影響LED燈使用壽命的5個(gè)主要因素

如果你長(zhǎng)時(shí)間使用一種光源，你會(huì)獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和減少碳足跡。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，光通量減少是一個(gè)正常的過(guò)程，但是可以忽略不計(jì)。當(dāng)光通量減少非常緩慢的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)保持良好的狀態(tài)而不需要長(zhǎng)時(shí)間的維護(hù)。

與許多應(yīng)用中的其他燈源相比，LED無(wú)疑更出眾。為了保持系統(tǒng)的良好狀態(tài)，需要考慮以下5個(gè)因素。

1.效率

LED燈和LED模塊的制造和驅(qū)動(dòng)都在特定的電流范圍內(nèi)。可以根據(jù)其特征，提供從350mA到500mA等電流的LED。許多系統(tǒng)都在該電流范圍的高數(shù)值區(qū)域驅(qū)動(dòng)。

2.酸性條件

在一些酸性條件下，LED也很容易受到影響，比如在鹽含量高的沿海，在使用化學(xué)品或制造產(chǎn)品的工廠(chǎng)，亦或是在室內(nèi)游泳池中。雖然LED也是為這些區(qū)域制造的，但得小心翼翼地封裝到全封閉的外罩中，且要有很高的IP防護(hù)等級(jí)。

3.熱量

熱量會(huì)影響LED的光通量和生命周期。散熱器能避免系統(tǒng)過(guò)熱。系統(tǒng)變熱意味著LED燈的可允許環(huán)境溫度被超過(guò)了。LED的壽命取決于周?chē)沫h(huán)境溫度。

4.機(jī)械應(yīng)力

在制造、堆積或簡(jiǎn)單操作LED時(shí)，機(jī)械應(yīng)力也會(huì)影響LED燈的使用壽命，有時(shí)甚至?xí)耆茐腖ED燈。注意靜電放電(ESD)，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致短暫但高電流的脈沖，從而損壞LED和LED驅(qū)動(dòng)器。

5.濕度

LED的性能也取決于周?chē)h(huán)境的濕度。因?yàn)樵诔睗竦沫h(huán)境中，電子設(shè)備、金屬部件等往往會(huì)很快損壞，開(kāi)始生銹，因此，盡量讓LED系統(tǒng)避免潮濕。

怎樣認(rèn)識(shí)LED燈珠?

LED燈珠L(zhǎng)ED全稱(chēng)為半導(dǎo)體發(fā)光二極管，采用半導(dǎo)體材料制成的，以直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，電號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的發(fā)光器件;其特點(diǎn)是功耗低、高亮度、色彩艷麗、搞振動(dòng)、壽命長(zhǎng)(正常發(fā)光8-10萬(wàn)小時(shí))、冷光源等優(yōu)點(diǎn)，是真正的“綠色照明”。以L(fǎng)ED為光源的燈飾產(chǎn)品在21世紀(jì)的將來(lái)，必然取代白織燈，成為人類(lèi)照明的又一次革命。

led燈珠照明的發(fā)展是由于led燈珠適應(yīng)性、壽命、效率等優(yōu)點(diǎn)優(yōu)于以往的照明形式。因此，很容易理解LED照明廣泛應(yīng)用于家用燈、工廠(chǎng)用工業(yè)照明、海洋環(huán)境照明、建筑照明、設(shè)計(jì)等諸多應(yīng)用的理由。隨著led燈珠以及固態(tài)照明行業(yè)的蓬勃發(fā)展，led燈珠開(kāi)發(fā)者將技術(shù)應(yīng)用于嚴(yán)酷的環(huán)境。今天討論在惡劣環(huán)境下的保護(hù)led燈珠和電路組件的需要，例如海洋應(yīng)用。涂層和其他保護(hù)技術(shù)可以延長(zhǎng)固態(tài)照明系統(tǒng)的壽命和性能。

led燈珠隨著市場(chǎng)的快速發(fā)展，正確的選擇是led燈珠確保性能和使用壽命的關(guān)鍵。今天，我們強(qiáng)調(diào)在各種各樣的環(huán)境中使用led燈珠，并介紹如何在這些環(huán)境中進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。開(kāi)發(fā)過(guò)程在確保可靠性的同時(shí)，必須確保固態(tài)照明系統(tǒng)的良好光學(xué)性能。led燈珠應(yīng)用越來(lái)越多樣化。設(shè)計(jì)要求、位置或產(chǎn)品的功能證明led燈珠設(shè)計(jì)者面臨的課題不斷變化。與大多數(shù)電子設(shè)備一樣，led燈珠良好，直到外部影響開(kāi)始降低其性能。這些影響包括灰塵、濕潤(rùn)或腐蝕環(huán)境中的靜電吸引、化學(xué)或氣體污染以及許多其他可能性。因此，需要充分考慮最終用途環(huán)境，選擇恰當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。

