LED驱动器寿命预测技术现状和发展趋势

1、LED驱动器寿命预测技术和发展趋势,郭栋 100052166,介绍,1、预测LED驱动器寿命的问题。 2、预测LED驱动器寿命技术现状和具体方法。 3、LED驱动器寿命技术的发展趋势。,寿命测试困难重重,谈到LED驱动器寿命，业界有会提到一个标杆数字：3万小时。实际上led驱动器寿命在正常环境下一般能达到10000小时以上 3万小时的测试意味着3.5年不间断实验！如果寿命测试过程中没有应力加速手段，实际操作几乎不可能完成。,应力,其中“应力”是指驱动电源产品完成功能所需的动力和产品经历的环境条件，是产品退化的诱因。 如铝电解电容器在温度作用下，电容器内部的电解液蒸发，逐步引起电容量下降失效，这

2、个过程中温度就是铝电解电容器失效的诱发应力。 对led驱动器来说主要应力是温度应力和电压应力。,加速寿命试验,加速寿命试验是在保持失效机理不变的条件下,通过加大试验应力来缩短试验周期的一种寿命试验方法。加速寿命试验采用加速应力水平来进行产品的寿命试验,从而缩短了试验时间,提高了试验效率,降低了试验成本。 在加速寿命试验的工程应用方面，俄罗斯处于世界领先地位，并且在相关研究中具有自己的特色。例如，在导弹贮存寿命研究中，研究人员对与导弹贮存相关的20多个腐蚀过程进行了模型描述，开发了加速贮存试验软件用于加速贮存试验方案设计,20世纪70年代，加速寿命试验技术进入我国， 测试标准、理论和试验方法、实

3、验建模及数据处理等各个方面都在逐渐完善中。 我国制定了相关的标准，进一步很多高校内部都成立了可靠性研究所，专门从事可靠性及加速寿命试验方面的研究，并已取得了可喜的成绩。,LED驱动器的寿命预测技术引进我国的时间并不长，在理论方面也紧跟国外，发表了有影响的加速寿命试验论文。 许多企业也逐渐认识到了LED驱动器寿命试验的重要性，成立了质量管理中心，专门负责对驱动器进行加速寿命试验和可靠性的研究和评估。,LED驱动器寿命预测的方法,半导体行业标准测试程序一般采用几千小时测试，在通过加速系数推算。高温等应力因素可以加速寿命终止。 对温度应力 采用的标准寿命测试加速模型:阿伦尼斯（Arrhenius）模

4、型. 对电压应力 采用：逆幂律模型,阿伦尼斯模型,对温度应力，阿伦尼斯(Arrhenius)模型是最典型、应用最广的加速模型。对驱动寿命测试采取恒定应力试验。 恒定应力试验是对产品施加的“负荷”的水平保持不变，其水平高于产品在正常条件下所接受的“负荷”的水平。试验是将产品分成若干个组后同时进行，每一组可相应的有不同的“负荷”水平，直到各组产品都有一定数量的产品失效时为止。,式中，M为产品某特性值的退化量；等式左边表示温度在T(热力学温度)时的退化速率，退化速率是时间t的函数；k玻耳兹曼常数；T为绝对温度；A0为常数与器件有关；t为器件工作时间；E为失效机理激活能，以eV为单位，对同一类产品的同

5、一种失效模式为常数。,阿伦尼斯方程：,由阿伦尼斯方程推导出器件寿命与温度关系式：,式中，t和tj分别是LED驱动器在正常使用中的平均寿命和在加速条件下的平均寿命；T和Tj分别为正常使用中的温度和加速条件下的温度。,恩智浦公司于2010年从正常生产的驱动器中随机抽取一批SSL2101 LED驱动器用阿伦尼斯方程测试led驱动器寿命得出的数据。,逆幂律模型：,推导出驱动器寿命与所加电压关系：,K为与材料有关的常数。t0为给定的电压V0下的寿命；t1为增加电压V1下的寿命 n为经验常数，约为1.52。在大电压工作下，n会大于2；取与正常工作电压最相近的电流下的n作为预测寿命的参数，可以得到在正常工作

6、电流下的寿命。,发展趋势,多个失效机理的分析： 目前led驱动器寿命加速试验的研究目前主要集中于单一失效机理的研究，而它属于复杂系统往往存在多个失效机理，系统失效是多个潜在失效机理相互竞争的结果。竞争失效条件下的加速寿命试验问题目前已经引起了相关学者的高度重视,并在优化设计方面取得了一定的研究进展。,加速寿命试验的优化设计： 寿命先验是优化设计研究的基础，而先验信息存在一个置信度问题。如果一个优化设计过分依赖于先验信息的置信度，那么这个设计的优化度是值得怀疑的。加速寿命试验的性优化设计问题目前已经成为该领域内的研究热点。,加速寿命试验的效率越来越高： 对于模拟统计试验，加速寿命试验的主要目的是提高试验过程的时间效率和经济效益，从而以最低的试验代价达到寿命评估的目的。因此，从总体而言，加速寿命试验的统计分析与优化设计应该是在效率问题与精度问题之间的一个折衷。,引入加速寿命试验计算机辅助工程(CAE) ： 随着加