LED照明的質(zhì)量可靠性研究分析內(nèi)容簡介

本書是一本關(guān)于LED照明的質(zhì)量可靠性研究、失效分析及產(chǎn)品設(shè)計的工具書。全書共6章，簡要介紹了LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及質(zhì)量可靠性技術(shù)的基本情況，對LED道路照明燈具、LED隧道燈等的燈具結(jié)構(gòu)進行了詳細的介紹；闡述了LED燈具常見失效模式和類型，以及失效分析設(shè)備和手段；詳細介紹了LED驅(qū)動電源失效分析，及電路類型和元器件選型對LED驅(qū)動電源的影響，并對電腦及其周邊產(chǎn)品具體案例進行分析，幫助讀者理解設(shè)計和對策內(nèi)容。

第1章 LED照明概論 （1）

1.1 LED的發(fā)展 （1）

1.2 LED基礎(chǔ)知識 （3）

1.2.1 LED工作原理 （3）

1.2.2 LED的結(jié)構(gòu) （4）

1.2.3 LED的主要參數(shù)與特性 （4）

1.3 LED照明產(chǎn)品的特點及存在的問題 （20）

1.3.1 LED照明產(chǎn)品的特點 （20）

1.3.2 LED照明產(chǎn)品存在的不足 （23）

1.4 LED照明產(chǎn)品的應(yīng)用 （25）

1.5 LED照明的發(fā)展趨勢 （28）

1.5.1 智能化 （28）

1.5.2 照明整體解決方案 （29）

1.5.3 新材料嘗試 （30）

1.5.4 特殊照明興起 （32）

第2章 LED照明產(chǎn)品介紹 （35）

2.1 LED燈具的組成 （35）

2.1.1 LED驅(qū)動電源 （35）

2.1.2 LED光源模組 （43）

2.1.3 散熱器 （44）

2.2 常見LED燈具介紹 （46）

2.2.1 LED路燈 （47）

2.2.2 LED隧道燈 （47）

2.2.3 LED景觀燈 （49）

2.2.4 LED筒燈 （50）

2.2.5 LED燈管 （51）

2.2.6 LED球泡燈 （53）

2.2.7 LED射燈 （55）

2.3 知名LED企業(yè)簡介 （56）

第3章 LED照明產(chǎn)品的質(zhì)量控制 （59）

3.1 LED照明產(chǎn)品開發(fā)的流程 （59）

3.1.1 LED照明產(chǎn)品開發(fā)流程簡介 （59）

3.1.2 LED照明產(chǎn)品方案制定的步驟 （61）

3.2 LED芯片與封裝 （64）

3.2.1 芯片結(jié)構(gòu) （65）

3.2.2 材料選擇 （69）

3.2.3 多顆LED常見連接方式 （72）

3.3 LED驅(qū)動電源設(shè)計 （75）

3.3.1 LED驅(qū)動要求 （76）

3.3.2 直流驅(qū)動 （77）

3.3.3 交流驅(qū)動 （80）

3.3.4 電解電容 （82）

3.4 LED照明產(chǎn)品散熱設(shè)計 （83）

3.4.1 散熱對LED照明產(chǎn)品的影響 （83）

3.4.2 LED芯片的散熱 （84）

3.4.3 LED驅(qū)動電源的散熱 （88）

3.4.4 LED散熱技術(shù) （96）

第4章 LED照明產(chǎn)品的可靠性 （102）

4.1 LED照明產(chǎn)品的可靠性問題 （102）

4.1.1 可靠性定義 （102）

4.1.2 可靠性的發(fā)展 （103）

4.1.3 LED燈具可靠性與壽命 （106）

4.1.4 加速壽命試驗 （111）

4.2 LED照明產(chǎn)品壽命預(yù)測 （116）

4.2.1 LED壽命指標的規(guī)定 （116）

4.2.2 LED光輸出壽命預(yù)測模型 （119）

4.2.3 LED壽命測試 （121）

4.3 可靠性試驗方法 （126）

4.3.1 氣候環(huán)境試驗 （127）

4.3.2 力學(xué)環(huán)境試驗 （129）

4.3.3 化學(xué)環(huán)境試驗 （130）

4.3.4 綜合環(huán)境試驗 （131）

4.4 可靠性試驗設(shè)備介紹 （132）

4.4.1 知名可靠性設(shè)備供應(yīng)商 （132）

4.4.2 環(huán)境試驗設(shè)備介紹 （134）

第5章 LED照明產(chǎn)品的可靠性評價與失效分析 （141）

5.1 LED照明產(chǎn)品可靠性技術(shù)研究現(xiàn)狀 （141）

5.2 典型可靠性評價試驗 （144）

5.2.1 早期失效篩選試驗 （146）

5.2.2 LED室內(nèi)燈具可靠性定性評價試驗 （148）

5.2.3 LED驅(qū)動電源的可靠性定性評價試驗 （158）

5.2.4 LED器件加速壽命試驗與計算分析 （161）

5.3 LED燈具失效的原因及其分析 （172）

5.3.1 LED光源失效 （172）

5.3.2 LED驅(qū)動電源失效 （175）

5.4 LED失效案例分析 （178）

5.4.1 事例1——LED燈條 （179）

5.4.2 事例2——LED射燈 （188）

5.4.3 事例3——LED燈管 （197）

5.4.4 事例4——LED筒燈 （203）

5.4.5 事例5—— LED球泡燈 （210）

5.5 LED燈具失效的解決方案 （216） 2100433B

