LED台灯.doc

摘要 随着经济的发展，全球的经济进入了一体化时代，市场的规模也再不断的扩大，一个企业要想再当今市场中占有一席之地，首先就是要把产品的质量放在首位， 产品质量要求反映了产品的特性和特性满足顾客和其他相关方要求的能力。顾客和其他质量要求往往随时间而变化，与科学技术的不断进步有着密切的关系。 本文具体阐述了充电式LED台灯的质量特性并且在可靠性设计的基础上对其应用故障模式及效应分析方法（FMECA）进行了系统分析，主要对充电式LED台灯性能、可信性、安全性、适应性、经济性、时间性等方面进行分析。这是一种以LED(Light Emitting Diode)即发光二极管为光源的台灯，LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，它具有节能、环保、安全可靠的特点，能发出柔和的光，小巧流畅的外形，精良的材质颜色多样，使用方便；对人的眼睛及其它器官均有很好的保护功能。关键词：LED 充电式LED台灯 二极管 质量特性 功能 可靠性 故障模式及效应分析方法（FMECA）Abstract With economic development, integration into the global economy era, the market scale and then continued to expand, in order to further a business in todays market place, first of all that is necessary to give priority to product quality, product quality requirements reflect the features and characteristics of the product to meet the requirements of customers and other interested parties the ability. Customers and other quality requirements often change over time, with the continuous progress of science and technology are closely related. This paper describes the specific quality characteristics of the LED lamp and in the reliability of its application on the basis of the design failure mode and effects analysis (FMECA) conducted a systematic analysis, mainly on the LED lamp performance, reliability, security, adaptability, economy, timeliness and other aspects of the analysis. This is an LED (Light Emitting Diode) light-emitting diode as the light source lamp, LED is a solid state semiconductor devices, it can directly into electricity to light, it has energy-saving, environmentally friendly, safe and reliable, can be issued soft light, compact and smooth shape, excellent color and diverse material, easy to use; on the eyes and other organs have a very good protection. Keywords: LED Rechargeable LED lamp Diode Quality characteristics Function Reliability Failure mode and effects analysis (FMECA) 目录一、 引言-二、 产品简介三、 质量特性及可靠性3.1产品结构与功能-3.2质量特性-3.3可靠性设计-3.4可靠性分析-四、 总结-参考文献-1、 前 言 目前市场上按其种类可分为三种：一种是普通的白炽台灯，一种是卤素台灯、另一种是荧光灯用普通的白炽灯泡或卤素灯的台灯，其优点是价廉、发光的连续性能好，缺点是耗能多，尤其夏天会使人感到热。由于灯丝发光较集中，如果其功率稍大就会产生眩光，反之，又会造成照度不够。另一种普通荧光灯的台灯，因荧光管发光面较大，从而被照射面光线较均匀，被照射物后影形较小，对眼睛有较小干扰。但它的显色指数低，且其频闪效应使眼睛容易疲劳。因此，在这种基础上LED台灯逐步发展起来，他依靠它的节能、环保、保健护眼、经久耐用、照度充足等优点得到许多消费者的青睐，在将来的发展中它将逐步取代前几种台灯。2、 产品介绍 LED照明又称固态照明，作为继白炽灯、卤素台灯、荧光灯后的第四代照明技术，赋有“绿色照明光源”之称，具有体积小、安全低电压、寿命长、电光转换效率高、响应速度快、节能、环保等优良特性，必将取代传统的白炽灯、卤钨灯和荧光灯而成为21世纪的新一代光源。固态光源是被业界看好的未来十年替换传统照明器具极具潜力的新型光源，代表照明技术的未来。发展新固态照明，不仅是照明领域的革命，而且符合当前政府提出的“建设资源节约型和环境友好型社会”的要求。三、质量特性与可靠性设计及分析 3.1 产品的结构与功能 充电式LED台灯的主要结构有：高亮度白色发光二极管；220伏特交流转低压直流电路（电源）；灯罩；灯架；电源开关；电源线；插座；蓄电池。各组成部分的功能如下：1、 高亮度白色发光二极管：是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的。 