LED的使用寿命能够预测分析吗？

　　一切事情都是有产生、发展趋势和衰落的全过程，LED都不除外，是有一定使用寿命的。初期的LED仅仅手电、小台灯这种的礼物，用的時间不长，使用寿命难题不突显。可是如今LED早已逐渐普遍地用以户外和屋内的照明灯具当中，尤其是功率大的的LED路灯，其输出功率大、发烫高、上班时间长，使用寿命难题就十分突显。以往觉得LED使用寿命一定便是十万钟头的传说好像完全毁灭了。那麼究竟问題出在什么地方呢？

　　倘若不考虑到开关电源和推动的常见故障，LED的使用寿命主要表现为它的光损，也就是时间长了，色度就愈来愈暗，直至最终灭掉。一般 界定衰减系数30%的时长做为其使用寿命。

　　那麼LED的使用寿命能否预测分析呢？这个问题不能简易地回应，必须 从头开始讲起。

　　1．LED的光损

　　大部分乳白色LED是由深蓝色LED直射淡黄色夜光粉而获得的。造成LED光损的首要因素有两个，一个是高清蓝光LED自身的光损，高清蓝光LED的光损远比彩光、白光、绿色光LED要快。还有一个是夜光粉的光损，夜光粉在持续高温下的衰减系数十分比较严重。各种各样牌子的LED它的光损是不一样的。一般 LED的厂商可以得出一套规范的光损曲线图来。比如英国Cree公司的光损曲线图就如图所示1所显示。

　　图1. Cree公司的LED的光损曲线图

　　从图上能够看得出，LED的光损是和它的结温相关，说白了结温便是半导体材料PN结的溫度，结温越高越快发生光损，也就是使用寿命越少。从图上能够看得出，倘若结温为105度，色度降到70%的使用寿命仅有一万多钟头，95度就会有2万钟头，而结温减少到75度，使用寿命就会有五万钟头，65度时更能够增加至9万钟头。因此 延长寿命的核心也是要减少结温。但是这种数据信息只适用于Cree的LED。并不适宜于其它企业的LED。比如Lumiled公司的LuxeonK2的光损曲线图就如图2所显示。

　　图2. Lumiled 企业的LuxeonK2的光损曲线图

　　当结温从115℃提升到135℃，便会使使用寿命从50,000钟头减少到20,000钟头。

　　别的每家企业的光损曲线图理应能够向原装索要。

　　2．怎样能够增加LED的使用寿命

　　由图上能够下结论，要增加其使用寿命的关键是要减少其结温。而减少结温的核心也是要有好的热管散热器。可以及早地把LED造成的热释放出来 。

　　在这儿我们不提前准备探讨怎样设计方案热管散热器的难题，只是要探讨哪一个热管散热器的排热实际效果相对来说比较好的难题。事实上，这是一个结温的测定难题，倘若人们可以精确测量一切一种热管散热器能够做到的结温，那麼不仅能够较为各种各样热管散热器的排热实际效果，并且还能了解使用这类热管散热器之后能够达到的LED使用寿命。

　　3．怎样精确测量结温

　　结温看起来是一个温度检测难题，但是要检测的结温在LED的內部，总无法拿一个温度表或热电阻放入PN结来检测它的溫度。自然它的机壳溫度或是可以用热电阻精确测量的，随后依据得出的传热系数Rjc（结到机壳），能够推算它的结温。，可是在组装好热管散热器之后，难题就又复杂化起来了。由于一般 LED是电焊焊接到太阳能电池片，而太阳能电池片又安裝到热管散热器上，倘若只有精确测量热管散热器机壳的溫度，那麼要测算结温就需要了解许多传热系数的值。包含Rjc（结到机壳），Rcm（机壳到太阳能电池片，实际上 在其中还应该包含塑料薄膜印刷版的传热系数），Rms（太阳能电池片到热管散热器），Rsa（热管散热器到气体），在其中只需有一个数据信息不精确便会危害检测的精确度。图3得出了LED到热管散热器每个传热系数的平面图。在其中合拼了许多传热系数，促使其精准度更为受限制。换句话说，要从测量的暖气片外表温度来预测结温的精准度就更差。

