本發(fā)明涉及l(fā)ed可靠性測試領域，尤其涉及一種led燈具在溫度加速老化中的壽命誤差試驗方法。

背景技術(shù)：

led(lightemittingdiode)具有體積小、壽命長、亮度高、節(jié)能高效等諸多優(yōu)點，被認為是取代白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈的第四代照明光源。已被廣泛應用于信號指示、lcd背光、顯示、通用照明等領域。當諸多學者致力于研究其長壽命及其可靠性的問題時，其中不可忽略的問題，為如何在較短的截止時間內(nèi)給出led產(chǎn)品的高可靠性壽命。

現(xiàn)有的老化測試截止時間大部分是參考美國能源之星報道的相關標準，如ieslm-79,ieslm-80,iestm-21和iestm-28.不管是對于模塊、器件或是燈具，這些標準建議的測試時間至少為6000小時，如此長的測試時間影響了led照明產(chǎn)品更新?lián)Q代的速率，因此，目前便有學者提出led產(chǎn)品的加速老化試驗中截止時間是以光通量的衰減作為規(guī)定，截止時間越長，壽命預估便會越精確，但是無法得到lcd燈具加速老化過程中最小的截止時間以保證壽命預估的精確性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中無法得到lcd燈具加速老化過程中最小的截止時間以保證壽命預估的精確性的技術(shù)問題，提供一種led燈具在溫度加速老化中的壽命誤差試驗方法。

本發(fā)明提供一種實施例的led燈具在溫度加速老化中的壽命誤差試驗方法，所述測量方法包括以下步驟：

設定樣品數(shù)量，并準備對應樣品數(shù)量的led目標試樣；

對led目標試樣進行加速老化試驗，得到每個led目標試樣的所有光衰數(shù)據(jù)；

根據(jù)e指數(shù)衰減和每個led目標試樣的所有光衰數(shù)據(jù)進行擬合，得到在不同老化時間下每個led目標試樣的初始壽命；

對同一老化時間下led目標試樣的初始壽命進行威布爾擬合，得到在衰減機理不發(fā)生改變時每個老化時間對應的形狀參數(shù)和特征參數(shù)；

根據(jù)所述每個老化時間對應的形狀參數(shù)和特征參數(shù)，得到每個老化時間下led目標試樣的中位壽命；

根據(jù)預設的滑動平均誤差的階數(shù)，采用滑動平均誤差值的方法對每個老化時間下led目標試樣的中位壽命進行誤差分析，得到不同截止時間下的滑動平均誤差值。

本發(fā)明還提供一種實施例的計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述方法的步驟。

本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：首先根據(jù)e指數(shù)衰減律擬合出每個樣本的初始壽命。其次在威布爾分布條件下，對樣本的初始壽命進行擬合，給出不同截止時間條件下對應的特征參數(shù)和形狀參數(shù)的預估，同時給出樣本對應的中位壽命，最后對樣本的中位壽命進行預設階數(shù)的滑動平均誤差分析，得到不同截止時間下的滑動平均誤差值并根據(jù)滑動平均誤差值確定最小截止時間，使得溫度加速老化試驗的老化時間為最小截止時間，從而保證壽命預估的精確性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明led燈具在溫度加速老化中的壽命誤差試驗方法一種實施例的流程圖。

圖2為本發(fā)明led燈具在溫度加速老化中的壽命誤差試驗方法另一種實施例的流程圖。

圖3為本發(fā)明led燈具的溫度加速老化試驗系統(tǒng)一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4(a)和圖4(b)分別對應為本發(fā)明的80℃和85℃的光衰曲線圖。

圖5為本發(fā)明的80℃溫度應力條件下不同截止時間對應的數(shù)據(jù)分析圖。

圖6為本發(fā)明的80℃溫度應力條件下不同截止時間對應的誤差分析圖。

圖7為本發(fā)明的85℃溫度應力條件下不同截止時間對應的數(shù)據(jù)分析圖。

圖8為本發(fā)明的85℃溫度應力條件下不同截止時間對應的誤差分析圖。

圖中，1、恒溫箱；2、積分球；3、恒溫箱1的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；4、光譜輻射計；5、計算機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。

