Principio di progettazione e ricerca applicativa dello strumento di prova dell'invecchiamento ottico a LED

Astratto
I diodi a emissione luminosa (LED), come nuova generazione di sorgenti luminose a stato solido, sono ampiamente utilizzati in vari settori grazie ai loro vantaggi di elevata efficienza, risparmio energetico e tutela ambientale. Il tasso di mantenimento del flusso luminoso e la durata di vita sono indicatori fondamentali per la misurazione della qualità del prodotto. Questo articolo prende in esame... LISUN LEDLM-84PL Strumento di test di invecchiamento ottico a LED come oggetto di ricerca. Progettato in conformità con il IES LM-84 and TM-28 In linea con gli standard, questo strumento integra la simulazione ambientale ad alta e bassa temperatura, la raccolta di parametri fotoelettrici e funzioni di previsione della durata. Il documento illustra le basi di progettazione, la composizione hardware e il principio di funzionamento dello strumento, concentrandosi sull'analisi del metodo di calcolo della durata basato sul modello di Arrhenius e TM-28 standard e verifica le prestazioni dello strumento attraverso casi di test pratici. La ricerca dimostra che lo strumento può realizzare un monitoraggio stabile a lungo termine dei parametri fotoelettrici e test di invecchiamento rapido delle lampade a LED, fornendo un supporto tecnico affidabile per la ricerca e lo sviluppo di prodotti LED e per il controllo qualità.

1. introduzione
Con il rapido sviluppo della tecnologia di illuminazione a LED, il mercato ha imposto requisiti più elevati per la durata e l'affidabilità dei prodotti LED. A differenza del guasto a "estinzione istantanea" delle sorgenti luminose tradizionali, i LED subiranno fenomeni di degrado delle prestazioni come l'attenuazione del flusso luminoso e la deriva della temperatura di colore durante l'uso a lungo termine. La loro durata è solitamente definita come il tempo di funzionamento cumulativo quando il tasso di mantenimento del flusso luminoso scende al 70% (L70) o al 50% (L50), che può generalmente superare le 50,000 ore. L'esecuzione di test a lungo termine in condizioni di funzionamento reali richiede molto tempo e risorse. Pertanto, è urgentemente necessario uno strumento professionale per il test di invecchiamento ottico dei LED per ottenere un monitoraggio accurato dei parametri fotoelettrici e una rapida previsione della durata in condizioni ambientali complesse simulate.
Migliori LEDLM-84PL Strumento di prova dell'invecchiamento ottico a LED sviluppato da LISUN Il gruppo è progettato rigorosamente in conformità con IES LM-84 “Flusso luminoso e tasso di mantenimento della temperatura di colore dei motori di luce e delle sorgenti luminose” e TM-28 standard. In combinazione con il modello di Arrhenius, realizza il calcolo scientifico della durata dei LED, in grado di soddisfare le diverse esigenze delle lampade a LED, dai test di stabilità a lungo termine alla valutazione dell'invecchiamento rapido, e di fornire una soluzione di test efficiente e affidabile per il settore.

Strumento per test di invecchiamento ottico a LED Strumento per test di invecchiamento ottico a LED LEDLM 80PL

2. Base di progettazione e composizione hardware di LISUN LEDLM-84PL Strumento di test di invecchiamento ottico a LED
(1) Base standard di progettazione
Il design di base del LEDLM-84PL strumento ruota attorno ai due principali standard di IES LM-84 and TM-28, ed è anche compatibile con LM-79-19 “Metodi di misurazione fotometrica ed elettrica per prodotti di illuminazione a stato solido” per garantire la standardizzazione e la comparabilità dei dati di prova:

IES LM-84 Norma: Questa norma specifica i metodi di prova per il mantenimento del flusso luminoso e della temperatura di colore dei motori e delle lampade a LED. Richiede che il ciclo di prova copra 6000 ore, durante le quali i parametri fotoelettrici devono essere raccolti regolarmente per registrare l'andamento dell'attenuazione del flusso luminoso nel tempo, fornendo dati di base per la valutazione della durata.
TM-28 Standard: Come linea guida tecnica di supporto per LM-84, TM-28 Propone un metodo di previsione della durata basato sui dati misurati. Applicando la curva di attenuazione del flusso luminoso a 6000 ore e combinandola con modelli statistici, si ricavano i valori di durata L70 e L50, risolvendo il problema dei cicli di test a lungo termine eccessivamente lunghi.

