電子機器の寿命
特定の電子デバイスが故障する前にその正確な寿命値を示すことは困難ですが、電子デバイス製品のバッチの故障率が定義されると、その信頼性を特徴付ける多くの寿命特性 (平均寿命など) を取得できます。 、信頼寿命、中央値寿命特性寿命など。
(1) 平均寿命μ：電子デバイス製品のバッチの平均寿命を指します。
(2) 信頼寿命 T: 電子デバイス製品のバッチの信頼性 R (t) が y に低下するときの作業時間を指します。
(3) 中央寿命：信頼性R(t)が50%となるときの製品の寿命を指します。
(4) 特性寿命：製品の信頼性を指します。R (t) を次のように換算します。
人生の1 / e時間。
4.2、LEDの寿命
電源や駆動の故障を考慮しない場合、LED の寿命は光の減衰、つまり時間の経過とともに明るさがどんどん暗くなり、最終的に消えてしまいます。 通常、寿命として 30% の確率で減衰すると定義されています。
4.2.1 LED の光減衰
ほとんどの白色 LED は、青色 LED で照射された黄色蛍光体から得られます。主な理由は 2 つありますLEDライト減衰、1 つは青色 LED 自体の光減衰です。青色 LED の光減衰は、赤、黄、緑色 LED よりもはるかに速くなります。 もう 1 つは蛍光体の光減衰であり、高温での蛍光体の減衰は非常に深刻です。
LED のさまざまなブランドの光の減衰は異なります。いつものLEDメーカー標準的な光減衰曲線を与えることができます。たとえば、米国クリー族の光減衰曲線を図 1 に示します。
図からわかるように、LED の光減衰は 100 です。
そしてそのジャンクション温度、いわゆるジャンクション温度は半分の90℃です
導体 PN 接合の温度、接合温度が高いほど早くなります。
光の減衰があり、つまり寿命が短くなります。図80より
見てわかるように、ジャンクション温度が 105 度の場合、輝度はわずか 1 万回の寿命の 70% に低下します。 70 ジャンクション温度 (C) 105 185 175 55 45
時間、95 度で 20,000 時間、ジャンクション温度
75 度に下げると、期待寿命は 50,000 時間です。
図 1. Cree の LED の光減衰曲線
ジャンクション温度が 115 °C から 135 °C に上昇すると、寿命は 50,000 時間から 20,000 時間に減少します。他社の減衰曲線は元の工場から入手できるはずです。
O4.2.2 寿命を延ばす鍵: ジャンクション温度の低減
ジャンクション温度を下げる鍵は、適切なヒートシンクを使用することです。 LEDから発生する熱を適時に逃がすことができます。
通常、LEDはアルミニウム基板に溶接され、アルミニウム基板は熱交換器に取り付けられます。熱交換器シェルの温度しか測定できない場合、ジャンクションを計算するには多くの熱抵抗の値を知る必要があります。温度。 Rjc (接合部からハウジングまで)、Rcm (ハウジングからアルミニウム基板まで、実際にはフィルム印刷版の熱抵抗も含む)、Rms (アルミニウム基板からラジエーターまで)、Rsa (ラジエーターから空気まで) が含まれます。データの不正確さがある限り、テストの精度に影響します。
図 3 は、LED からラジエーターまでの各熱抵抗の概略図を示しています。この図では、多くの熱抵抗が組み合わされているため、精度がさらに制限されています。つまり、測定されたヒートシンク表面温度からジャンクション温度を推定する精度はさらに悪くなります。
O LEDの電圧-電流特性の温度係数
O 私たちは、LED が半導体ダイオードであることを知っています。
温度特性を持つボルトアンペア特性を持っています。温度が上昇するとボルトアンペア特性が左にシフトするのが特徴です。図4にLEDの電圧-電流特性の温度特性を示します。
LED に定電流 lo が供給されていると仮定すると、接合部温度が T1 のときの電圧は V1 であり、接合部温度が T2 に上昇すると、全体の電圧-電流特性は左にシフトし、電流 lo は変化しません。電圧はV2になります。これら 2 つの電圧差は温度によって除去され、mvic で表される温度係数が得られます。通常のシリコン ダイオードの場合、この温度係数は -2 mvic です。
LEDのジャンクション温度を測定するにはどうすればよいですか?
