TM-21的有關(guān)內(nèi)容

1、TM-21的有關(guān)內(nèi)容的有關(guān)內(nèi)容章海驄章海驄一。LED壽命試驗(yàn)的光衰變化-光通維持 指L70(下降到70%初始光通的時(shí)間） 試驗(yàn)時(shí)間:6000h -下降到初始的94.1%是35000h， -下降到初始的91.8%是25000h。為什么下降到初始的 94.1%(91.8%)是L70為35000h(25000h)?采用指數(shù)曲線采用指數(shù)曲線得到上述數(shù)據(jù)： =oe-kt。若歸一，有= / 得： = e-kt從35000h求得k: 0.7=e-k35000. k=-(ln0.7)/35000 求6000h時(shí)的衰減： = e-kt=exp-6000-(ln0.7)/35000=exp(-0.061) =0.

2、9408從25000h求得k: 0.7=e-k25000. k=-(ln0.7)/25000 求6000h時(shí)的衰減： = e-kt=exp-6000-(ln0.7)/25000=exp(-0.0856) =0.9179.為什么要采用指數(shù)曲線？ 電工中的絕緣材料(絕大多數(shù)是高分子塑料)處于高溫的工況,它的壽命與溫度關(guān)系非常密切. 絕緣性能C(或其它性能)與使用時(shí)間t的關(guān)系有圖:說(shuō)明初始的衰退(變化)大,遠(yuǎn)期的變化慢.整體呈非線性變化.曲線可表為: -dC/dt=Cn (1)n是一個(gè)對(duì)不同材料不同的常數(shù). 是一個(gè)變化的常數(shù)是一個(gè)變化的常數(shù),與溫度T 碰撞系數(shù)A 活化能E和分子常數(shù)R有關(guān).有 =Ae

3、xp(-E/RT) (2)代入(1)并解(1)式,取適合大部分材料的一級(jí)近似(n=1),有 -dC/C= dt兩邊積分得: -dC/C= dt即: -lnC= t-lnCo ln(C/Co)=- t 將(2)式代入,即 ln(C/Co)=-Aexp(-E/RT)t (3)Co為材料的初始性能為材料的初始性能,設(shè)該材料的變化閾值是設(shè)該材料的變化閾值是C,此時(shí)的時(shí)間t稱(chēng)壽命L,有 t=L,則: L=t= (- ln(C/Co)/A)exp(E/RT)其中, (- ln(C/Co)/A)設(shè)為常數(shù)K,得 L=Kexp(E/RT) (4)(4)式即壽命與溫度的關(guān)系式.1上述方程就是阿倫尼烏斯(Arrhe

4、nius)方程，用于化學(xué)領(lǐng)域，表示化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)隨溫度變化關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。 溫度高分子運(yùn)動(dòng)加快,動(dòng)能加大,作為有機(jī)材料的變化也是一種慢性的化學(xué)反應(yīng)，目前用來(lái)表達(dá)塑料老化進(jìn)程中主要參數(shù)變化的規(guī)律。此式在TM-21中也得到應(yīng)用。二.TM-21上規(guī)定的幾個(gè)說(shuō)法 1.流明維持壽命的表達(dá)流明維持壽命的表達(dá) Lp(DK):表示光通下降到初試光通p%的時(shí)間;D:表示使用的試驗(yàn)時(shí)間(試驗(yàn)時(shí)間除以1000取整數(shù));K是1000h. 如:L70(10K)表示10000h試驗(yàn)后得到流明衰減到初試70%時(shí)的時(shí)間. L70(6K)是對(duì)6000小時(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù). 2。目標(biāo)溫度。目標(biāo)溫度Ts,j下的光通維持壽命的獲得下的光通

