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LED作为第四代新能源照明器件,以其绿色环保、节能、长寿命和高可靠性等诸多优势而被广泛应用于诸多照明领域。虽目前人们对其绿色环保、节能等优势已普遍认可,但对其长寿命和高可靠性方面一直存在质疑,因此便有诸多学者致力于相关的研究。目前预测LED灯具寿命主要基于能源之星标准,其规定测试时间长达6000小时,且不论高额的测试成本,长达近一年的测试时间必然导致新产品还未上市即将面临市场淘汰的处境,因此如何在短时间内评估LED灯具产品寿命的问题,成为全球LED产业从业人员密切关注的热点。1、本文首先研究了如何选择最高的温度应力水平,从而在不改变失效机理的前提下缩短LED灯具的老化时间。首先采用温度阶梯应力的方式对LED灯具进行试验,测试每个应力加载前后LED灯具光通量、相关色温、色漂移和结温的变化。其次研究各参量与温度应力的关系,发现随着所加载温度应力的升高,测量参数存在“突变点”(即突然上升或突然下降),该突变点所对应的应力即为LED灯具的温度加载极限。2、研究了LED灯具恒定应力加速老化的在线测试方法,搭建了恒定应力加速老化的在线测试平台,基于所获取的实验数据进行了四方面的研究。1)根据e指数衰减和5阶滑动平均误差的思想,获得LED灯具在不同截止时间条件下,对应的加速寿命误差,进而获取LED灯具在该温度下的最优截止时间。2)采用近似法、解析法和两阶段法对实验数据进行分析,进而获取加速可靠性分布的未知参数,采用AIC信息判别准则对上述三种方法进行优劣判断,结果表明两阶段方法为最优的建模方法。3)对60℃和80℃加速老化的在线测试数据,采用两阶段方法计算其对应的加速寿命,进而根据阿伦纽斯模型推算其工作温度下的寿命。作为比对,采用能源之星标准对相同批次的灯具进行常温老化和寿命预测,结果表明本文的在线测试方法具有满意的可靠性。4)对相同温度(80℃)下在线测试和非在线测试所获取的色度学参量进行了比对分析,结果表明在线测试的色漂移以及相关色温的变化高出非在线测试20%,特别是相关色温的百分比变化,在线测试仅比非在线测试高出6.8%。采用t检验和t’检验对结果进行分析,结果表明上述差异具有统计学意义。3、基于恒定应力加速老化的思想,研究了阶梯应力加速老化的转换模型和加速应力个数的选择。1)用能源之星常温测试标准对LED灯具阶梯应力转换的两个模型进行了实验验证,结果表明累计退化量相等的模型优于累积失效概率相等的模型。2)进行了四阶梯应力加速老化实验,以可靠度误差最小为优化目标,以相对平均寿命误差最小为检验目标,优选出两个合适的应力水平,由此二阶梯应力加速老化数据导出激活能。4、研究了阶梯应力加速老化的自动测试和寿命的一体化快速评估系统。首先基于对灯架转台、灯具拾取机构和运动控制系统的研究,研制了硬件设备。其次对前几章提出的最优算法进行集成,编写了寿命自动评估软件。为验证阶梯应力老化试验中在线测试数据的可靠性,采用能源之星的常温测试结果与其对比,结果显示当失效概率为63.2%,10%和1%时,两者误差分别为3.8%,4.1%和4.2%。本文对LED灯具进行了加速老化测试和寿命的快速评估,在相关方面,取得了一定的进展,对以后其他种类的LED灯具的加速老化和可靠性分析有一定的指导作用。