如何利用實(shí)驗數據有效推估LED壽命?

　　美國環(huán)保署（Environmental Protection Agency, EPA）與能源部（Department of Energy, DOE），自2010年起陸續對LED光源燈具/燈泡發(fā)布能源之星（Energy Star?）及Lighting Facts標準，讓相關(guān)業(yè)者的LED照明產(chǎn)品規格有所依循，目前國際LED大廠(chǎng)針對LED產(chǎn)品的壽命評估與產(chǎn)品規格，也以此為依據。也就是說(shuō)，LED廠(chǎng)商若想打入國際LED照明市場(chǎng)，勢必取得LED能源之星認證這張門(mén)票。

　　在能源之星部份，2011年7月6日，EPA為了簡(jiǎn)化資格審查程序，特別將住宅照明(RLF)及固態(tài)照明（SSL Luminaires）兩大型態(tài)的燈具規范整合成【ENERGY STAR?Luminaires Program Requirement V1.1】，并訂定2012年4月1日正式開(kāi)始實(shí)施，此外燈泡的部分也整合成【ENERGY STAR?Program Requirements for Integral LED Lamps V1.4】，兩份規范中除了審核的數據項增加外，引起較多討論的應該是【LM-82光電特性規范】與【TM-21壽命預估規范】的要求已納入其中。

　　LM-82目前在北美照明協(xié)會(huì )(IESNA)尚未正式出版，其內容主要為L(cháng)ED Light Engines及Integrated LED Lamps的電性與光學(xué)特性在不同溫度下的特征驗證方式，其量測方式相似于LM-79-08計劃，但重點(diǎn)為溫度對電/光參數的特征影響性評估。

　　另一部分則為IESNA于2011年7月25日出版的TM-21-11 (Projecting Long Term Lumen Maintenance of LED Light Sources)，此規范主要是針對LED光源表現與壽命進(jìn)行預測，并與日前所公告的LM-80-08 LED流明維持率實(shí)驗進(jìn)行連結，應用LM-80-08的實(shí)驗數據來(lái)推估LED組件及燈具/燈泡的長(cháng)期壽命表現。

　　一、使用TM-21推估LED燈具壽命步驟

　　為使LED業(yè)者對TM-21有較清晰的概念，并了解如何善用TM-21推估LED產(chǎn)品，筆者將以四個(gè)程序說(shuō)明LM-80-08與TM-21-11的應用及推估方式：

　　步驟一 : LED組件供貨商對其LED Source(Package/Array/Module)進(jìn)行3個(gè)溫度(55℃/85℃/自選溫度)至少6,000小時(shí)的LM-80-08實(shí)驗?！　　?樣品數要求 : (與可推估時(shí)間其有關(guān)連性)

　　★ 測試時(shí)間要求 : (與推估精準度有連結性)

　　至少6,000小時(shí)，建議為10,000小時(shí)，每隔1,000小時(shí)需要取得測試之LED光衰數據，間隔時(shí)間越短(如:500小時(shí))可提升推估時(shí)的準確度。

　　步驟二 : 依TM-21-11公式推估3個(gè)測試溫度(55℃/85℃/自選溫度)的長(cháng)期壽命數據。

　　★ 取得各溫度實(shí)驗數據平均值，測試數據取出時(shí)間規則為:

　　★ 以Exponential Least Squares Curve-Fit(最小平方曲線(xiàn)擬合)取得斜率

　　m(Slope)與截距b(Intercept)，計算m與b時(shí)若測試時(shí)間越長(cháng)間隔越密集，其精準度將提升，接著(zhù)計算出B與α數值。

　　★ 依下列公式計算出各溫度實(shí)驗之LED在ENERGY STAR規定之流明維持率70%時(shí)的壽命時(shí)間數值。

　　L70 : 當LED流明維持率為70%時(shí)的使用時(shí)間

　　★ 以步驟一中樣品數量進(jìn)行可推估倍數時(shí)間之標準判斷:

　　表示方式為 :

　　(6K) : LM-80測試時(shí)間，(6K)=6,000小時(shí)；(10K)=10,000小時(shí)

　　XX,XXX Hours : 樣品≧20ea，測試時(shí)間=6,000，可推估6倍為36,000小時(shí)

　　★ 使用Exponential公式計算出各時(shí)間之流明維持率，則可以計算出之數據繪出各測試溫度的推估壽命曲線(xiàn)圖: