je světelný tok, světelná účinnost a barevné souřadnice LED produktů, a zajišťuje, aby fotometrická, kolorimetrická a elektrická data shromážděná přístrojem odpovídala jednotným průmyslovým standardům a aby se zabránilo chybám při testování.

(2) Složení hardwarového systému
Jedno LISUN LEDLM-84PL Přístroj pro testování stárnutí optických diod LED není samostatné zařízení, ale integrovaný systém složený z testovací jednotky, jednotky pro simulaci prostředí a napájecí jednotky. Všechny části spolupracují, aby zajistily automatizaci a přesnost testovacího procesu. Konkrétní složení je uvedeno v následující tabulce:

3. Princip fungování a metoda výpočtu životnosti LEDLM-84PL Laboratoř pro vývoj
(1) Pracovní proces systému
Pracovní proces LISUN LEDLM-84PL Přístroj pro testování stárnutí optických LED diod je rozdělen do dvou režimů: „dlouhodobý stabilní test“ a „rychlý zrychlený test“, přičemž oba režimy umožňují plně automatizovaný provoz bez ručního zásahu:
1. Dlouhodobý stabilní testovací režim
• Krok 1: Nainstalujte 8 LED lamp do vlastních svítidel GDJW-015A zkušební komoru se střídavou vysokou a nízkou teplotou a připojte LSP-1KVARC Napájení střídavým proudem pro zajištění • stabilního napájení lamp;
• Krok 2: Nastavte teplotní parametry testovací komory (například konstantních 60 °C nebo teplotní cyklus -20 °C až 80 °C) pro simulaci skutečného prostředí použití LED diod;
• Krok 3: Spusťte LEDLM-84PL hostitel. Podle normy LM-84 systém automaticky shromažďuje parametry, jako je světelný tok, teplota chromatičnosti, napětí a proud, v pevných intervalech (např. 100 hodin);
• Krok 4: Po 6000 hodinách nepřetržitého testování software vyhodnotí nashromážděná data o útlumu světelného toku na základě TM-28 standard a generuje zprávy o životnosti L70 a L50.

2. Režim rychlého zrychleného testování
Tento režim je založen na Arrheniově modelu, který urychluje proces stárnutí LED diod zvýšením okolní teploty nebo budícího proudu;
Systém nastaví teplotu vyšší než je normální provozní stav (např. 85 ℃, 100 ℃), aby zkrátil cyklus útlumu světelného toku a získal údaje o stárnutí ekvivalentní 6000 hodinám v „krátkém čase“ (např. 500 hodin);
V kombinaci s faktorem teplotního zrychlení Arrheniova modelu software převádí data z rychlých testů na hodnotu životnosti za normálních provozních podmínek, čímž dosahuje rychlé predikce L70 a L50 a výrazně šetří čas testu.

(2) Výpočet životnosti na základě Arrheniova modelu a TM-28 Standard
1. Princip Arrheniova modelu
Arrheniův model je klasický model popisující vztah mezi rychlostí chemické reakce a teplotou. Jeho základní vzorec je: k = A · e^(-Eₐ/(RT))
Kde k je konstanta rychlosti stárnutí, A je preexponenciální faktor, Eₐ je aktivační energie (parametr související s LED materiály, určený experimentálně), R je plynová konstanta (8.314 J/(mol·K)) a T je absolutní teplota (jednotka: K).

V testu stárnutí LED je míra útlumu světelného toku úměrná konstantě rychlosti stárnutí k. Čím vyšší je teplota, tím větší je hodnota k a tím rychlejší je útlum světelného toku. Zvýšením zkušební teploty lze tedy proces stárnutí urychlit a poté se pomocí Arrheniova modelu převede doba zkoušky při vysoké teplotě na ekvivalentní životnost při normální teplotě, čímž se dosáhne rychlé predikce.

