关于TM21寿命推算方法

1、关于TM21LED寿命推算方法1、基础知识IESLM-80-08是用于测量LED光源光通维持率的方法，被广泛用于描述LED的光衰特性，LED器件生产厂家提供的LM-80-08测试报告(ES认可的测试机构测试)采用的数据都来至于持续测试6000h或更多时间内的测试数据，然而对于被测产品LM-80-08并没有很好的定义对于收集到的数据，如何被实际用于确定LED的有效寿命。TM-21是EnergyStar标准的技术备忘，补充了根据LM-80-08测试过程中获得的数据，来进行超出老化时间的寿命推算的方法。额定光通维持寿命是指LED光源的光输出相对于初始光输出达到某一给定百分比所经过的运行时间，这个值被

2、定义为Lp,p为给定的百分比值，业界常用LED光输出下降至初始光输出的70%所经过的时间来定义LED的寿命，LED达到其额定光通维持寿命取决于很多变量，包括运行温度、驱动电流、产品结构的设计和材料特性。2、样品规模及测试数据采集对于从LM80报告中获得的所有针对某一特定产品的壳温、驱动电流等数据，都应用于流明维持寿命推算，推荐的样品规模集最小为20pcs,并可以在流明维持寿命推算中，相对于寿命测试持续时间，LED推算寿命最大不超过6倍测试时间。任何样品规模的改变都将导致不确定度及流明维持寿命推算的时间间隔的改变，对于样品规模为1079Pcs的情况，LED推算寿命最大不超过5.5倍测试时间。不支

3、持样品规模小于10pcs的寿命推算。从目前各厂家提供的LM80报告来看，样品规模多为20pcs或25pcs。目前LM806000h报告中数据的采集时间间隔多为1000h,且很多厂家持续测试时间已超6000H,超6000H的附加测量可以提高流明维持寿命推算的准确性。3、流明维持寿命推算方法目前LM80报告中采用最多的是对采集到的数据进行曲线拟合，以推算光通维持率衰减至70%所经历的时间，这个时间就是LED的流明维持寿命。同样的曲线拟合方法，可以用来推算未来某个时间节点的光通量。对于LM80报告中每一组被测单元所采集的温度及驱动电流数据，都应单独用该方法进行曲线拟合。TM-21Mathematic

4、alAlgorithm4Manufacturershouldnormalizethelightoutputto1at0hoursforeachunitinthedataset.3tdforallunitsareaveragedtogether(ResultreprAsenlsaveragebehavior).4Allaveragelumenrnaintenancedatapointsfrom0andlessthan1.000hoursareremoved-For6.000hourdata:averagelumenmaintenancedatapointsfrom1,000hoursto6,00

5、0hoursarefittoasimpleexponentialexlrapolationmodelusingaleast-squarescurvefit.,Fordata6)=Majorchanges:1Bt&mnaddedtosimplee.on6ntialrrM制Least-sqjaresfitofdatastartingat1000rtoursi6Khrdataset*Lea$t-square&fitofdatausing5,000hoursi7K-1DKdataset)LOWJG史必7M-6XextrapolatlOhlimellmilHuuitLED随时间的光衰对各数据采集时间点的

6、数据的平均值按照指数最小二乘法进行曲线拟合。减可以用e指数关系表示()(t)=Bexp(-at),()(t)为归一化的光通维持率，t为持续测试的时间，B为最小二乘法曲线拟合派生出的初始化常数，a为最小二乘法曲线拟合派生出的衰退系数。LED光衰至初始光通量70%所用时间的推算公式为(光衰减e指数关系两边同时取ln)：当a0时，指数拟合曲线会衰减至零，L70为正值；当a0时，指数拟合曲线会随着时间的增加而增加，L70为负值。当L70值落在测试LM80持续测试时间内的某一个时间节点时，则L70值应为通过最接近于该点的两个测试节点之间的线性插值获得，且该值的优先级高于通过以上公式预测获得的值。卜面就以

7、亿光5630B2700K/150mA/85C下的LM80测试数据为例进行曲线拟合说明:LM80测试数据如下:NoOHr,OHrIumpnOHr.LM1,00QgpM%CWHryRhl%3,Q0GHr5.UM%4000Hr5lM%S.OOQrtslG.DOOHr.pM%134793473510000%500%?a26%9755%9669%9616%9375%23.4795427100.00%960%蛇15%97.30%9611%35.72%9336%33.51434.6711CO.OO%96.71%57.94%96.74%957E%948%92.27%4353134D9O10C00%9880%S

8、7BB%9679%9&E2%9342%9102%53.52134.599IC0.00%9878%96.!7%97.E4%9606%953%9276%G3.47134.5141CO.OOHA7.92%97B7%45%95.38%9505%13便34.13100.00%99.07%9811%97.70%9672%94.74%8353534D2010000%9903%加08%9701%y567%9364%SilM%93.50834.519100.00%9697%96.19%97A4%96就E96.64%9495%10350735425100.00,98.71%阻07%97.53%9634%95.17