本發(fā)明提供一種實施例的led燈具在溫度加速老化中的壽命誤差試驗方法，如圖1所示，所述測量方法包括以下步驟：

步驟s11，設定樣品數(shù)量，并準備對應樣品數(shù)量的led目標試樣；

步驟s12，對led目標試樣進行加速老化試驗，得到每個led目標試樣的所有光衰數(shù)據(jù)；

步驟s13，根據(jù)e指數(shù)衰減和每個led目標試樣的所有光衰數(shù)據(jù)進行擬合，得到在不同老化時間下每個led目標試樣的初始壽命；

步驟s14，對同一老化時間下led目標試樣的初始壽命進行威布爾擬合，得到在衰減機理不發(fā)生改變時每個老化時間對應的形狀參數(shù)和特征參數(shù)；

步驟s15，根據(jù)所述每個老化時間對應的形狀參數(shù)和特征參數(shù)，得到每個老化時間下led目標試樣的中位壽命；

步驟s16，根據(jù)預設的滑動平均誤差的階數(shù)，采用滑動平均誤差值的方法對每個老化時間下led目標試樣的中位壽命進行誤差分析，得到不同截止時間下的滑動平均誤差值。

本發(fā)明的壽命誤差試驗方法，首先根據(jù)e指數(shù)衰減律擬合出每個樣本的初始壽命。其次在威布爾分布條件下，對樣本的初始壽命進行擬合，給出不同截止時間條件下對應的特征參數(shù)和形狀參數(shù)的預估，同時給出樣本對應的中位壽命，最后對樣本的中位壽命進行預設階數(shù)的滑動平均誤差分析，得到不同截止時間下的滑動平均誤差值并根據(jù)滑動平均誤差值確定最小截止時間，使得溫度加速老化試驗的老化時間為最小截止時間，從而保證壽命預估的精確性。

在具體實施中，所述對led目標試樣進行加速老化試驗的步驟，具體為：在不同溫度應力條件對led目標試樣進行加速老化試驗。

在具體實施中，在步驟s15之后，如圖2所示，還包括以下步驟：

步驟s150，對每個老化時間下led目標試樣的中位壽命進行分析，得到選取區(qū)域的老化時間段下led目標試樣的中位壽命。具體的，所述選取區(qū)域的老化時間段具體為：中位壽命下降區(qū)域所對應的老化時間段。

所述步驟s16，具體為：

步驟s160，所述根據(jù)預設的滑動平均誤差的階數(shù)，采用滑動平均誤差值的方法對選取區(qū)域的老化時間段下led目標試樣的中位壽命進行誤差分析，得到不同截止時間下的滑動平均誤差值。

在具體實施中，所述不同老化時間具體為：所述老化時間從336小時開始，每間隔24小時作為一個老化時間點。

在具體實施中，led燈具的老化符合e指數(shù)衰減，即

式中，為光通量衰減的相對值，βt為結(jié)溫為t時的退化系數(shù)，t為老化時間。

對于公式(1),當時的老化時間t，認為是led燈具的初始壽命τ，即根據(jù)e指數(shù)衰減和每個led目標試樣的所有光衰數(shù)據(jù)進行擬合，得到在不同老化時間下每個led目標試樣的初始壽命的計算公式為：

其中，τ為每個led目標試樣的初始壽命，為光通量衰減的相對值且等于0.7，βt為結(jié)溫為t時的退化系數(shù)。

在具體實施中，對同一老化時間下led目標試樣的初始壽命進行威布爾擬合，得到在衰減機理不發(fā)生改變時每個老化時間對應的形狀參數(shù)和特征參數(shù)的計算公式如下：

