[發(fā)明專利]一種LED燈具溫度步降老化試驗(yàn)方法以及裝置

在審

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• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107271928A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 荊雷;客洪亮;王堯;王瀟洵;高群;孫強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G01R31/44
• 分類號: G01R31/44
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44316
• 代理人: 趙勍毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED照明領(lǐng)域，具體涉及一種LED燈具溫度步降老化試驗(yàn)方法以及裝置。

背景技術(shù)

LED作為第四代新型能源，以其長壽命，高效節(jié)能等諸多優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于各大照明領(lǐng)域。雖人們對其節(jié)能、環(huán)保的觀點(diǎn)已普遍接受并認(rèn)可，但對其長壽命及其可靠性一直沒有廣泛認(rèn)同。目前整燈的測試方法大部分是參考IESLM-79，測試時(shí)間建議至少6000小時(shí)，因此如何快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)LED照明產(chǎn)品壽命預(yù)測以及可靠性分析一直是各界研究的熱點(diǎn)。

一種快速地實(shí)現(xiàn)LED燈具可靠性壽命預(yù)測的途徑是：對其進(jìn)行加速老化試驗(yàn)，如恒定應(yīng)力加速老化和步進(jìn)應(yīng)力加速老化。恒定應(yīng)力加速老化試驗(yàn)，需在至少兩個(gè)加速應(yīng)力下，對不同樣本，但類型和批次相同的產(chǎn)品分別進(jìn)行老化，以獲取激活能。步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)可很好的避免這一點(diǎn)，保證測量的一致性，該方法是對同一組產(chǎn)品逐步進(jìn)行不同溫度下的加速老化。但目前均是基于LED模塊實(shí)現(xiàn)的多個(gè)溫度應(yīng)力的老化，且沒有解決LED燈具步進(jìn)老化壽命預(yù)測中的快速和步進(jìn)溫度設(shè)計(jì)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種LED燈具溫度步降老化試驗(yàn)方法。所述LED燈具溫度步降老化試驗(yàn)方法包括：獲取LED燈具的加速壽命；采用兩階段法來實(shí)現(xiàn)LED燈具的可靠性分析；選取樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；計(jì)算所述樣本的常溫壽命。

在一些實(shí)施例中，所述采用兩階段法來實(shí)現(xiàn)LED燈具的可靠性分析具體包括：在威布爾分布條件下，獲取燈具的特征衰退系數(shù)和形狀參數(shù)；基于蒙特卡羅仿真，獲取對應(yīng)燈具中位壽命。

在一些實(shí)施例中，所述獲取LED燈具的加速壽命具體包括：根據(jù)LED燈具的衰退過程服從e指數(shù)衰減和Nelson模型，獲取轉(zhuǎn)換時(shí)間；計(jì)算獲取實(shí)際加速時(shí)間；計(jì)算獲取燈具的加速壽命。

在一些實(shí)施例中，所述在威布爾分布條件下，獲取燈具的特征衰退系數(shù)和形狀參數(shù)具體為：假設(shè)退化系數(shù)與失效概率的變化符合威布爾分布；在威布爾分布條件下，通過最小二乘法，計(jì)算獲取燈具的特征衰退系數(shù)和形狀參數(shù)。

在一些實(shí)施例中，所述基于蒙特卡羅仿真，獲取對應(yīng)燈具中位壽命具體為：基于蒙特卡羅仿真，產(chǎn)生N＝10000的退化系數(shù)的隨機(jī)數(shù)，并重復(fù)該蒙特卡羅仿真m次，每個(gè)樣本的退化系數(shù)為m個(gè)中位壽命的平均值；分兩個(gè)路徑綜合計(jì)算獲取對應(yīng)燈具中位壽命。上述退化系數(shù)的隨機(jī)數(shù)可以是隨意的數(shù)字，N＝10000只是個(gè)優(yōu)選方案。

在一些實(shí)施例中，所述分兩個(gè)路徑綜合計(jì)算獲取對應(yīng)燈具中位壽命具體包括：路徑1，采用最小二乘法，求解未知參數(shù)；路徑2，由產(chǎn)生退化系數(shù)的個(gè)隨機(jī)數(shù)反推出相應(yīng)壽命，得到失效概率和壽命的關(guān)系：根據(jù)失效概率與壽命的關(guān)系，計(jì)算得到應(yīng)的燈具中位壽命。

在一些實(shí)施例中，所述選取樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具體包括：對樣本量進(jìn)行選擇；根據(jù)可靠度誤差最小原則保存優(yōu)化目標(biāo)最小的兩個(gè)應(yīng)力水平計(jì)算的激活能，常溫壽命；根據(jù)相對平均壽命誤差最小原則，計(jì)算相對平均壽命的均方差。

在一些實(shí)施例中，所述計(jì)算所述樣本的常溫壽命具體包括：根據(jù)阿倫紐斯模型和兩個(gè)加速溫度下的中位壽命值，推導(dǎo)激活能，進(jìn)而計(jì)算獲取常溫下的壽命。

本發(fā)明還提供了一種LED燈具溫度步降老化試驗(yàn)裝置。所述LED燈具溫度步降老化試驗(yàn)裝置包括測試系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)用于計(jì)算獲取LED燈具的加速壽命并采用兩階段法來實(shí)現(xiàn)LED燈具的可靠性分析；

所述測試系統(tǒng)通過對選取的樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果反饋給所述計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)還用于計(jì)算所述樣本的常溫壽命。

在一些實(shí)施例中，所述采用兩階段法來實(shí)現(xiàn)LED燈具的可靠性分析具體包括：在威布爾分布條件下，獲取燈具的特征衰退系數(shù)和形狀參數(shù)；基于蒙特卡羅仿真，獲取對應(yīng)燈具中位壽命。

本發(fā)明的技術(shù)效果：本發(fā)明提供的LED燈具溫度步降老化試驗(yàn)方法可快速實(shí)現(xiàn)LED燈具的壽命預(yù)測，不僅解決了步降老化試驗(yàn)溫度設(shè)計(jì)的問題，而且也實(shí)現(xiàn)了對小樣本試驗(yàn)的高可靠性建模等問題。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED燈具溫度步降老化試驗(yàn)方法的流程示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED燈具溫度步降老化試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光衰變化圖示意圖；

圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的誤差分析直方圖示意圖；

圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可靠性分布曲線示意圖。

具體實(shí)施方式