9、%92.67%113.53735有100.00%9933%89%10%9707%96.01%93.J7%123513497S100.MK9667%SS25%9710%9576%966%9294%133.47034270100.00%96.52%97.40%加76%9466%931%9121%143.5083d,958100.00%96.72%se19%97.55%96d4%96.03%93.53%1534803531410000%9907%9S64%97SB%9645%9551%929254163.4CC34.336100.00%9695%90.33%97.75%9658%95.67%9330

10、%173.50034.56S100,0(3%9868，羽00%97.99%96皖先9559%93.27%183曲州746100.00%9900%纳34%9796%9681%9667%94.21%1935333466710000%9928%9S82%9S16%97IS%9657%9406%203.51333.95G100.00%98ea%98.3%$772%骗78%96.(56%9430%Ayg.3就034,517WCQQH熊WR97.43%9636%95.46%93.04%Min345433956IDO00%9652%0740%9576%9465%9042%9102%Mdx.3.5373542

11、s100.00%9933，96.89%16%9718%96.67%分95%Med3.50734.543100,00%9889%96.19%57%9644%95,63%93.15%StDev.0.0260.430C.0000002D.0G3口0060.DD60.0100.010我们可以在matlab中使用cftool命令对所获得白数据进行e指数拟合，程序如下：x=100020003000400050006000;y=0.98900.98210.97430.96350.95460.9304;cftool;运行程序，会弹出曲线拟合工具界面，点data读入x值、y值，creatdataset,将各测试

12、点数据读入图中Qi二5EFliunciTerai|R.|卿,InVik114raAiifwMdtrnmlmildiUil/ynM马修/编。门讪怕飞3乂g*(苧下但仲*RsNti彳“，1.，09Er-DSTD96-0p-。蛔-093I*IiiiiiIaiAI1的口i&uo?4q，的ogong75g.toon4加口砧期MQO点fitting,在typeoffit下选择Exponential，点击a*exp(b*x),点击apply,可得出a值和b值以及拟合曲线。从而我们可得出我中的B=1.005,a=1.139e-005,带入可算出L70为31752H,我们可近似认为可以达到32000h的寿命，与

13、LM80报告中的推算值一致。5、结果的修正修正系数为n,总测试时间为T,L70为推测寿命10-19pcs样品20pcs及以上样品修正系数为n=5.5;修正系数为n=6;当0L70n*T时当L700时最后表述预测结果为实际推测值L70;最后表述预测结果为实际推测值n*T;最后表述预测结果为n*T,并且任何测试时间外的的推算值都归为最近测试点的值。综上，那么亿光5630B2700K/150mA/85C下的寿命推测值为32000h,符合0L70n*T的条件(20pcs样品，n*T应为36000h),那么我们可以表述此条件下5630的寿命为32000h。6、温度插值计算当实际使用温度与LM80报告中的

14、测试温度(55C、85c或生产厂家指定的第三个温度)不同时，可采用下列方法来预测寿命，运行条件因相同或降低(如驱动电流)。插值前提：Ts1TsTs2其中Ts1为LM80报告中相对于实际使用温度较低的测试值，Ts2为报告中相对于实际使用温度较高的测试值。关于衰退系数我们引入阿列纽斯方程，a=adfexp(-Ea/KTs)其中a为衰退系数，a。为衰退常数，If为驱动电流，Ea为材料激活能(ev),K为波尔茨曼常数(8.62x10-5ev/K),Ts为实际使用焊盘温度(单位为K)。对于相同电流下(或降低)实际使用温度介于Ts1和Ts2之间，我们需要通过如下温度插值法来推算光通维持寿命，其中a1为Ts

15、1温度下的衰退系数，a2为Ts2温度下的衰退系数(可直接由曲线拟合派生出):首先我们得算出Ts1和Ts2之间的实际使用温度下的衰退系数as：a1=aIfexp(-Ea/KTs1)a2=aIfexp(-Ea/KTs2)由上面两式两边同时取ln,再相减，我们可以得出Ea/K=(lna1-lna2)/(1/Ts2-1/Ts1),再代入a1和Ts1(a2和Ts2也可)得：a0lf=a1*exp(Ea/KTs1)综上，我们可以计算出Ts温度下的衰退系数：as=a1*exp(Ea/KTS1)*exp(lna2-lna1)/(Ts*(1/Ts2-1/Ts1)关于初始化常数Bs(B1*B2)其中B1为较低温度Ts1的拟合初始化常数，B2为较高温度Ts2的拟合初始化常数0=将Bs、as,代入拿可推算出实际使用温度Ts下（电流与LM80报告相同或更低）的L70寿命。同样可以计算出Ts温度下时间t