5、維持壽命的獲得 LED處于目標(biāo)溫度，通過(guò)決定兩個(gè)與此相關(guān)的溫度Ts,1和T s,2來(lái)決定目標(biāo)溫度Ts,j下的光通維持壽命： 前提:在Ts,1和T s,2下的光通維持壽命是已知的. 因此,在Ts,1和T s,2下的光通維持壽命必須由制造商提供完整的數(shù)據(jù)。 目前(LM-80-08)規(guī)定的Ts,1和T s,2溫度是55C和85C。 被試LED產(chǎn)品的LED溫度Ts,j稱(chēng)在場(chǎng)溫度(in-situ temperture),處于55C和85C的中間。3.推薦樣品數(shù)推薦樣品數(shù)20個(gè)個(gè)樣品數(shù)與不確定度的關(guān)系-推薦20個(gè)為什么推薦為什么推薦20個(gè)個(gè)? 實(shí)驗(yàn)測(cè)量的平均值(算術(shù)平均)x: x=(xi)/nxi:某次測(cè)

6、量的測(cè)量值;算術(shù)平均最接近真值測(cè)量值的最佳估計(jì)值.實(shí)驗(yàn)的單實(shí)驗(yàn)的單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差S(xi): S(xi)= (xi -x)2/(n-1).實(shí)驗(yàn)中用n次測(cè)量值的算術(shù)平均值作為測(cè)量值的最佳估計(jì),算術(shù)平均值算術(shù)平均值x的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差S(x)是: S(x)=S(xi)/n= (xii-x)2/(n-1)n由此可見(jiàn)由此可見(jiàn), n次獨(dú)立測(cè)量中次獨(dú)立測(cè)量中,取取n次測(cè)量的算術(shù)平次測(cè)量的算術(shù)平均值要比單次測(cè)量可靠均值要比單次測(cè)量可靠n倍倍.單次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差S(xi), n次測(cè)量算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差S(x). 有: S(x)= S(xi)/n.即: n= S2(xi)/ S2(x)

7、當(dāng)知道當(dāng)知道S(x)和和 S(xi)后后,測(cè)量次數(shù)就知道了測(cè)量次數(shù)就知道了!例如:單次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差S(xi)是200h,若使測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差S(x).為50h,那么測(cè)量次數(shù): n= S2(xi)/ S2(x)=(200/50)2=16次.增加測(cè)量次數(shù)減小實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差.當(dāng)增加到n=20后,兩者的差異就不大了,一般情況下,取10-20之間.4. Ts,j在場(chǎng)溫度下的流明維持的計(jì)算例在場(chǎng)溫度下的流明維持的計(jì)算例 6000小時(shí)的Ts,1(55C)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)(制造商供)計(jì)算方法: 1.將提供的兩個(gè)溫度下的曲線用最小二乘法得到它的擬合曲線; 2.在兩條擬合曲線的參數(shù)中內(nèi)插我們得到的第三個(gè)溫度下的參數(shù). 3.用

8、這些參數(shù)做計(jì)算得到目前的光衰數(shù)據(jù).在Ts,1(55C)下的最小平方擬合曲線其中:Timex,In(Average)y, Slope(斜率): Intercept(截距):光通衰減:(t)=emt =e-tln (t)=mt =-tm=(nxy- x y)/n x2-(x)2 =6(-864.8)-21000 (-0.2284)/69.1107-210002 =-3.73710-6.b=-0.2284+3.73710-621000/6=-2.50210-2.1=-m= 3.73710-6.B=e b= e(-2.50210-2)=0.9753.L70(6k)=ln(B/0.7)/1= ln(0.