　　图3. LED到热管散热器每个传热系数的平面图

　　幸亏有一个等效替代法溫度的方式 ，那便是精确测量工作电压。那麼结柔和哪一个工作电压相关呢？这一关联也是怎样的呢？
大家第一步要从LED的光电流特点讲起。

　　4．LED光电流性能的温度系数

　　我们知道LED是一个半导体材料二极管，它和全部二极管一样具备一个光电流特点，也和全部的半导体材料二极管一样，这一光电流特点有一个溫度特点。其优点便是当气温升高的情况下，光电流特点偏移。图4中绘制了LED的光电流性能的气温特点。

　　图4. LED光电流性能的气温特点

　　假设对LED以Io恒流电源供电系统，在结温为T1时，工作电压为V1，而当结温高为T2时，全部光电流特点偏移，电流量Io不会改变，工作电压变成V2。这两个工作电压差被溫度除去，就可以获得其温度系数，以mV/ºC表明。针对一般硅二极管，这一温度系数大概为-2mV/ºC。可是LED大部分并不是用光伏材料制作的，因此 它的温度系数也需要此外去测量。幸亏每家LED生产厂家的数据库中大多数得出了它的温度系数。比如针对Cree公司的XLamp7090XR-E功率大的LED，其温度系数为-4mV/ºC。要比一般硅二极管大2倍。而英国Philips-Lumileds企业的Luxeon Rebel的光电流特点温度系数为-2—4mV/ºC。对于英国普瑞的列阵LED（BXRA）就提供了更加详尽的数据信息。

　　可是，她们提供的数据信息，其标准也难免过度宽敞，以致于失去运用的使用价值。

　　无论如何，只需了解LED的温度系数就非常容易能够从精确测量LED的前向工作电压中计算出来LED的结温了。

　　5．怎样实际计算LED的结温

　　如今就以Cree公司的XLamp7090XR-E为例子。来详细说明怎样实际计算LED的结温。规定早已把LED安裝到热管散热器里，而且是选用恒流电源控制器做为开关电源。与此同时要把联接到LED去的两条线引过来。在插电之前就把电流表联接到輸出端（LED的阳极和负级），随后连接开关电源，趁LED都还没热起來以前，立刻读取电流表的读值，也就是等同于V1的值，随后等最少1小时，等它早已做到热力循环，再测一次，LED两边的工作电压，等同于V2。把这两个值求差，得到其误差。再被4mV除去一下，就可以得到结温了。事实上，LED大多数为许多个串连再串联，这也没事儿，这时候的电流误差是由许多串连的LED所一同奉献，因此要把这个工作电压误差除于所串连的LED数量再除去以4mV，就可以获得其结温。比如，LED是10串2并，第一次测出的工作电压为33V，第二次热力循环后测出的工作电压为30V，工作电压差为3V。这一数据先要除于所串连的LED数量（10个），获得0.3V，再除于4mV，能够 获得75度。假设启动前的工作温度是20度，那麼此刻的结温就应该是95度。

　　选用这些方式得到的结温，毫无疑问要相比热电阻精确测量热管散热器的溫度再去测算其结温要精确许多。

　　6．怎样来预测分析这一照明灯具的使用寿命

　　从结温来推断使用寿命仿佛应当非常简单，只需查一下图1的曲线图，就可以了解相匹配于95度结温时的使用寿命就可以获得LED的使用寿命为2万钟头了。可是，这类办法用以房间内的LED灯具也有一定的真实度，假如使用到户外的LED灯具，尤其是功率大的LED路灯，那边也有许多不确定因素。较大的情况是LED路灯的散热片的排热效果的随時间而减少。这也是因为灰尘、鸟屎的累积而促使其排热高效率减少。也还由于户外有很明显的紫外光，也会使LED的使用寿命减少。紫外光主要是对封裝的环氧树脂胶的脆化起较大功效，倘若选用硅橡胶，能够明显改善。紫外光对夜光粉的脆化也是有一些坏功效，但并不是很严重。

　　但是，这类方式用于相对性较为二种热管散热器的排热实际效果是非常合理的。很显著，光电流特点偏移越小的热管散热器，其排热功效就越高。此外，针对预测分析房间内LED灯具的使用寿命也或是有一定的准确性的。

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