如何确保一个稳健的LED照明设计

文章作者:Yoelit Hiebert

尽管已经过了十年已经过去了，但由于他们首先应用了一般照明，所以评估LED照明产品可靠性的话题仍然是辩论的持续题目，在某些情况下，混淆。下面您将了解可靠性设计LED照明系统的一些指标和流程。

现有的照明技术，如白炽灯或荧光灯的寿命通常以平均额定寿命为特征，即连续运行的灯的一半测试种群失效的时间(即不再发出光)。白炽灯的平均额定寿命为1000小时左右;对于紧凑型荧光灯，约12,000小时;对于线性荧光灯，大约25000小时。相比之下，led，在适当的环境条件下，可以发光10万小时或更长，使平均额定寿命测量不可能。

相反，LED照明寿命使用L70公制表征，这是在流明（L）中测量的光输出下降到初始的70％的时间。The shortcoming of L70 from a reliability engineering perspective is that the test methods, published by the recognised authoritative body for lighting, the Illuminating Engineering Society, are based on lumen output measurements for the LED packages only and don’t take other system components such as the driver, thermal management design and even optics into account. Incumbent lighting manufacturers have not focused heavily on overall system reliability because the lamp is nearly always the first component to fail. With the advent of LED lighting, manufacturers and end-users have come to understand that other parts of the lighting system can be the limiting factor in overall life as the table below illustrates.

表1:与其他照明技术相比，SSL的典型2015性能（资料来源：DOE固态照明研发计划，2016年6月）

可靠性，在它的正式意义上，是一个部件或系统在特定的操作条件下按照预期的时间周期运行的概率。产品可靠性评估几乎总是基于加速寿命试验统计模型和预测。对于LED照明系统，流明的贬值和其他组件的故障都会影响整体的可靠性，如下图所示。但是将照明系统性能的这两个不同方面结合起来的统计模型已经被证明是难以捉摸的，这是主要原因一直关注于鲁棒性测试。

图1:LED照明系统的示例总体可靠性（资料来源：美国部门的能源，建筑技术计划固态照明技术实例表，2013年8月）

在现场作业中，稳健性是指产品或系统在特定环境中按预期运行的能力的未量化指标，通过确认设计和生产工艺产生的产品能够承受比正常作业中预期的更高水平的应力。数十年来，电子工业一直将健壮性测试协议作为其验证计划的一部分。这个概念最近才被更大的LED照明社区所接受，因为人们已经认识到，基于LED的照明产品与其他类型的电子产品没有太大的区别，当然，除了它们能产生光。

鲁棒性测试通常涉及经过生产样本到各种过度的条件，使其成为整体QA程序的更多部分，而不是使用设计原型的可靠性测试。与目标测试失败的可靠性测试不同，对鲁棒性测试的期望是所有产品将在测试结束时正常运行。

LED照明的稳健性测试类似于JEDEC、IEC和其他组织发布的其他类型电子设备的测试，但根据LED产品的特殊特性定制。特定产品的测试方案将取决于预期的应用，例如，室内办公产品的测试面板可能不需要包括高温操作或振动。

下表中列出的测试代表了LED照明产品推荐的一些更常见的鲁棒性测试。

表2:LED照明系统稳健性的典型测试。

许多标准机构最近都在研究LED照明系统的健壮性，并在进一步努力。下次，我们将回顾现有的和计划中的标准，以及每个标准如何解决LED照明系统的可靠性。

Yoelit Hiebert在LED照明领域工作了10年，在该行业的制造和终端用户方面都有经验。

首先由EDN发布。