一种LED灯具温度步降老化试验方法以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种LED灯具温度步降老化试验方法。该LED灯具温度步降老化试验方法包括：获取LED灯具的加速寿命；采用两阶段法来实现LED灯具的可靠性分析；选取样本进行实验设计；计算所述样本的常温寿命。本发明专利技术还提供了一种LED灯具温度步降老化试验装置。本发明专利技术提供的LED灯具温度步降老化试验方法及LED灯具温度步降老化试验装置可快速实现LED灯具的寿命预测。

【技术实现步骤摘要】
一种LED灯具温度步降老化试验方法以及装置
本专利技术涉及LED照明领域，具体涉及一种LED灯具温度步降老化试验方法以及装置。
技术介绍
LED作为第四代新型能源，以其长寿命，高效节能等诸多优势被广泛应用于各大照明领域。虽人们对其节能、环保的观点已普遍接受并认可，但对其长寿命及其可靠性一直没有广泛认同。目前整灯的测试方法大部分是参考IESLM-79，测试时间建议至少6000小时，因此如何快速准确的实现LED照明产品寿命预测以及可靠性分析一直是各界研究的热点。一种快速地实现LED灯具可靠性寿命预测的途径是：对其进行加速老化试验，如恒定应力加速老化和步进应力加速老化。恒定应力加速老化试验，需在至少两个加速应力下，对不同样本，但类型和批次相同的产品分别进行老化，以获取激活能。步进应力加速寿命试验可很好的避免这一点，保证测量的一致性，该方法是对同一组产品逐步进行不同温度下的加速老化。但目前均是基于LED模块实现的多个温度应力的老化，且没有解决LED灯具步进老化寿命预测中的快速和步进温度设计的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术存在的缺陷，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种LED灯具温度步降老化试验方法。所述LED灯具温度步降老化试验方法包括：获取LED灯具的加速寿命；采用两阶段法来实现LED灯具的可靠性分析；选取样本进行实验设计；计算所述样本的常温寿命。在一些实施例中，所述采用两阶段法来实现LED灯具的可靠性分析具体包括：在威布尔分布条件下，获取灯具的特征衰退系数和形状参数；基于蒙特卡罗仿真，获取对应灯具中位寿命。在一些实施例中，所述获取LED灯具的加速寿命具体包括：根据LED灯具的衰退过程服从e指数衰减和Nelson模型，获取转换时间；计算获取实际加速时间；计算获取灯具的加速寿命。在一些实施例中，所述在威布尔分布条件下，获取灯具的特征衰退系数和形状参数具体为：假设退化系数与失效概率的变化符合威布尔分布；在威布尔分布条件下，通过最小二乘法，计算获取灯具的特征衰退系数和形状参数。在一些实施例中，所述基于蒙特卡罗仿真，获取对应灯具中位寿命具体为：基于蒙特卡罗仿真，产生N＝10000的退化系数的随机数，并重复该蒙特卡罗仿真m次，每个样本的退化系数为m个中位寿命的平均值；分两个路径综合计算获取对应灯具中位寿命。上述退化系数的随机数可以是随意的数字，N＝10000只是个优选方案。在一些实施例中，所述分两个路径综合计算获取对应灯具中位寿命具体包括：路径1，采用最小二乘法，求解未知参数；路径2，由产生退化系数的个随机数反推出相应寿命，得到失效概率和寿命的关系：根据失效概率与寿命的关系，计算得到应的灯具中位寿命。在一些实施例中，所述选取样本进行实验设计具体包括：对样本量进行选择；根据可靠度误差最小原则保存优化目标最小的两个应力水平计算的激活能，常温寿命；根据相对平均寿命误差最小原则，计算相对平均寿命的均方差。在一些实施例中，所述计算所述样本的常温寿命具体包括：根据阿伦纽斯模型和两个加速温度下的中位寿命值，推导激活能，进而计算获取常温下的寿命。本专利技术还提供了一种LED灯具温度步降老化试验装置。所述LED灯具温度步降老化试验装置包括测试系统和计算机；所述计算机用于计算获取LED灯具的加速寿命并采用两阶段法来实现LED灯具的可靠性分析；所述测试系统通过对选取的样本进行实验设计并将实验结果反馈给所述计算机；所述计算机还用于计算所述样本的常温寿命。在一些实施例中，所述采用两阶段法来实现LED灯具的可靠性分析具体包括：在威布尔分布条件下，获取灯具的特征衰退系数和形状参数；基于蒙特卡罗仿真，获取对应灯具中位寿命。本专利技术的技术效果：本专利技术提供的LED灯具温度步降老化试验方法可快速实现LED灯具的寿命预测，不仅解决了步降老化试验温度设计的问题，而且也实现了对小样本试验的高可靠性建模等问题。附图说明图1为根据本专利技术一个实施例的LED灯具温度步降老化试验方法的流程示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的LED灯具温度步降老化试验装置的结构示意图；图3为本专利技术一个实施例的光衰变化图示意图；图4为本专利技术一个实施例的误差分析直方图示意图；图5为本专利技术一个实施例的可靠性分布曲线示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。