熱交換器にLEDを搭載し、電源は定電流駆動を採用しています。同時にLEDに接続されている2本のワイヤーも引き出されます。電源を入れる前に電圧計を出力（LEDの正極と負極）に接続します。その後、LEDがまだ加熱していない間に電源を入れ、直ちに電圧計の読み取り値を読み取ります。これは等価です。熱平衡に達するまで少なくとも 1 時間待ってから再度測定すると、LED の両端の電圧は V2 に等しくなります。これら 2 つの値を減算して差を求めます。 4mV だけ取り除くと、ジャンクション温度が得られます。実際、LED はほとんどが直列で、次に並列ですが、問題はありません。その場合、電圧差は多くの直列 LED の共通の寄与で構成されているため、電圧差を直列 LED の数で割って次のようにします。 4mV、ジャンクション温度を取得できます。
4.3、LEDランプ生活依存
LEDの寿命は100万時間に達する可能性も？
これは、より高いレベルの LED 理論データにすぎず、データの下のいくつかの境界条件 (つまり、理想的な条件) が省略されており、LED の実際の使用では、その寿命に影響を与える多くの要因があり、
要因としては以下の4つが考えられます。
1、チップ
2、パッケージ
3、照明デザイン
4.3.1.チップ
LED の製造過程において、LED の寿命は他の不純物の汚染や結晶格子の不完全さによって影響を受けます。 O4.3.2。包装
LED の後工程のパッケージングが合理的であるかどうかも、LED ランプの寿命に影響を与える重要な要素の 1 つです。現在、cree、lumilends、日亜化学工業などの高レベルの LED パッケージングに関する世界の大手企業は特許で保護されており、これらの企業はパッケージ化プロセス後の要件が比較的高レベルであり、LED の寿命が保証されています。
現在、ほとんどの企業は、外観からわかるように、プロセスパッケージング後のLEDの模倣を多くしていますが、プロセス構造とプロセス品質が劣っており、LEDの寿命に深刻な影響を与えています。
放熱設計
熱伝達経路を最短にし、熱伝導抵抗を低減。相互伝導面積を増やし、熱伝達速度を高めます。合理的な計算と設計の放熱面積。熱容量効果を有効活用。
4.3.3.照明器具の設計
照明設計が合理的であるかどうかも、LED ランプの寿命を左右する重要な問題です。合理的なランプ設計は、ランプの他の指標を満たすことに加えて、LED 点灯時に発生する熱を放出することが重要な要件です。つまり、さまざまなランプに使用されている Cree および他社の高品質 LED オリジナル製品を使用することです。 , LEDの寿命は数倍、場合によっては数十倍も異なる場合があります。例えば、市販の光源一体型ランプ（30W、50W、100W）も販売されていますが、これらの製品は放熱がスムーズではありません。その結果、一部の製品では 50% 以上の点灯不良が 1 ～ 3 か月かかります。また、一部の製品では約 0.07W の小型出力管を使用していますが、これは合理的な放熱機構がないため、非常に早く光が減衰してしまうためです。 、そして都市政策の推進さえも、その結果はいくつかの冗談を言います。これらの製品は技術内容が低く、コストが低く、寿命が短いです。
4.4.4.電源
ランプの電力供給が適切かどうか。 LEDは電流駆動デバイスであり、電源電流の変動が大きい場合、または電源チップパルスの周波数が高い場合、LED光源の寿命に影響を与えます。電源自体の寿命は主に電源設計が合理的であるかどうかに依存しますが、合理的な電源設計を前提とすると、電源の寿命は部品の寿命に依存します。
現在、LED は主に次の 3 つの主要分野で使用されています。
1) ディスプレイ: 表示灯、ライト、警告灯、表示画面など。
照明：懐中電灯、マイナーズランプ、指向性照明、補助照明など。
3) 機能放射線：生物学的分析、光線療法、光硬化、植物照明など。
LED の光電性能を測定するための主なパラメータを表 1 に示します。
| 放射線機能 | 性能表示 照明機能 放射 | 分布 | 機能性放射線 |
|
| 光学特性の輝度または光度、ビーム角度および光の強度 | 色標準、色純度および主波長光束（実効光束）、視感効率（lm/W）、中心光度、ビーム角、光強度分布、色座標、色温度、カラーインデックス実効放射パワー、実効放射輝度、放射線強度分布、中心波長、ピーク波長、帯域幅 | 電流、一方向耐圧、逆漏れ電流 フォトバイオセーフティレチナールブルー 光暴露値、目の近紫外線危険暴露値 |
光束とは何ですか?