9、9753/0.7)/ 3.73710-6. =0.3316/3.73710-6=88751.6000小時(shí)的Ts,2(85C)的數(shù)據(jù)(制造商供)在Ts,2(85C)下的最小平方擬合曲線其中:Time x, In(Average) y, Slope(斜率): Intercept(截距):1將Ts,1(55C)和Ts,2(85C)的數(shù)據(jù)匯總?cè)缓髢?nèi)插Ts,j(70C) 的數(shù)據(jù):公式的推導(dǎo): 基本公式基本公式:=Ae(-Ea/KBTsi) 1) 有:1=Ae(-Ea/KBTs1) 2=Ae(-Ea/KBTs2)即: 1/2=e(-Ea/KBTs1)-(-Ea/KBTs2) ln 1-ln2= Ea/KB

10、(1/Ts2-1/Ts1) Ea/KB=(ln 1-ln2)/(1/Ts2-1/Ts1) 2) =Ae(-Ea/KBTsi) A= e(Ea/KBTsi) 3)B- Bo=(B1B2)0.5.Ea/KB=(ln3.7310-6)- (ln7.41610-6)/ (1/358.15)-(1/ 328.15) =-0.68723/ (1/358.15)-(1/328.15) =2692A=(3.7310-6)exp(2692/328.15)=1.365 10-2.i=70C時(shí)的數(shù)據(jù)時(shí)的數(shù)據(jù):Tsi=273.15+70=343.15.i=A exp exp(-2692/Tsi)= 1.36510-2

11、 exp(-2692/343.15)=5.339 10-6.Bo=(B1B2)0.5=(0.97530.9745)0.5 =0.9749.L70(6k)=ln(100B0/p)/i =ln(1000.9749/70)/5.339106= =0.3313/5.33910-6=62043三。TM-21中的幾個(gè)內(nèi)容 1。 TM-21是LM-80的姐妹篇 LM-80確定了測(cè)量LED流明維持的方法,規(guī)定了環(huán)境,測(cè)溫點(diǎn)和上面應(yīng)達(dá)到的三個(gè)測(cè)量溫度值:55C,85C和自己設(shè)定的一個(gè)溫度T. 然后,沒(méi)有詳細(xì)的說(shuō)明和計(jì)算過(guò)程,TM-21對(duì)此做了補(bǔ)充和說(shuō)明,利用三個(gè)溫度曲線進(jìn)行計(jì)算,可以獲得在LED光輸出衰減在額定

12、百分?jǐn)?shù)的條件下,需要的時(shí)間t.2。TM-21中的幾個(gè)觀點(diǎn) 1）1000小時(shí)前的數(shù)據(jù)沒(méi)有意義 不少BY法的LED在1000h內(nèi)光輸出是增加的. 計(jì)算從1000h算起，以1000h為歸一。1000h內(nèi)是不統(tǒng)計(jì)的. 1000h內(nèi)變化無(wú)意義2）1000h以后的數(shù)據(jù)沒(méi)有象5000h后的那么重要 不少情況下,5000h內(nèi)的衰減曲線不能說(shuō)明問(wèn)題,見(jiàn)圖.5000h前的變化規(guī)律與5000h后的不同!不少LED在6000小時(shí)甚至10000小時(shí)還看不到后續(xù)的變化.下圖就是一例.到8000小時(shí)還近似直線，而后出現(xiàn)快速下降的指數(shù)曲線.請(qǐng)看CREE的Xlamp的數(shù)據(jù) 其實(shí),在5000h左右的走勢(shì)還是不明顯的.3）需要兩個(gè)規(guī)定的溫度： 另一個(gè)溫度根據(jù)LED在實(shí)際燈具內(nèi)工作的溫度自己確定.如右圖中的虛線處于兩個(gè)溫度Ts1和Ts2之間.而虛線的溫度就是燈具內(nèi)工作的溫度. 選擇時(shí),50C和85C是兩個(gè)溫度點(diǎn),可能涵蓋也可能沒(méi)有涵蓋真正的溫度點(diǎn)t.通過(guò)三個(gè)點(diǎn)的溫度曲線的變化,可以很正確的得到t溫度的壽命預(yù)測(cè).CREE提供的流明維持?jǐn)?shù)據(jù)XP LED55C，350mA. 85C，350mA. CREE提供的流明維持?jǐn)?shù)據(jù)XP LED55C，700mA. 85C，700mA.后記后記: 作為下游公司做的產(chǎn)品,如何估算自己使