参考图1所示，是本专利技术提供的一种LED灯具温度步降老化试验方法。所述LED灯具温度步降老化试验方法包括：S1，获取LED灯具的加速寿命；S2，采用两阶段法来实现LED灯具的可靠性分析；S3，选取样本进行实验设计；S4，计算所述样本的常温寿命。所述步骤S2，采用两阶段法来实现LED灯具的可靠性分析具体包括：在威布尔分布条件下，获取灯具的特征衰退系数和形状参数；基于蒙特卡罗仿真，获取对应灯具中位寿命。在一些实施例中，所述获取LED灯具的加速寿命具体包括：根据LED灯具的衰退过程服从e指数衰减和Nelson模型，获取转换时间；计算获取实际加速时间；计算获取灯具的加速寿命。LED灯具的衰退过程服从e指数衰减，即式中，Φj为第j(j＝1,2…k)个应力下灯具光通量衰减的相对值，为Tj结温下的退化系数，tj为Tj应力下的加速时间。根据Nelson模型，认为LED照明产品在应力水平Tj下工作tj时间的累积退化量Φj与在应力水平Tj+1下，工作某一段时间tj+1的累积退化量Φj+1相等，即Φj+1(tj+1)＝Φj(tj)结合上述两个公式可得转换时间为令LED灯具在Tj+1应力下所监测的加速时间为tj+1'，由此可得Tj+1应力下的实际加速时间为：tj+1_ture＝tj+1’+tj+1将上述方程代入第一个式子，可得Tj+1应力下的光衰关系式为：当Φj+1＝0.7，此时的寿命则认为是LED灯具的寿命τj+1，因此可得灯具在Tj+1应力下的加速寿命为：结合上述3个方程,即可求得灯具的加速寿命。在一些实施例中，所述在威布尔分布条件下，获取灯具的特征衰退系数和形状参数具体为：假设退化系数与失效概率的变化符合威布尔分布；在威布尔分布条件下，通过最小二乘法，计算获取灯具的特征衰退系数和形状参数。在一些实施例中，所述基于蒙特卡罗仿真，获取对应灯具中位寿命具体为：基于蒙特卡罗仿真，产生N＝10000的退化系数的随机数，并重复该蒙特卡罗仿真m次，每个样本的退化系数为m个中位寿命的平均值；分两个路径综合计算获取对应灯具中位寿命。在一些实施例中，所述分两个路径综合计算获取对应灯具中位寿命具体包括：路径1，采用最小二乘法，求解未知参数；路径2，由产生退化系数的个随机数反推出相应寿命，得到失效概率和寿命的关系：根据失效概率与寿命的关系，计算得到应的灯具中位寿命。本专利技术采用两阶段法来实现LED灯具的可靠性分析。两阶段法建模方法如图1所示，第一阶段如左侧所示，首先假设退化系数与失效概率的变化符合威布尔分布：其中为失效概率，为可靠度，ηj为不同应力条件下的特征寿命，mj为形状参数。其中失效概率采用中位秩法进行计算：在威布尔分布条件下，通过最小二乘法，求解灯具的特征衰退系数和形状参数。第二阶段如右侧所示，基于蒙特卡罗仿真本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED灯具温度步降老化试验方法，其特征在于，包括：获取LED灯具的加速寿命；采用两阶段法来实现LED灯具的可靠性分析；选取样本进行实验设计；计算所述样本的常温寿命。

【技术特征摘要】
1.一种LED灯具温度步降老化试验方法，其特征在于，包括：获取LED灯具的加速寿命；采用两阶段法来实现LED灯具的可靠性分析；选取样本进行实验设计；计算所述样本的常温寿命。2.根据权利要求1所述的LED灯具温度步降老化试验方法，其特征在于，所述采用两阶段法来实现LED灯具的可靠性分析具体包括：在威布尔分布条件下，获取灯具的特征衰退系数和形状参数；基于蒙特卡罗仿真，获取对应灯具中位寿命。3.根据权利要求1或2所述的LED灯具温度步降老化试验方法，其特征在于，所述获取LED灯具的加速寿命具体包括：根据LED灯具的衰退过程服从e指数衰减和Nelson模型，获取转换时间；计算获取实际加速时间；计算获取灯具的加速寿命。4.根据权利要求2所述的LED灯具温度步降老化试验方法，其特征在于，所述在威布尔分布条件下，获取灯具的特征衰退系数和形状参数具体为：假设退化系数与失效概率的变化符合威布尔分布；在威布尔分布条件下，通过最小二乘法，计算获取灯具的特征衰退系数和形状参数。5.根据权利要求2所述的LED灯具温度步降老化试验方法，其特征在于，所述基于蒙特卡罗仿真，获取对应灯具中位寿命具体为：基于蒙特卡罗仿真，产生退化系数的随机数，并重复该蒙特卡罗仿真m次，每个样本的退化系数为m个中位寿命的平均值；分两个路径综合计算获取对应灯具中位寿命。6.根据权利要求5所述的LED灯具温度步...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆雷，客洪亮，王尧，王潇洵，高群，孙强，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22