其中m為形狀參數(shù)，η為特征參數(shù)，f(τ)為失效概率，對于公式(3)未知參數(shù)m和η的擬合求解可通過matlab軟件統(tǒng)計工具箱中的“wblfit”命令實現(xiàn)。

在具體實施中，根據(jù)對于公式(3)，可以得到不同失效概率條件下對應的壽命τ，即根據(jù)所述每個老化時間對應的形狀參數(shù)和特征參數(shù)，得到每個老化時間下led目標試樣的中位壽命的計算公式如下：

其中，當失效概率f(τ)＝0.5，此時對應的壽命為中位壽命，記為τ0.5，m為形狀參數(shù)，η為特征參數(shù)。

在具體實施中，根據(jù)預設的滑動平均誤差的階數(shù)，采用滑動平均誤差值的方法對每個老化時間下led目標試樣的中位壽命進行誤差分析，得到不同截止時間下的滑動平均誤差值的計算公式如下：

其中，ρ(l)小于某一預設誤差值ε時，則加速老化試驗即可停止，h表示滑動平均誤差的階數(shù)，h≥1。假設待處理的中位壽命個數(shù)為n，則l＝h+1,h+2,…n，根據(jù)上述公式(5)可知，待處理的第k與第k-1個中位壽命的相對誤差的個數(shù)為n-1，則ρ(l)代表在全部(n-1)個相對誤差數(shù)據(jù)中對h個相鄰的相對誤差數(shù)據(jù)做算數(shù)平均。

如圖3所示，本發(fā)明提供一種實施例的led燈具的溫度加速老化試驗系統(tǒng)，所述試驗系統(tǒng)包括恒溫箱1，積分球2，恒溫箱1的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)3，光譜輻射計4和計算機5。組成。其中恒溫箱1的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)3是通過計算機55控制的。80℃的led目標試樣為10個，85℃的℃為8個，加速老化時間分別為1296,1056小時，led目標試樣為采用相同材料(晶電的芯片，中村綠粉和有研紅粉，6630灌封膠和dx20c貼片膠，以及立德的驅(qū)動)由立德公司封裝而成，該led目標試樣的相關色溫為3500左右。led燈具在老化前均經(jīng)歷了振動與沖擊的實驗。緊接著將led目標試樣放置恒溫箱1，對led目標試樣進行加速老化試驗，得到每個led目標試樣的所有光衰數(shù)據(jù)。在加速條件下的測試數(shù)據(jù)越密集，數(shù)據(jù)分析的過程中可靠性越高，因此通過在線測試的方法，數(shù)據(jù)采集頻率1次/天，8圈/次，單次光通量結(jié)果取8圈數(shù)據(jù)的平均值。80℃和85℃的測試光衰結(jié)果分別如圖4(a)和(b)所示，由圖可知，85℃的平均光衰略大于80℃的平均光衰。圖4(b)中的lumenmaintenance表示光通量維持率。