將標(biāo)準(zhǔn)建筑照明應(yīng)用中的環(huán)境條件與海洋環(huán)境相比，有助于理解惡化的潛在原因。在建筑照明應(yīng)用中，照明單元的設(shè)計(jì)可能覆蓋led燈珠本身，或者可能僅暴露于環(huán)境溫度和濕度的一般變化led燈珠的方向。在海洋環(huán)境中，led燈珠有可能被鹽水飛濺或浸泡。此外，在所有情況下，led燈珠的使用壽命大部分在鹽霧環(huán)境下工作。高鹽條件可能引起腐蝕印刷電路板PCB，其性能比通常的濕度變化更快。一般來(lái)說(shuō)，在這些環(huán)境中，密封樹(shù)脂和保形涂層都可以提供高水平的保護(hù)。

密封樹(shù)脂

密封樹(shù)脂以包括環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯和硅樹(shù)脂的各種化學(xué)類(lèi)型出現(xiàn)。一般來(lái)說(shuō)，環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)于機(jī)械影響提供更堅(jiān)固保護(hù)，但是其他化學(xué)物質(zhì)不靈活，可能在熱循環(huán)中引起問(wèn)題。此外，標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧樹(shù)脂系統(tǒng)不能提供其他系統(tǒng)的清晰度和顏色穩(wěn)定性。

硅樹(shù)脂透明度確實(shí)良好，在極端溫度下良好，聚氨酯樹(shù)脂在惡劣環(huán)境下提供良好的靈活性、透明度和高水平保護(hù)。在三種樹(shù)脂化學(xué)類(lèi)型被紫外線(xiàn)照射1000小時(shí)后，通過(guò)研究樹(shù)脂顏色的差異和三種樹(shù)脂化學(xué)類(lèi)型的透明度的差異，在各樹(shù)脂的室外條件下進(jìn)行了突出穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)。硅樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂明顯優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)氧樹(shù)脂系統(tǒng)。

經(jīng)驗(yàn)之談

比較各種產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下的性能，也可以根據(jù)用戶(hù)最終的使用條件進(jìn)行產(chǎn)品選擇。例如，腐蝕性氣體環(huán)境對(duì)丙烯酸保護(hù)型涂層、聚氨酯樹(shù)脂及硅樹(shù)脂的影響。通過(guò)將3個(gè)輻射到混合氣體環(huán)境，確認(rèn)了led燈珠的光束的比例減少。這些結(jié)果清楚地顯示了為環(huán)境選擇正確產(chǎn)品的重要性。保形涂層在腐蝕性氣體環(huán)境中表面絕緣電阻不會(huì)劣化，但對(duì)于led燈珠，使氣體通過(guò)薄涂層led燈珠，使其貫穿led燈珠，隨著時(shí)間的推移性能會(huì)下降，因此不能充分保護(hù)led燈珠。

有機(jī)硅樹(shù)脂也有同樣的效果。然而，在實(shí)驗(yàn)中，盡管保護(hù)層相當(dāng)厚（2mm對(duì)50微米），但是氣體通過(guò)樹(shù)脂可以影響led燈珠。比較有機(jī)硅樹(shù)脂和聚氨酯材料的結(jié)果，有機(jī)硅樹(shù)脂對(duì)氣體是透明的，相同厚度的聚氨酯樹(shù)脂不是，所以這兩種化學(xué)型的性能有差異。在這種情況下，光學(xué)透明聚氨酯樹(shù)脂是防止腐蝕性氣體的影響led燈珠的最佳保護(hù)材料。

聚氨酯樹(shù)脂被認(rèn)為是適合在各種不同的環(huán)境中保護(hù)led燈珠的樹(shù)脂。這些可以被修改以提供附加優(yōu)點(diǎn)，例如，在覆蓋PCB但不超過(guò)led燈珠的高度處的著色系統(tǒng)。這樣的樹(shù)脂被用于PCB的保護(hù)，不僅使表面舒適，還通過(guò)從PCB反射光來(lái)增加光輸出，來(lái)提高照明器具的性能。也有為了使led燈珠的光擴(kuò)散的專(zhuān)用樹(shù)脂。

配合保護(hù)材料

實(shí)驗(yàn)比較表明，密封樹(shù)脂可以在一系列環(huán)境中提供高水平保護(hù)，通過(guò)選擇化學(xué)類(lèi)型，或者通過(guò)特定樹(shù)脂的配合，可以適應(yīng)應(yīng)用要求。然而，如上所述，討論了膜的保形涂層對(duì)色溫的影響很小。通過(guò)比較保形涂層和密封樹(shù)脂的厚度，明確了樹(shù)脂的保護(hù)等級(jí)的提高部分能夠?qū)崿F(xiàn)更多的涂層。樹(shù)脂1？雖然可以以2mm以上的深度增加，但是該深度也影響所觀(guān)察到的色溫水平。