2、 220伏特交流转低压直流电路(电源)：电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。电源功率的大小，电流和电压是否稳定，将直接影响设备的工作性能和使用寿命。 3、 灯罩：灯罩不仅仅是罩在灯上为了使光聚集在一起的作用，还可以防止触电，对保护眼睛也有作用，所以每个灯上都会有灯罩。4、 灯架：提供支撑力，承载台灯上面的灯罩与二级管，同时可以歪曲，调节光源的角度，适应不同人的要求，其次它也是电线的输送管道。5、 电源开关：接通电源的作用，使得台灯系统通过电流，能够正常工作。6、 电源线：输送电流到台灯的内部，使台灯处于工作状态。7、插座：电源插座指用来接上用来将市电提供的交流电，使家用电器与可携式小型设备通电可使用的装置。电源插座是有插槽或凹洞的母接头，用来让有棒状或铜板状突出的电源插头插入，以将电力经插头传导到电器。一般插座都设计成非同一规格的插头就无法插入，部分插座上会有棒状突出，搭配插头上的凹洞。 8、蓄电池：蓄电池是电池中的一种，它的作用是能把有限的电能储存起来，在合适的地方使用。它的工作原理就是把化学能转化为电能。 3.2 充电式LED台灯的质量特性1、 性能 （1）效率高：大功率LED的发光效率已超过45 lm/W，更由于LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，光效率远远大于白炽灯并正在赶上节能灯和荧光灯。 （2）光线质量高：由于光谱中没有紫外线和红外线，故没有热量，没有辐射，不会给人眼带来负担，长时间阅读或工作不会有眼睛发疼发胀的现象。 （3）显色性好：与荧光灯相比，大功率LED台灯的显色指数高，通常在80左右。这样有利于减少人眼的疲劳程度，对保护视力有很大帮助。 （4）维护成本低：LED寿命长，光通量半衰期寿命超过5万小时以上，一般正常使用30年以上。抗冲击和抗震能力强，没有钨丝、玻壳等易损坏的部件，非正常“报废”的可能性很小。 （5）体积小：可以使灯具小巧精致，更适合不同的使用场所。 （6）灵活性：与蓄电池配合很容易把台灯做成应急灯。当停电或紧急情况下，帮助人们疏散和照明。 （7）绿色环：废弃物可回收，没有污染，不像荧光灯含有汞成分。2、可信性LED台灯有高效的光学系统而高效能的光反射器是最有技术含量的部件之一。它具有高度的反射性、良好的控光角度和反射光线的均匀度。我们通过计算机模拟来设计灯具的光学系统，使得从LED发出的光线通过反射器和透镜等光学器具重新分配，配光合理，完全达到设计要求。反射器经过阳极氧化处理反射效率高、耐久性好；用透光率高的混光材料做灯罩。即保持了光学系统的高效率，又减少了眩光。 3、安全性安全性是产品的重中之重，产品只有在不危害人身安全的前提下，才能是合格的产品。LED台灯有良好的散热系统，散热是影响台灯LED使用主要因素，大功率LED应用过程中器件和灯具的散热显得很是重要。对LED封装和二次散热进行充分设计，采用中空带翅金属散热体和金属材质的灯罩散热，降低LED光源的热阻，获得良好的整体热特性。4、 适应性优秀的灯具不仅有高品质的LED、高品质的电器组件、高效能的反射器、合理的结构，还要有好的产品造型设计。在大功率LED台灯产品设计时就充分利用大功率LED的特点和优势，在满足实用需求和最大限度地发挥光源功效的前提下，对灯具进行小型化设计，将灯具整体设计成小巧精致可以适合不同的使用场所。使灯具在外观造型上具有美观、舒服、耐用等美学效果又能够和环境相协调。灯具的结构件全部采用金属材质，给人以结实耐用和高档次的特点，体现出产品高档和现代感的特点。5、 经济性与荧光灯相比，大功率LED台灯的显色指数高，通常在80左右。这样有利于减少人眼的疲劳程度，对保护视力有很大帮助，LED寿命长，光通量半衰期寿命超过5万小时以上，一般正常使用30年以上。抗冲击和抗震能力强，没有钨丝、玻壳等易损坏的部件，非正常“报废”的可能性很小。6、 时间性 随着社会经济的发展，LED台灯的生产规模将进一步扩大，企业对LED台灯生产技术的不断深入研究，将有效提高LED的生产工艺水平与交货时间，来满足顾客需要随时间变化的能力。 3.3 可靠性设计 所谓的产品可靠性设计就是以提高可靠性为主要目的的设计方法。产品的可靠性水平主要取决于可靠性设计的质量，如果可靠性设计质量不佳，必然导致产品可靠性的“先天性不足”，在后续的的制造和使用阶段，不管采用何种措施，也无法提高产品的可靠性。因此说，可靠性设计是提高产品可靠性的关键环节，应给予足够的重视。产品是由许多工作单元组合而成的能完成特定功能的有机整体，产品的可靠性既依赖于每个工作单元的可靠性，也依赖于工作单元之间的组合方式，在一个产品系统中，工作台单元的组合方式可能是串联、并联或更复杂的连接方式。 对系统中的A、C、D、G、E、F各部件的预测值为0.98，H、B的预测可靠度为0.96 ，需要通过计算预测系统的可靠度。 如果消费者对LED台灯的要求的目标可靠度是0.99，该台灯的8个单元可组成串-并联模型。将8个单元：高亮度白色发光二极管、220伏特交流转低压直流电路(电源)、灯罩、灯架、电源开关、电源线、插座、蓄电池分别用符号A、B、C、D、E、F、G、H代替，220伏特交流转低压直流电路(电源)与蓄电池并联到一起，即B与H并联，其余的单元与此两个单元组成的系统串联到一起，最终形成并联冗余系统。8个单元组成的系统可靠性框图如下： B H F E G D C A（1） 求系统的可靠性预测值 已知 RA=RC=RD=RG=RE=RF=0.99， RH=RB=0.98， 故RS=RA*RC*RD*RG*RE*RF*1-(1-RH)(1-RB)=0.99(6)*1-(1-0.98)(2)=0.9411（2） 求系统的可靠度目标位RS*=0.99时，各部件的可靠度此时系统的目标值为0.99，求各部件的可靠度： 把B与H看作一个单元U,先按串联系统可靠性分配方法，选用等值分配法确定各部件的可靠度。RA=RC=RD=RG=RE=RF=(RS)(1/7) =(0.99)(1/7)=0.9986由于FH=1-RH,FB=1-RB，假设H，B的可靠度相同，则FH=FB=F,故有，RU=1-FH*FB=1-F所以 FH=FB=F=(1-RU)(1/2)=(1-0.9986)(1/.2)=0.0374 RH=RB=1-F=1-0.0374=0.9626上述分配计算的结果为 RA