[发明专利]基于步进应力的LED灯具的加速退化试验方法

说明书

技术领域：

本发明涉及LED，具体是LED灯具的加速退化试验技术，更具体是基于步进应力的LED灯具的加速退化试验方法。 

背景技术

LED (Light Emitting Diode) 因其寿命长，无污染，高效节能等优点而备受青睐。在通用照明领域，它的广泛应用将是继白炽灯之后的又一场革命。然而，现阶段缺乏切实可行的LED照明灯具可靠性加速试验方法及标准，这成为制约LED进入通用照明领域的瓶颈。

美国能源之星提出对试验样品进行至少6000小时的常温试验，而这样的要求对于力图高效开发的企业来说难以实行。如果需要在更短的时间得出产品的可靠性，需要使用更苛刻、更高的环境应力对产品进行加速试验。当实施高应力加速试验时，LED灯具的驱动电源和接口等薄弱子系统通常会过早的出现失效，然而LED光源部分却完好无损，这不符合于LED灯具系统正常工作时的退化情况及失效机理。其主要原因之一是整体LED灯具的各子系统的应力极限差异性大。为解决该问题，专利申请201210396830.1中提出了使用子系统分解的方法进行可靠性评估，即将LED灯具系统分解为若干个功能独立的子系统，然后，在保持整个系统能闭合工作的前提下，将目标子系统置于加速试验环境中，并进行可靠性加速试验。基于LED灯具子系统分解的方法，只单纯使用传统的恒定应力加速试验方法对LED光源子系统进行加速退化试验，产品评估周期仍然过长，成本问题也还是不能得到很好解决。因此，基于子系统分解的方法，针对LED光源子系统高可靠，长寿命的特征，进一步探索合适的加速退化试验方法具有非常重要的意义。

发明内容：

本发明的目的是提供基于步进应力的LED灯具的加速退化试验方法。该方法在将LED灯具系统分解为3个功能独立的子系统基础上，将步进应力试验方法应用于LED灯具光源子系统的加速退化试验，以便缩短试验评估时间和降低试验成本。

实现本发明目的的技术方案是：

在将LED灯具系统分解为3个功能独立的子系统基础上，将LED光源子系统作为加速退化试验评估的目标子系统；针对LED灯具特点，选择恒定湿度和步进温度应力作为加速试验条件，并在设定合理的样品数、应力水平、应力步长、参数测量频率等试验参数的前提下，对目标子系统进行隔离式加速退化试验；结合退化轨迹模型及加速寿命模型，折算加速退化数据，推导得到目标子系统的失效概率密度函数；确定驱动子系统和接口夹具子系统的标称失效概率密度函数，并在测量LED整体灯具稳定工作时各子系统的实际工作温度的基础上，得到各子系统在各自实际工作环境下的失效概率密度函数；采用现有的系统可靠性分析方法技术（故障树结合蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟方法）推导出整个LED灯具的可靠度分布函数和其它可靠性特征，实现LED灯具系统的加速退化试验评估。

本发明的基于步进应力的LED灯具的加速退化试验方法，具体为：在LED灯具分解为LED光源子系统、驱动子系统和接口夹具子系统3个功能独立的子系统的基础上，分别对目标子系统进行分离式的加速试验，包含如下步骤：

1）对LED灯具光源子系统进行步进应力的加速退化试验，得到正常应力水平下的失效概率密度函数；

2）确定另外两个子系统的标称失效概率密度函数；测量LED整体灯具稳定工作时另外两个子系统的实际工作温度，得到另外两个子系统在各自实际工作环境下的失效概率密度函数；

3）采用可靠性统计分析方法推导出整个LED灯具的可靠度分布函数，进而实现LED灯具系统的加速退化试验评估。

本发明的基于步进应力的LED灯具的加速退化试验方法，其中对LED灯具光源子系统进行步进应力的加速退化试验，是基于如下五点假设：

假定一：LED灯具光源子系统经历的性能退化不可逆转，即性能退化过程具有单调性；

假定二：在每一个加速应力水平下LED灯具光源子系统的失效机理与失效模式均保持不变；

假定三：在不同应力水平下LED灯具光源子系统的加速退化数据具有相同的分布形式，同时利用性能退化数据得到的样品伪失效寿命在不同应力水平下应服从同一分布类型，如Weibull分布；

假定四：LED灯具光源子系统的残余寿命与累积的方式无关，仅取决于加载的应力水平和已累积失效部分；

假定五：LED灯具光源子系统的性能退化过程可以通过线性或线性化的表达式来描述。

所述步骤1）包含过程

A、设定具体置信度数值和样品数量；

B、将LED光源子系统放置于加速环境试验箱中，装配连接；