照明燈具經(jīng)歷了四代：白熾燈→日光燈→高壓放電燈→LED燈。LED照明是采用發(fā)光二極管的全新照明技術(shù)，能夠高效率地直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，具有工作電壓低、使用壽命長達數(shù)萬小時、耗電低、亮度大、色彩飽和度高、色彩豐富的特點。LED燈具的發(fā)展離不開技術(shù)的進步，在低碳環(huán)保綠色的概念下，節(jié)能、環(huán)保型產(chǎn)品越來越受重視。

高節(jié)能：節(jié)能能源無污染即為環(huán)保。直流驅(qū)動，超低功耗電光功率轉(zhuǎn)換接近100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。

壽命長：LED光源有人稱它為長壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達6萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。

多變幻：LED光源可利用紅、綠、籃三基色原理，在計算機技術(shù)控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256×256×256=16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像。

利環(huán)保：環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。

高新尖：與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LED光源是低壓微電子產(chǎn)品，成功融合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導(dǎo)體光電器件“高新尖”技術(shù)，具有在線編程，無限升級，靈活多變的特點。

能源和環(huán)境是21世紀人類面臨的重大考驗，所以綠色節(jié)能成為世界關(guān)注的焦點。以照明為例，其電力消耗約占總量的20%，大大降低照明用電是 節(jié)省能源的重要途徑。LED以其高效節(jié)能的特性，在照明領(lǐng)域獲得了前所未有的機遇。

LED發(fā)光二極管，也叫作光發(fā)射二極管(Light Emitting Diode，簡寫為LED)是一種可將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿陌雽?dǎo)體發(fā)光器件，屬于固態(tài)光源。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中載流子發(fā)生復(fù)合，放出過剩能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光。與傳統(tǒng)的真空白熾燈泡等相比，半導(dǎo)體LED光源具有無可比擬的優(yōu)點。半導(dǎo)體LED的工作壽命極長，是傳統(tǒng)照明器具的10倍以上，有效降低了成本；它功耗低、發(fā)光效率高、節(jié)省能源，是未來能源戰(zhàn)略的合適候選者；LED光源的體積小、重量輕、適應(yīng)性強，為設(shè)計和應(yīng)用提供了極大的靈活性；由于白光大功率LED光源是固體燈泡，無需封裝在真空玻璃 內(nèi)，因而耐沖擊和碰撞；LED光源還是一種無污染的無汞光源。

隨著LED芯片技術(shù)的提高、價格的降低以及相關(guān)驅(qū)動電路的成熟，使LED光源在照明領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。在全球能源日益緊 張的情況下，世界一些發(fā)達國家和地區(qū)都實施了促進LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的計劃。美國，日本等國家及臺灣地區(qū)對LED照明效益進行了預(yù)測，美國55%的 白熾燈、日光燈被LED取代，每年可節(jié)省350億美元電費，每年可減少7.55億噸二氧化碳排放量。日本100%的白熾燈換成LED，可減少1- 2座核電 站發(fā)電量，每年可節(jié)省10 億公升以上原油消耗。臺灣地區(qū)25%的白熾燈及100%日光燈被LED 取代，每年可節(jié)省110億度電。

舉世矚目的2008 年北京奧運會和2010年上海世博會都不約而同地以圍繞綠色節(jié)能為主題，這給中國LED 照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的歷史機遇 。據(jù)國內(nèi)知名研究公司馳昂咨詢(Sinotes)發(fā)布的預(yù)測，在奧運、世博的強力帶動下，中國LED 照明市場規(guī)模將從2007 年的48.5 億元快速 增長至2010 年的98.1 億元。在全球能源短缺、環(huán)保要求不斷提高的情況下，憑借LED 照明技術(shù)的亮度高、使用壽命長、節(jié)能、綠色環(huán)保等顯 著優(yōu)勢，伴隨LED 技術(shù)的飛速發(fā)展，使LED 成為普通照明光源的時日越來越近，必將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后新的照明革命。