以不同厚度聚氨酯樹(shù)脂led燈珠的典型色溫移動(dòng)。顯然，由于厚度與色溫偏移程度直接相關(guān)，所以在選擇適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)材料時(shí)這也是重要的考慮。雖然知道會(huì)出現(xiàn)色溫偏移，但是led燈珠必須考慮偏移的重復(fù)性。在偏移持續(xù)的情況下，也可以通過(guò)重新考慮原始的led燈珠色溫。

保護(hù)選項(xiàng)

保護(hù)涂層典型地是PCB適合于輪廓的薄涂料，并且提供良好的保護(hù)，而不會(huì)顯著增加電路板的重量或體積。那些厚度通常為25？75微米，可以通過(guò)噴霧或浸漬技術(shù)容易地使用。

led燈珠為了保護(hù)頂部，所使用的涂層必須具有良好的透明度，在所希望的環(huán)境中在產(chǎn)品的全部使用壽命內(nèi)保持明確。在室外使用時(shí)，涂層可能需要良好的UV穩(wěn)定性。因此，最佳類(lèi)型的保護(hù)涂層丙烯酸基于化學(xué)材料提供清晰度和顏色穩(wěn)定性以及優(yōu)異的濕度和鹽霧保護(hù)性。在鹽霧試驗(yàn)中，丙烯酸涂層提供了良好的保護(hù)。

一般來(lái)說(shuō)，丙烯酸共形涂層是基于溶劑的產(chǎn)品，所使用的溶劑是液體載體，使樹(shù)脂膜堆積在基材上。所使用的溶劑是揮發(fā)性有機(jī)化合物（（VOC）。這樣的溶劑在應(yīng)用階段僅存在led燈珠幾分鐘，因此對(duì)于許多系統(tǒng)來(lái)說(shuō)不是長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。在某些情況下，led燈珠制造商對(duì)包含VOC的產(chǎn)品和其他特定化學(xué)品的使用具有特定的要求，這些記載在led燈珠手冊(cè)中。一般來(lái)說(shuō)，化學(xué)適應(yīng)性檢查有助于確認(rèn)溶劑型保護(hù)涂層是否適合特定的led燈珠。

色溫問(wèn)題

除了涂層對(duì)led燈珠的影響之外，還需要理解涂層對(duì)色溫的影響。led燈珠在照明中常見(jiàn)的相關(guān)色溫帶。色溫隨著時(shí)間的變化而變化，也被稱(chēng)為顏色維護(hù)。發(fā)現(xiàn)即使任何材料直接放置在led燈珠晶體上，也會(huì)發(fā)生相互作用，產(chǎn)生色溫的偏差。

色溫帶的變化通常從暖的溫度變化為冷的溫度，在不同的led燈珠類(lèi)型和色溫帶之間變化。另外，根據(jù)使用的保護(hù)材料不同也會(huì)有所不同。這是另一個(gè)領(lǐng)域，丙烯酸保護(hù)涂層優(yōu)于其他化學(xué)材料和產(chǎn)品類(lèi)型。

暖白led燈珠的典型色溫偏移。為了強(qiáng)調(diào)色溫的可能變化，包括不同厚度和硬化機(jī)制以顯著改變色溫。

薄涂層和厚涂層表示保形涂層的最小和最大厚度等級(jí)，即25和75微米。通過(guò)應(yīng)用這種薄膜，可以使色溫位移最小化，并且可以在led燈珠制造商給出的邊界內(nèi)控制。

理想地，由于保形涂層的應(yīng)用方便，并且對(duì)照明單元的體積和重量的影響小，并且對(duì)所使用的多功能性和色溫偏移的影響，可以在所有l(wèi)ed燈珠應(yīng)用中使用保形涂層。但是，眾所周知，一個(gè)解決方案通常不適用于所有應(yīng)用程序。如上所述，保形涂料在濕潤(rùn)和鹽霧環(huán)境中提供了非常好的防護(hù)水平，但是在頻繁浸入水中、化學(xué)噴涂和腐蝕性氣體的環(huán)境中，保護(hù)涂層不能提供最高水平的保護(hù)。

如果條件變得更困難，則推薦轉(zhuǎn)換成密封樹(shù)脂。在這種情況下，化學(xué)類(lèi)型之間的選擇是由最終使用條件和特定環(huán)境影響決定的。另外，必須考慮要添加的樹(shù)脂的厚度，盡可能降低對(duì)色溫變化的影響，同時(shí)確保實(shí)現(xiàn)充分的保護(hù)。