[發明專利]基于人工神經網絡的大功率LED燈具壽命預測方法

有效

• 申請號: 201711339198.6
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107944190B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 劉宏偉;于丹丹;張贊允;郭凱;王迪
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/04;G06F119/08
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 蒙建軍

本發明公開了一種基于人工神經網絡的大功率LED燈具壽命預測方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟101、根據具體型號LED LM80壽命測試數據，以及TM21外推公式，得到LED的光通量退化曲線；步驟102、通過插值方法，得到溫度在243K～423K范圍內LED的光通量退化曲線；步驟103、建立并訓練LED光通量、溫度—壽命人工神經網絡，用來預測一定光通量范圍、一定溫度范圍內的LED壽命；步驟104、根據某型號LED燈具的溫度分布，預測了燈具上每顆LED的L70壽命；步驟105、預測得出LED燈具的壽命，根據單顆LED的壽命曲線，結合LED燈具的熱分布，對LED燈具壽命進行評價。

技術領域

本發明涉及LED燈具技術領域，特別是涉及一種基于人工神經網絡的大功率LED燈具壽命預測方法。

背景技術

LED，英文light emitting diode的簡稱，又稱發光二極管。它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，是一種固態的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。置于一 個有引線的架子上，然后四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以LED的 抗震性能好。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負 極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。發光二極管，是一種能 夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是 一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極， 使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在 它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連 接起來的時候，它們之間就形成一個P-N結。當電流通過導線作用于這個晶片的時候， 電子就會被推向P區，在P區里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發出能量，這 就是LED燈發光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結的材料決定的。

眾所周知，LED的使用壽命是其非常重要的一項參數，如何準確地預測LED燈的使用壽命具有重要的現實意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種基于人工神經網絡的大功率LED燈具壽命預 測方法；該基于人工神經網絡的大功率LED燈具壽命預測方法能夠更加準確合理地對LED的使用壽命進行預測。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：

一種基于人工神經網絡的大功率LED燈具壽命預測方法，至少包括如下步驟：

步驟101、根據具體型號LED LM80壽命測試數據，以及TM21外推公式，得到LED 的光通量退化曲線；

步驟102、通過插值方法，得到溫度在328K～378K范圍內LED的光通量退化曲線；插值間距為5K；

步驟103、建立并訓練LED光通量、溫度—壽命人工神經網絡，用來預測一定光通量范圍、一定溫度范圍內的LED壽命；

步驟104、根據某型號LED燈具的溫度分布，預測了燈具上每顆LED的L70壽命；

步驟105、預測得出LED燈具的壽命，根據單顆LED的壽命曲線，結合LED燈具 的熱分布，對LED燈具壽命進行評價。

進一步：所述步驟101具體為：

所述單顆LED隨著工作時間的增加，結溫上升，導致熒光粉在較高溫度下的性能衰退，使得熒光粉的量子效率減低，最終導致LED的光通量下降；根據TM21外推公式，LED 輸出光通量隨時間的擬合公式表示為：

φ(t)＝exp(-αt^β) (1)

式中φ(t)表示t時刻LED歸一化的光通量，α表示用最小二乘曲線擬合導出的衰變率 常數，β為一個形參；