LED驅(qū)動器壽命預(yù)測技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1、LED驅(qū)動器壽命預(yù)測技術(shù)和發(fā)展趨勢 郭棟 100052166介紹 1、預(yù)測LED驅(qū)動器壽命的問題。 2、預(yù)測LED驅(qū)動器壽命技術(shù)現(xiàn)狀和具體方法。 3、LED驅(qū)動器壽命技術(shù)的發(fā)展趨勢。壽命測試?yán)щy重重 談到LED驅(qū)動器壽命，業(yè)界有會提到一個標(biāo)桿數(shù)字：3萬小時。實際上led驅(qū)動器壽命在正常環(huán)境下一般能達(dá)到10000小時以上 3萬小時的測試意味著3.5年不間斷實驗！如果壽命測試過程中沒有應(yīng)力應(yīng)力加速手段，實際操作幾乎不可能完成。應(yīng)力 其中“應(yīng)力”是指驅(qū)動電源產(chǎn)品完成功能所需的動力和產(chǎn)品經(jīng)歷的環(huán)境條件，是產(chǎn)品退化的誘因。 如鋁電解電容器在溫度作用下，電容器內(nèi)部的電解液蒸發(fā)，逐步引起電容量下降失效，這個

2、過程中溫度就是鋁電解電容器失效的誘發(fā)應(yīng)力。 對led驅(qū)動器來說主要應(yīng)力是溫度應(yīng)力和電壓應(yīng)力。加速壽命試驗 加速壽命試驗是在保持失效機(jī)理不變的條件下,通過加大試驗應(yīng)力來縮短試驗周期的一種壽命試驗方法。加速壽命試驗采用加速應(yīng)力水平來進(jìn)行產(chǎn)品的壽命試驗,從而縮短了試驗時間,提高了試驗效率,降低了試驗成本。 在加速壽命試驗的工程應(yīng)用方面，俄羅斯處于世界領(lǐng)先地位，并且在相關(guān)研究中具有自己的特色。例如，在導(dǎo)彈貯存壽命研究中，研究人員對與導(dǎo)彈貯存相關(guān)的20多個腐蝕過程進(jìn)行了模型描述，開發(fā)了加速貯存試驗軟件用于加速貯存試驗方案設(shè)計 20世紀(jì)70年代，加速壽命試驗技術(shù)進(jìn)入我國， 測試標(biāo)準(zhǔn)、理論和試驗方法、實驗建

3、模及數(shù)據(jù)處理等各個方面都在逐漸完善中。 我國制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步很多高校內(nèi)部都成立了可靠性研究所，專門從事可靠性及加速壽命試驗方面的研究，并已取得了可喜的成績。 LED驅(qū)動器的壽命預(yù)測技術(shù)引進(jìn)我國的時間并不長，在理論方面也緊跟國外，發(fā)表了有影響的加速壽命試驗論文。 許多企業(yè)也逐漸認(rèn)識到了LED驅(qū)動器壽命試驗的重要性，成立了質(zhì)量管理中心，專門負(fù)責(zé)對驅(qū)動器進(jìn)行加速壽命試驗和可靠性的研究和評估。LED驅(qū)動器壽命預(yù)測的方法 半導(dǎo)體行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測試程序一般采用幾千小時測試，在通過加速系數(shù)推算。高溫等應(yīng)力因素可以加速壽命終止。 對溫度應(yīng)力 采用的標(biāo)準(zhǔn)壽命測試加速模型:阿倫尼斯（Arrhenius）模型.

4、對電壓應(yīng)力 采用：逆冪律模型 阿倫尼斯模型 對溫度應(yīng)力，阿倫尼斯(Arrhenius)模型是最典型、應(yīng)用最廣的加速模型。對驅(qū)動壽命測試采取恒定應(yīng)力試驗。 恒定應(yīng)力試驗是對產(chǎn)品施加的“負(fù)荷”的水平保持不變，其水平高于產(chǎn)品在正常條件下所接受的“負(fù)荷”的水平。試驗是將產(chǎn)品分成若干個組后同時進(jìn)行，每一組可相應(yīng)的有不同的“負(fù)荷”水平，直到各組產(chǎn)品都有一定數(shù)量的產(chǎn)品失效時為止。 式中，M為產(chǎn)品某特性值的退化量；等式左邊表示溫度在T(熱力學(xué)溫度)時的退化速率，退化速率是時間t的函數(shù)；k玻耳茲曼常數(shù)；T為絕對溫度；A0為常數(shù)與器件有關(guān)；t為器件工作時間；E為失效機(jī)理激活能，以eV為單位，對同一類產(chǎn)品的同一種失

5、效模式為常數(shù)。阿倫尼斯方程：由阿倫尼斯方程推導(dǎo)出器件壽命與溫度關(guān)系式：式中，t和tj分別是LED驅(qū)動器在正常使用中的平均壽命和在加速條件下的平均壽命；T和Tj分別為正常使用中的溫度和加速條件下的溫度。TTkEjje11tt 恩智浦公司于2010年從正常生產(chǎn)的驅(qū)動器中隨機(jī)抽取一批SSL2101 LED驅(qū)動器用阿倫尼斯方程測試led驅(qū)動器壽命得出的數(shù)據(jù)。逆冪律模型：推導(dǎo)出驅(qū)動器壽命與所加電壓關(guān)系：nV1tKnVVt1001tK為與材料有關(guān)的常數(shù)。t0為給定的電壓V0下的壽命；t1為增加電壓V1下的壽命 n為經(jīng)驗常數(shù)，約為1.52。在大電壓工作下，n會大于2；取與正常工作電壓最相近的電流下的n作為預(yù)

6、測壽命的參數(shù)，可以得到在正常工作電流下的壽命。發(fā)展趨勢 多個失效機(jī)理的分析：多個失效機(jī)理的分析： 目前l(fā)ed驅(qū)動器壽命加速試驗的研究目前主要集中于單一失效機(jī)理的研究，而它屬于復(fù)雜系統(tǒng)往往存在多個失效機(jī)理，系統(tǒng)失效是多個潛在失效機(jī)理相互競爭的結(jié)果。競爭失效條件下的加速壽命試驗問題目前已經(jīng)引起了相關(guān)學(xué)者的高度重視,并在優(yōu)化設(shè)計方面取得了一定的研究進(jìn)展。 加速壽命試驗的優(yōu)化設(shè)計： 壽命先驗是優(yōu)化設(shè)計研究的基礎(chǔ)，而先驗信息存在一個置信度問題。如果一個優(yōu)化設(shè)計過分依賴于先驗信息的置信度，那么這個設(shè)計的優(yōu)化度是值得懷疑的。加速壽命試驗的性優(yōu)化設(shè)計問題目前已經(jīng)成為該領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點。 加速壽命試驗的效率越來越高： 對于模擬統(tǒng)計試驗，加速壽命試驗的主要目的是提高試驗過程的時間效率和經(jīng)濟(jì)效益，從而以最低的試驗代價達(dá)到壽命評估的目的。因此，從總體而言，加速壽命試驗的統(tǒng)計分析與優(yōu)化設(shè)計應(yīng)該是在效率問題與精度問題之間的一個折衷。引入加速壽命試驗計算機(jī)輔助工程引入加速壽命試驗計算機(jī)輔助工程(CAE)(CAE) ： 隨著加速壽命試驗技術(shù)研究的