郑红伟09
发表于 2009-9-3 21:44:07
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哪些因素影响了LED灯具的寿命
LED灯具作为新型的照明类型，不论在节能、寿命、环保、亮度方面，都是远远高于传统的灯具。LED照明产品的有效寿命范围为大约2万小时到5万小时以上，但是使用不当也会造成LED照明产品的寿命大减，究竟影响LED产品的使用寿命的根本原因有哪些？
❂ 灯具设计
合理的灯具设计在满足灯具的其他指标之外，一个关键问题是要将 LED 点亮时产生的热能散发出来。例如 Cree 等公司的LED 原装品使用在不同灯具上，LED 寿命可以相差几倍甚至几十倍。现在市场销售的集成光源灯具（单个30 W、50 W、100 W），这些产品的光源与散热通道接触部分散热不畅，结果导致有些产品在点亮 1 -3 个月后就导致光衰 50% 以上，有些产品在使用0.07 W左右的小功率管后，由于没有合理的散热机构，导致光衰非常快。这些产品技术含量低、造价低、寿命短。
❂ 灯具电源
LED灯具在工作状态时会产生热量，相比于传统的光源，因为LED体积较小，所以会产生更多的热量。功率比较大的LED，输入的电能只有25%~34%会转化为需要的光能，其余部分会以非辐射复合的形式转化成为热量。LED产生的大量热能不能及时的散发出去，高温会造成LED主要器件的加速老化，影响其寿命。当LED的温度超过了其最高临界温度，就会造成其永久失效。因此，如何保证LED灯具有良好的散热效果是研究其使用寿命的重要研究对象。
目前LED主要的散热形式是利用风冷散热器和采用传热效率比较高的换热元件。采用风冷散热器对电子芯片进行散热是最简单方便的方法，在小功率的电子设备中多采用该散热形式；利用热管等传热性高的换热元件的散热形式多用于大功率电子元件散热。除此之外，在不同的场合也有采用水冷散热、 陶瓷散热等技术对照明产品进行散热处理。总之，针对LED应用的不同场合，采用相应的散热形式，最终实现提高散热效率的要求是产品开发生产的关键。
❂ LED芯片材料——晶体
如果晶格排列得不那么好，有的地方缺行，这种缺陷就会影响LED芯片的寿命。另外，如果LED芯片所掺杂的杂质不是我们所需要的杂质，也会影响LED光源的寿命。
❂ LED的封装是否合理
LED的封装是否合理也是影响芯片寿命的重要因素。目前美国Cree公司、Lumilends公司和日本日亚公司等全球几大知名公司的封装工艺水平比较高，LED封装技术也都有专利保护，其LED的寿命也就有保证。但其他大多数企业的产品工艺封装仿制较多，这些产品从外形看还可以，但工艺结构和工艺质量都较差，因而严重影响了LED的寿命。
另外，LED芯片的性能都具有一定的分散性，在封装之前应根据LED芯片的面积、光效等诸多指标进行归类分档。如果芯片在封装前不进行分档，封装后的成品出光率必然参差不齐。这就是说，LED的封装及封装之前的分档也是影响LED寿命的重要因素。
❂ 荧光粉的质量
荧光粉的质量同样影响LED芯片的寿命。目前LED芯片产生白光的方法有多种，其中有两种方法是通过荧光粉发白光的。一种方法是在LED蓝光芯片上涂覆YAG（YttriumAluminum Garnet，钇铝石榴石）荧光粉。前面已经说过，波长短的光子比波长长的光子能量大，因此，芯片发出的蓝光（波长短）激发荧光粉可产生500 nm～560 nm的黄绿光（波长较蓝光长），蓝光与黄绿光合成白光。这种方法得到白光的成本较低，但荧光粉的均匀性较难控制，且芯片使用一段时间后，光效和色温都会有相应变化。
另一种方法是让LED芯片发出紫外线，紫外线再激发RGB（红、绿、蓝三基色）荧光粉产生红、绿、蓝三基色光，三基色光再混合成白光。因为紫外线的光子能量较大，使封装材料环氧树脂容易老化，这也会影响LED芯片的寿命。
❂ 使用环境
LED灯具的使用环境好坏也在一定程度上影响其寿命的长短。环境温度、风沙环境和降水条件的不同会使LED灯具的使用寿命存在差异。
LED灯具的使用寿命已经成为业内最为关注的问题之一， 无论对于LED制造商还是使用者来说， 开展关于LED寿命方面的研究具有重要的现实意义。而大家在实际生活中的应用产生的问题，或许就是LED照明行业改进的方向。 |
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