光源が単位時間内に発する光の総量を光束といい、Φで表されます。
単位はルーメン(lm)です。
1w(波長555nm)=683ルーメン
いくつかの一般的な光源の光束:
自転車ヘッドライト: 3W 30lm
白色光：75W 900lm
蛍光灯「TL」D 58W 5200lm
LED照明に求められる光の性質
照明の 4 つの基本測定
イルミネーションとは何ですか？
照明対象物の単位面積に入射する光束が照度です。
E. ln ルクス (lx=lm/m2) で表されます。
照度は、光束が表面に入射する方向には依存しません。
通常、屋内および屋外の照度レベル
正午の太陽の下でのさまざまな位置
光を測定するにはどうすればよいですか?それらは何によって測定されますか?
1. 光源
2. 不透明スクリーン
3. 光電池
4. 光線（1回反射）
5. 光線（2回反射）
光度: 方向探光計(画像として)
照度：照度計（イメージ）
明るさ：輝度計（イメージ）
5.2、光源の色温度と演色性
I. 色温度
標準的な黒体を加熱すると (白熱灯のタングステン フィラメントなど)、温度が上昇するにつれて、黒体の色は暗赤色、明るい赤、オレンジ色、黄色、白、青に沿って徐々に変化し始めます。光源から発せられる光の色が、ある温度において標準黒体の色と同じになるとき、そのときの黒体の絶対温度を光源の色温度と呼びます。
温度Kを表します。基本色
表に示すように:
色温度の常識:
| 色温度 | フォトクロン | 雰囲気効果 | 三色蛍光 |
| 5000kを超える | 涼しげな青みがかった白 | 冷たい感覚 | 水銀灯 |
| 3300-5000k あたり | 自然光に近いミドル | 明らかな視覚的心理効果なし | 永遠の色の蛍光 |
| 3300k未満 | 温かみのある白とオレンジ色の花 | 温かい気持ち | 白熱灯 石英ハロゲン |
演色性
物体自体の色に対する光源の度合いは演色性と呼ばれます。つまり、色の実物に近い度合いです。演色性の高い光源は色に対して優れており、私たちが見る色は自然な色に近く、演色性の低い光源は色の再現性が悪く、演色評価数（Ra）で表される色の偏差も大きくなります。
国際照明委員会 CIE は、太陽のカラー インデックスを 100 に設定しています。すべての種類の光源のカラー インデックスは同じです。
例えば、高圧ナトリウムランプの色指数はRa=23、蛍光灯の色指数はRa=60～90となります。カラーインデックスが 100 に近づくほど、演色性が高くなります。
以下に示すように、異なるカラー インデックスを持つオブジェクトの効果:
演色性と照明
光源の演色評価数と照度によって、環境の視覚的な明瞭さが決まります。研究によると、照明と演色評価数の間にはバランスがあることが示されています。演色評価数が低い (Ra < 60) のランプでオフィスを照明するよりも、演色評価数 Ra > 90 のランプでオフィスを照明する方が優れています。見た目の満足度に関しては。
度数の値は 25% 以上減少する可能性があります。
最小限のエネルギーコストで良好な視界を得るには、最高の演色評価数と高い発光効率を備えた光源を可能な限り選択し、適切な照明を使用する必要があります。
見た目の効果。
たとえば、wonled LED充電式テーブルランプ
この最先端のランプには USB Type-C テクノロジーが搭載されており、シームレスで急速な充電体験を提供します。このランプの際立った特徴の 1 つは、強力な 3600mAh バッテリーであり、長時間の照明を保証します。動作時間は 8 ～ 16 時間で、このランプを昼夜を問わず安心して使用できます。タッチ スイッチのおかげで、指をスワイプするだけで好みに合わせて明るさを調整できます。当社の LED の設定は何ですか?充電式テーブルランプ最大の特徴はIP44の防水機能です。充電時間は簡単で、完全に充電するにはわずか 4 ～ 6 時間かかります。 USB Type-Cの利便性を利用して、このランプをさまざまなデバイスで簡単に充電できるため、多用途性と手間のかからない使用が保証されます。 110 ～ 200V の入力と 5V 1A の出力を備えたこのランプは、効率的かつ信頼性の高いものです。
| 製品名: | レストランのテーブルランプ |
| 材料： | 金属+アルミニウム |
| 使用法： | コードレス充電式 |
| 光源： | 3W |
| スイッチ： | 調光可能なタッチ |
| バッテリー： | 3600MAH(2*1800) |
| 色： | 黒、白 |
| スタイル： | モダンな |
| 勤務時間： | 8～16時間 |
| 防水： | IP44 |
特徴：
ランプサイズ:100*380MM
バッテリー: 3600mAh
2700K 3W
IP44
充電時間:4-6時間
作業時間:8-16時間
スイッチ: タッチスイッチ
入力110-200Vおよび出力5V 1A
