大功率白光LED灯具寿命与光电特性关系的研究

发布时间：2017-08-04 00:20

  本文关键词：大功率白光LED灯具寿命与光电特性关系的研究

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【摘要】：近年来,LED照明产业在国内外迅猛发展,但与LED灯具相配套的检测测量技术及相关标准仍不完善。LED的性能参数,有效指标尤其是使用寿命指标亟待研究。本文在这个背景下,对LED灯具的国际标准进行研究,分析影响LED灯具寿命的因素以及与灯具寿命的相关光电特性,重点研究了灯具的加速寿命试验及相关数据的处理。主要研究内容及工作有以下三个方面:第一、对于LED寿命的常用测量方法是IES LM-80及TM-21两个测量标准,然而这两个标准也只是针对LED光源的测量方法,LED灯具的测量方法及相应标准尚无,这是由于LED灯具的结构复杂及多样化,它包含光源,驱动电源,散热结构、光学结构以及其他机械部件。本文根据LED灯具的特点及IES相应的测量计算标准,在可靠性工程学基础上对LED灯具的寿命进行分析。LED灯具的寿命标准包含光度衰减及色度变化两个方面,针对光度衰减常用阿伦尼斯模型及相应的计量方法。针对色度变化的规定主要是国际照明协会(CIE)标准。当前市场上针对灯具寿命的标准主要是光度衰减参数,而对于色度的关注较低,本文对光度色度两个参数分别进行相关的标准及理论分析,制定相应的寿命实验方案。第二、针对当前LED灯具的标准及测量方法,本文中采用某公司3W正白球泡为实例进行LED灯具光电性能与寿命分析,该实验是在灯具的相关标准试验测量方法基础上进行改进,使用以阿伦尼斯模型为基础的的常用可靠性测量方法对LED灯具在不同温度下35℃、55℃、85℃温箱中进行长期的加速寿命实验,并进行长期的数据采集。对于LED灯具的色度实验数据分析我们发现LED灯具的光度在35℃、55℃的环境下色度变化极小但是在85℃条件下变化很快,光衰剧烈。灯具的色度变化表现为使用过程中色坐标向蓝色区发生大量的偏移,通过光谱分析发现LED灯具的光谱在加速寿命过程中黄色所占百分比减少,这是由于荧光粉失效造成,另外灯具的在使用过程中显色指数上升,色容差由大变小再变大。第三、通过使用灯具光度色度两个参数对灯具的寿命推算发现灯具使用光度数据推算更加严谨。另外,在对于灯具色保持度方面提出色保持度的实验及计算评价方法。并在整体实验及测量中发现的实验现象并作出相关推断,从而为LED灯具寿命测量等标准提供新的依据及思路。通过对灯具光度及色度的寿命实验数据分析找到更加简便的并且更加方便的时间节省时间的测试方法。
【关键词】：LED灯具 灯具寿命 加速寿命实验 光通维持率 色保持度
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM923.34
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 引言11-16
• 1.1 研究工作的背景与意义11-13
• 1.1.1 LED照明发展史11-12
• 1.1.2 影响LED灯具寿命的因素概述12-13
• 1.2 LED照明标准化历程及国内外研究现状13-14
• 1.3 本文的研究意义及研究内容14-16
• 第二章 LED灯具的构成及其光电色特性16-28
• 2.1 LED灯具的构成16-18
• 2.1.1 LED光源16-17
• 2.1.2 LED灯具的散热部件17-18
• 2.1.3 LED驱动电源18
• 2.2 白光LED灯具的相关参数指标18-19
• 2.3 LED灯具相关颜色参数及分析19-24
• 2.3.1 LED灯具的色坐标与相关色温19-20
• 2.3.2 LED灯具的显色指数20
• 2.3.3 LED照明光色及应用20-22
• 2.3.4 LED色偏差及照明标准色区22-24
• 2.4 LED照明的光参数24-25
• 2.4.1 LED灯具的光通量及辐射通量24-25
• 2.4.2 LED灯具光效及其他光参数25
• 2.5 LED灯具的电参数25-26
• 2.5.1 LED灯具的光源电参数25-26
• 2.5.2 LED灯具的驱动电源参数26
• 2.6 LED测试参数分析26-27
• 2.7 本章小结27-28
• 第三章 LED灯具的失效机理与加速寿命实验方案设计28-43
• 3.1 LED灯具失效机理及失效原因及寿命28-30
• 3.1.1 LED灯具的早期失效28-29
• 3.1.2 LED光衰的原因及光衰引起的灯具失效29
• 3.1.3 LED光色对于LED灯具寿命的影响29-30
• 3.2 LED灯具的寿命30-32
• 3.2.1 LED灯具的寿命的定义30
• 3.2.2 影响LED灯具寿命的因素30-32
• 3.3 LED灯具寿命的量测及计算方法32-36
• 3.3.1 常用元器件的寿命预测模型32-33
• 3.3.2 利用阿伦尼斯模型对LED灯具的寿命量测33-36
• 3.4 LED灯具寿命光参数评价与实验36-37
• 3.4.1 光通维持率与灯具寿命36
• 3.4.2 影响光通维持率的因素与推算方法36-37
• 3.5 LED灯具寿命色度参数评价与寿命实验设计37-40
• 3.5.1 LED灯具色保持度、色偏移及评价方法37-39
• 3.5.2 LED灯具色保持度的计算与评价及实验设计39-40
• 3.6 整体实验方案设计40-42
• 3.7 本章小结42-43
• 第四章 LED灯具寿命实验结果及分析43-68
• 4.1 LED灯具光参数实验结果及分析43-51
• 4.1.1 LED灯具光参数整体水平分析43-47
• 4.1.2 LED灯具光参数单灯水平分析47-49
• 4.1.3 通过光参数对灯具寿命的推算49-51
• 4.2 LED灯具色度实验结果分析51-63
• 4.2.1 LED灯具色坐标分析51-54
• 4.2.2 色温偏移分析54-57
• 4.2.3 色容差及麦克亚当椭圆57-63
• 4.2.4 色参数对灯具寿命的推算63
• 4.3 LED光谱及显色指数的分析63-66
• 4.4 根据实验实验结果对LED灯具寿命讨论66-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第五章 总结与展望68-70
• 5.1 本文的主要工作68-69
• 5.2 下一步的工作展望69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间取得的成果75-76

【参考文献】

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1 方福波;王W毢，

本文编号：616976