【解读】LED照明灯具可靠性测试方法及成本控制

　　其一，封装材料不佳引起，如环氧、硅胶、荧光粉、基座、导电胶、固晶材料等。

　　其二，封装结构设计不合理，如材料不匹配、产生应力、引起断裂、开路等。

　　其三，封装工艺不合适，如装片、压焊、点胶工艺、固化温度及时间等。

　　为提高器件封装可靠性，**在原材料选用方面要严格控制材料的质量，在封装结构上除了考虑出光效率和散热外，还要考虑多种材料结合在一起时的热涨匹配问题。在封装工艺上，要严格控制每道工序的工艺流程，尽量采用自动化设备、确保工艺的一致性及重复性，保障LED器件性能和可靠性指标。

　　3. LED驱动电源模块

　　现阶段国内LED驱动电源有较多质量问题，据报道，LED灯具失效，约70%以上是由驱动电源引起，这个问题应引起行内业者的重视。**来分析电源模块功能，一般由四部分组成：

　　电源变换：高压变低压、交流变直流、稳压、稳流。

　　驱动电路：分立器件或集成电路能输出较大功率组成的电路。

　　控制电路：控制光通量、光色调、定时开关及智能控制等。

　　保护电路：保护电路内容太多，如过压保护、过热保护、短路保护、输出开路保护、低压锁存、抑制电磁干扰、传导噪声、防静电、防雷击、防浪涌、防谐波振荡等。

　　作为LED驱动模块的功能，电源变换和驱动电路一定要有，控制电路要看实际需求而定，保护电路要根据实际产品可靠性的需要来确定，采取保护电路，需要增加费用，这与电源的成本是矛盾的。有报道称，如果电源成本每瓦平均2~3元，其性价比还是较高。如何提高驱动电源模块质量，确保LED灯具的可靠性，原则上应采取以下几点措施：

　　其一，电源模块必须选用品质好的电子元器件。

　　其二，整体线路设计合理，包含电源变换、驱动电路、控制电路和保护电路。

　　其三，选用合适的保护电路，既可保护模块性能质量，又不增加太多的成本。

　　根据现有电源驱动模块的质量水平，要确保LED灯具寿命达到3.5万小时，其难度是很大的。

　　4.散热问题

　　LED照明灯具的可靠性（寿命）很大程度上取决于散热水平，所以提高散热水平是关键技术之一。主要是解决芯片产生多余热量通过热沉、散热体传出去，这是个很复杂的技术问题。下面将分别叙述：

　　（1）功率LED定义

　　哪些LED需要考虑散热问题，功率LED需要散热。功率LED是指工作电流在100mA以上的发光二极管。是我国行标参照美国ASSIST联盟定义的，按现有二种LED的正向电压典型值2.1V及3.3V，即输入功率在210mw及330mw以上的LED均为功率LED，都需要考虑器件热散问题，有些人可能有不同看法，但实践证明，要提高功率LED的可靠性（寿命），就要考虑功率LED的散热问题。

　（2）散热有关参数

　　与LED散热有关的主要参数有热阻、结温和温升等。

　　a．热阻

　　热阻是指器件的有效温度与外部规定参考点温度之差除以器件中的稳态功率耗散所得的商。它是表示器件散热程度的**重要参数。目前散热较好的功率LED热阻≤10℃/W，国内报道**好的热阻≤5℃/W，国外可达热阻≤3℃/W，如做到这个水平可确保功率LED的寿命。

　　b．结温

　　结温是指LED器件中主要发热部分的半导体结的温度。它是体现LED器件在工作条件下，能否承受的温度值。为此美国SSL计划制定提高耐热性目标。

　　芯片及荧光粉的耐热性还是很高的，目前已经达到芯片结温在150℃下，荧光粉在130℃下，基本对器件的寿命不会有什么影响。说明芯片荧光粉耐热性愈高，对散热的要求就愈低。

　　c．温升

　　温升有几种不同的温升，我们这里所讨论的是：管壳－环境温升。它是指LED器件管壳（LED灯具可测到的**热点）温度与环境（在灯具发光平面上，距灯具0.5米处）温度之差。它是一个可以直接测量到的温度值，并可直接体现LED器件外围散热程度，实践已证明，在环境温度为30℃时，如果测得LED管壳为60℃，其温升应为30℃，此时基本上可确保LED器件的寿命值，如温升过高，LED光源的维持率将会大幅度下降。