LM-79-19 Standard: standardizza le condizioni di misurazione e i metodi di calcolo per i parametri fotoelettrici quali flusso luminoso, efficienza luminosa e coordinate di colore dei prodotti LED, garantendo che i dati fotometrici, colorimetrici ed elettrici raccolti dallo strumento siano conformi agli standard industriali unificati ed evitando errori di test.

(2) Composizione del sistema hardware
Migliori LISUN LEDLM-84PL Lo strumento per il test dell'invecchiamento ottico dei LED non è un singolo dispositivo, ma un sistema integrato composto da un'unità di test principale, un'unità di simulazione ambientale e un alimentatore. Tutti i componenti lavorano in sinergia per garantire l'automazione e la precisione del processo di test. La composizione specifica è mostrata nella tabella seguente:

3. Principio di funzionamento e metodo di calcolo della durata del LEDLM-84PL Strumento
(1) Processo di funzionamento del sistema
Il processo di lavoro del LISUN LEDLM-84PL Lo strumento di prova dell'invecchiamento ottico a LED è suddiviso in due modalità: "test stabile a lungo termine" e "test rapido accelerato", entrambe le quali realizzano un funzionamento completamente automatizzato senza intervento manuale:
1. Modalità di test stabile a lungo termine
• Fase 1: Installare 8 lampade LED negli apparecchi personalizzati del GDJW-015A rispettivamente camera di prova alternata ad alta e bassa temperatura e collegare il LSP-1KVARC • Alimentazione CA per garantire un'alimentazione stabile per le lampade;
• Fase 2: Impostare i parametri di temperatura della camera di prova (ad esempio 60℃ costanti o ciclo di temperatura alta-bassa da -20℃ a 80℃) per simulare l'ambiente di utilizzo effettivo dei LED;
• Passaggio 3: avviare il LEDLM-84PL host. Secondo lo standard LM-84, il sistema raccoglie automaticamente parametri quali flusso luminoso, temperatura di colore, tensione e corrente a intervalli fissi (ad esempio, 100 ore);
• Fase 4: Dopo 6000 ore di test continui, il software adatta i dati di attenuazione del flusso luminoso raccolti in base al TM-28 standard e genera i report di durata L70 e L50.

2. Modalità di test rapido accelerato
Questa modalità si basa sul modello di Arrhenius, che accelera il processo di invecchiamento dei LED aumentando la temperatura ambiente o la corrente di pilotaggio;
Il sistema imposta una temperatura superiore alle normali condizioni di lavoro (ad esempio, 85℃, 100℃) per abbreviare il ciclo di attenuazione del flusso luminoso e ottenere dati di invecchiamento equivalenti a 6000 ore in un “breve periodo di tempo” (ad esempio, 500 ore);
In combinazione con il fattore di accelerazione della temperatura del modello di Arrhenius, il software converte i dati dei test rapidi nel valore di durata in normali condizioni di lavoro, realizzando la rapida previsione di L70 e L50 e risparmiando notevolmente tempo di test.

(2) Calcolo della durata basato sul modello di Arrhenius e TM-28 Standard
1. Principio del modello di Arrhenius
Il modello di Arrhenius è un modello classico che descrive la relazione tra velocità di reazione chimica e temperatura. La sua formula fondamentale è: k = A · e^(-Eₐ/(RT))
Dove k è la costante di velocità di invecchiamento, A è il fattore pre-esponenziale, Eₐ è l'energia di attivazione (un parametro correlato ai materiali LED, determinato tramite esperimenti), R è la costante del gas (8.314 J/(mol·K)) e T è la temperatura assoluta (unità: K).

Nel test di invecchiamento dei LED, il tasso di attenuazione del flusso luminoso è proporzionale alla costante di velocità di invecchiamento k. Maggiore è la temperatura, maggiore è il valore di k e più rapida è l'attenuazione del flusso luminoso. Pertanto, aumentando la temperatura di prova, il processo di invecchiamento può essere accelerato e, quindi, il modello di Arrhenius viene utilizzato per convertire il tempo di prova ad alta temperatura nella durata equivalente a temperatura normale, realizzando una previsione rapida.