在溫度為80℃下溫度加速老化試驗中，得到每個led目標試樣的所有光衰數(shù)據(jù)處理，首先對數(shù)據(jù)進行基本處理如下：根據(jù)公式e指數(shù)衰減公式,采用最小二乘法對不同老化時間t對應的所有光衰數(shù)據(jù)進行擬合處理，不同老化時間t如表一的第1列所示，以獲取10只燈具的初始壽命值，如表1的第2到11列所示?；趍atlab軟件統(tǒng)計工具箱，對表1的每一行的10個壽命值進行威布爾擬合，求出其對應的形狀參數(shù)和特征參數(shù),得到給出不同老化時間t條件下led燈具對應的中位壽命，其值如表1第12列所示。接著根據(jù)每個老化時間下led目標試樣的中位壽命，得到老化時間與中位壽命的關系圖，如圖5所示，結(jié)合表1和圖5可知，當老化時間小于936小時時，其相關曲線無任何規(guī)律，當老化時間高于936小時時，隨著老化時間的增加，中位壽命逐漸減小，即936小時-1296小時的老化時間段為中位壽命下降區(qū)域所對應的老化時間段。接著對數(shù)據(jù)進行滑動平均誤差計算，首先對表1的第12列數(shù)據(jù)中的936小時-1296小時之間的待處理的n＝16中位壽命值進行誤差計算，即令936小時對應的點為第1個值，其中計算15個的相對誤差如表1第13列所示，進而對15個相對誤差進行階數(shù)h＝5的滑動平均誤差計算，則可得l＝6,7,…16,k的初始值則為2，從而根據(jù)公式(5)，得到11個ρ(l)值分別如表1最后一列所示。圖6為溫度為80℃下溫度加速老化試驗中ρ(l)隨截止時間的變化曲線圖。結(jié)合表1和圖6可知，當測試時間為1056-1080小時時，滑動平均誤差值出現(xiàn)下降的趨勢；當測試時間為1080-1104小時時，滑動平均誤差值出現(xiàn)上升的趨勢；當測試時間大于1104小時時，滑動平均誤差值出現(xiàn)下降的趨勢。此時其值為1.15％，對應的中位壽命為7483小時；當截止時間分別為1152小時，1200小時，1248小時和1296小時時，滑動平均誤差值分別為0.87％，0.74％，0.41％，0.27％，對應的中位壽命大小分別為7424小時，7321小時，7306小時和7242小時。其中表1為溫度為80℃下溫度加速老化試驗中每個led目標試樣的數(shù)據(jù)，如下所示。

表1

在溫度為85℃下溫度加速老化試驗中，得到每個led目標試樣的所有光衰數(shù)據(jù)處理，首先對數(shù)據(jù)進行基本處理如下：根據(jù)公式e指數(shù)衰減公式,采用最小二乘法對不同老化時間t對應的所有光衰數(shù)據(jù)進行擬合處理，不同老化時間t如表2的第1列所示，以獲取8只燈具計算的擬合壽命值，如表2的第2到9列所示?；趍atlab軟件統(tǒng)計工具箱，對表2的每一行8個壽命值進行威布爾擬合，求出其對應的形狀參數(shù)和特征參數(shù)，得到給出不同老化時間t條件下led燈具對應的中位壽命，其值如表2第10列所示。接著根據(jù)每個老化時間下led目標試樣的中位壽命，得到老化時間與中位壽命的關系圖，如圖7所示，結(jié)合表2和圖7可知，當老化時間小于720小時時，其相關曲線無任何規(guī)律，當老化時間高于720小時時，隨著老化時間的增加，中位壽命逐漸減小，即720小時-1056小時的老化時間段為中位壽命下降區(qū)域所對應的老化時間段。接著對數(shù)據(jù)進行滑動平均誤差計算，首先對表2的第10列數(shù)據(jù)中的720小時-1056小時之間的待處理的n＝15個中位壽命進行誤差計算，即令720小時對應的點為第1個值，其中計算14個的相對誤差如表2第11列所示，進而對15個相對誤差進行階數(shù)h＝5的滑動平均誤差計算，則可得l＝6,7,…16,k的初始值則為2，從而根據(jù)公式(5)，得到11個ρ(l)值分別如表1最后一列所示。圖8為溫度為85℃下溫度加速老化試驗中ρ(l)隨測試時間的變化曲線圖。結(jié)合表2和圖8可知，當測試時間為840-936小時時，滑動平均誤差值出現(xiàn)下降的趨勢；當測試時間大于936小時時，滑動平均誤差值出現(xiàn)下降的趨勢。此時其值為1.24％，對應的中位壽命為4657小時；當截止時間分別為984小時，1032小時和1056小時時，滑動平均誤差值分別為0.97％,0.45％and0.29％，對應的中位壽命大小分別為4620小時，7321小時，4598小時和4590小時。其中表2為溫度為85℃下溫度加速老化試驗中每個led目標試樣的數(shù)據(jù)，如下所示。

表2

本發(fā)明還提供一種實施例的計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述方法的步驟即圖1中的步驟或者圖2中的步驟。

上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理和最佳實施例，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。