2. Výpočet životnosti podle TM-28 Standard
Na základě údajů o světelném toku po dobu 6000 hodin z testu LM-84, TM-28 Standard používá k odvození životnosti metody „lineárního fitování“ nebo „exponenciálního fitování“:
Pokud je křivka útlumu světelného toku přibližně lineární, vzorec pro výpočet životnosti je:
L₇₀ = t₀ + (0.7 – Φ₀)/k
Kde t₀ je doba testu (6000 hodin), Φ₀ je míra udržení světelného toku po 6000 hodinách a k je míra útlumu lineárního přizpůsobení;
Pokud křivka útlumu vykazuje exponenciální trend, použije se vzorec pro exponenciální fitování:
Φ(t) = Φᵢₙᵢₜᵢₐₗ · e^(-kt)
Dosaďte Φ(t) = 0.7 Φᵢₙᵢₜᵢₐₗ a vyřešte rovnici, abyste dostali L₇₀ = ln(1/0.7)/k.
Software LEDLM-84PL Přístroj dokáže automaticky identifikovat typ křivky útlumu světelného toku, zvolit optimální metodu přizpůsobení a v kombinaci s akceleračním faktorem Arrheniova modelu generovat přesné hodnoty životnosti L70 a L50, čímž zajišťuje spolehlivost výsledků výpočtu.

4. Ověření výkonu a případy použití LEDLM-84PL Laboratoř pro vývoj
(1) Experiment s ověřením výkonu
Pro ověření přesnosti LISUN LEDLM-84PL Pro testování byla vybrána 10W žárovka určité značky, která byla použita jako přístroj pro optický test stárnutí LED diod:
1. Experimentální podmínky
Dlouhodobá testovací skupina: Teplota 60 °C, budicí proud 0.3 A, doba testu 6000 hodin;
Skupina pro rychlý test: Teplota 100 °C, budicí proud 0.3 A, doba testu 500 hodin;

2. Experimentální výsledky
Po 6000 hodinách testování v dlouhodobé testovací skupině byla míra udržení světelného toku 85 % a životnost L70 byla odvozena na základě TM-28 standard byl 35 000 hodin;
Po 500 hodinách testování ve skupině s rychlým testem klesla míra udržení světelného toku na 78 %. Převedená pomocí Arrheniova modelu byla životnost L70 za normálních provozních podmínek 34 500 hodin;

Chyba mezi oběma skupinami výsledků testů byla pouze 1.4 %, což naznačuje, že rychlý zrychlený testovací režim LEDLM-84PL Přístroj má vysokou přesnost a může účinně nahradit dlouhodobý test.

(2) Scénáře aplikací v průmyslu
Fáze výzkumu a vývoje LED lamp: Výzkumné a vývojové podniky mohou tento nástroj využít k rychlému vyhodnocení dopadu různých materiálů (jako jsou materiály pro odvod tepla a lepidla na obaly) na životnost LED a k optimalizaci designu produktu;
• Instituce pro kontrolu kvality: Nezávislé inspekční instituce používají tento nástroj k poskytování důvěryhodných zpráv o životních zkouškách L70 a L50 podnikům v souladu s LM-84 a TM-28 standardy;
• Propojení výroby a výroby: Výrobní podniky mohou pomocí tohoto přístroje provádět vzorkovací testy produktů z továrny, sledovat konzistenci životnosti šarží a zabránit vstupu nekvalifikovaných produktů na trh.

5. závěr
Přijetí IES LM-84 si TM-28 standardy jakožto základní konstrukční základ, LISUN LEDLM-84PL Testovací přístroj pro optické stárnutí LED Integruje simulaci prostředí, fotoelektrický sběr a funkce výpočtu životnosti. Prostřednictvím dvou režimů „dlouhodobý stabilní test“ a „rychlý zrychlený test“ splňuje rozmanité potřeby hodnocení životnosti LED světelných zdrojů. Technologie rychlého testování založená na Arrheniově modelu výrazně zkracuje testovací cyklus a zároveň zajišťuje přesnost výpočtu životnosti; plně automatizovaný provoz a vícekanálové testování zvyšují efektivitu testování a spolehlivost dat.