2. Calcolo della durata della vita secondo TM-28 Standard
Sulla base dei dati del flusso luminoso di 6000 ore del test LM-84, il TM-28 lo standard utilizza metodi di "adattamento lineare" o "adattamento esponenziale" per dedurre la durata:
Se la curva di attenuazione del flusso luminoso è approssimativamente lineare, la formula per il calcolo della durata è:
L₇₀ = t₀ + (0.7 – Φ₀)/k
Dove t₀ è il tempo di prova (6000 ore), Φ₀ è il tasso di mantenimento del flusso luminoso a 6000 ore e k è il tasso di attenuazione dell'adattamento lineare;
Se la curva di attenuazione mostra un andamento esponenziale, viene utilizzata la formula di adattamento esponenziale:
Φ(t) = Φᵢₙᵢₜᵢₐₗ · e^(-kt)
Sostituisci Φ(t) = 0.7 Φᵢₙᵢₜᵢₐₗ e risolvi per ottenere L₇₀ = ln(1/0.7)/k.
Il software di LEDLM-84PL Lo strumento è in grado di identificare automaticamente il tipo di curva di attenuazione del flusso luminoso, selezionare il metodo di adattamento ottimale e combinarlo con il fattore di accelerazione del modello di Arrhenius per generare valori di durata L70 e L50 accurati, garantendo l'affidabilità dei risultati di calcolo.

4. Verifica delle prestazioni e casi applicativi del LEDLM-84PL Strumento
(1) Esperimento di verifica delle prestazioni
Per verificare l'accuratezza del LISUN LEDLM-84PL Strumento per il test dell'invecchiamento ottico a LED: per il test è stata selezionata una lampadina da 10 W di una determinata marca:
1. Condizioni sperimentali
Gruppo di test a lungo termine: temperatura 60℃, corrente di pilotaggio 0.3A, tempo di prova 6000 ore;
Gruppo di test rapidi: temperatura 100℃, corrente di pilotaggio 0.3A, tempo di test 500 ore;

2. Risultati sperimentali
Dopo 6000 ore di test nel gruppo di test a lungo termine, il tasso di mantenimento del flusso luminoso era dell'85% e la durata L70 dedotta in base al TM-28 lo standard era di 35,000 ore;
Dopo 500 ore di test nel gruppo di test rapido, il tasso di mantenimento del flusso luminoso è sceso al 78%. Convertita tramite il modello di Arrhenius, la durata della L70 in normali condizioni di lavoro era di 34,500 ore;

L'errore tra i due gruppi di risultati dei test è stato solo dell'1.4%, il che indica che la modalità di test accelerata rapida del LEDLM-84PL Lo strumento ha un'elevata precisione e può sostituire efficacemente i test a lungo termine.

(2) Scenari applicativi industriali
Fase di ricerca e sviluppo delle lampade a LED: le aziende di ricerca e sviluppo possono utilizzare questo strumento per valutare rapidamente l'impatto di diversi materiali (come materiali di dissipazione del calore e adesivi per imballaggio) sulla durata dei LED e ottimizzare la progettazione del prodotto;
• Istituzioni di controllo qualità: le istituzioni di controllo di terze parti utilizzano questo strumento per fornire alle aziende rapporti di prova di durata L70 e L50 credibili in conformità con LM-84 e TM-28 standard;
• Collegamento tra produzione e fabbricazione: le aziende di produzione possono effettuare test di campionamento sui prodotti ex fabbrica tramite questo strumento, monitorare la costanza di vita dei prodotti in lotti e impedire che prodotti non qualificati entrino nel mercato.

5. CONCLUSIONE
Prendendo il IES LM-84 and TM-28 standard come base di progettazione fondamentale, LISUN LEDLM-84PL Strumento di test di invecchiamento ottico a LED Integra funzioni di simulazione ambientale, raccolta dati fotoelettrica e calcolo della durata. Grazie alle due modalità di "test stabile a lungo termine" e "test rapido accelerato", soddisfa le diverse esigenze di valutazione della durata delle lampade a LED. La tecnologia di test rapido basata sul modello di Arrhenius riduce notevolmente il ciclo di test garantendo al contempo l'accuratezza del calcolo della durata; il funzionamento completamente automatizzato e la capacità di test multicanale migliorano l'efficienza dei test e l'affidabilità dei dati.