影響LED燈使用壽(shou)命的5個主要因素

如(ru)果你長時(shi)間(jian)使(shi)用(yong)一(yi)種光源，你會獲得巨大(da)的經(jing)濟效益和(he)減少碳足(zu)跡。根據系(xi)統設計(ji)，光通量減少是(shi)一(yi)個(ge)正常的過程，但是(shi)可以忽略不計(ji)。當光通量減少非常緩慢的時(shi)候，系(xi)統會保持良好的狀態而不需要長時(shi)間(jian)的維(wei)護。

與許多應用中的(de)其他燈源相(xiang)比，LED無(wu)疑更出眾(zhong)。為(wei)了保持系(xi)統(tong)的(de)良好狀態，需要考慮以下5個因素。

1.效率

LED燈和LED模塊的(de)(de)制(zhi)造和驅動都在特定(ding)的(de)(de)電(dian)流范圍(wei)內(nei)。可(ke)以根據其(qi)特征，提供從350mA到500mA等電(dian)流的(de)(de)LED。許多系統(tong)都在該電(dian)流范圍(wei)的(de)(de)高數值區(qu)域(yu)驅動。

2.酸性條件

在(zai)一些(xie)酸性條件(jian)下，LED也(ye)很容(rong)易受(shou)到影(ying)響，比如在(zai)鹽含量(liang)高的(de)沿海，在(zai)使(shi)用(yong)化學品(pin)或(huo)制(zhi)造產品(pin)的(de)工廠，亦或(huo)是(shi)在(zai)室內游泳池(chi)中。雖然(ran)LED也(ye)是(shi)為這些(xie)區域(yu)制(zhi)造的(de)，但得(de)小心(xin)翼翼地封(feng)裝到全封(feng)閉(bi)的(de)外罩中，且要有很高的(de)IP防護等(deng)級。

3.熱量

熱(re)量會影響LED的光通量和(he)生命周期(qi)。散(san)熱(re)器能避免系統過熱(re)。系統變熱(re)意(yi)味著LED燈(deng)的可允許環境溫(wen)度被(bei)超(chao)過了。LED的壽(shou)命取決(jue)于周圍(wei)的環境溫(wen)度。

4.機械(xie)應力(li)

在制造(zao)、堆積(ji)或簡單操作(zuo)LED時，機械(xie)應力(li)也會(hui)影響LED燈(deng)的使用壽命(ming)，有(you)時甚至會(hui)完全破壞LED燈(deng)。注意靜電放電(ESD)，因為這會(hui)導(dao)致短暫但高電流的脈沖(chong)，從而損壞LED和LED驅(qu)動(dong)器。

5.濕度

LED的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)也取決于周圍環境(jing)(jing)的(de)(de)(de)濕度。因為在(zai)潮(chao)濕的(de)(de)(de)環境(jing)(jing)中，電子設備(bei)、金屬部(bu)件等往(wang)往(wang)會很快(kuai)損壞，開(kai)始生銹，因此，盡量讓LED系統避免(mian)潮(chao)濕。

怎(zen)樣認識LED燈珠(zhu)?

LED燈珠(zhu)LED全稱為(wei)半(ban)導體發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)二極管，采用半(ban)導體材料(liao)制(zhi)成的，以直接(jie)將(jiang)電能轉化(hua)為(wei)光(guang)(guang)(guang)能，電號轉換成光(guang)(guang)(guang)信號的發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)器件;其特點是功耗低、高亮度(du)、色(se)彩艷(yan)麗、搞振動(dong)、壽(shou)命長(正(zheng)常發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)8-10萬(wan)小時)、冷光(guang)(guang)(guang)源等優(you)點，是真正(zheng)的“綠(lv)色(se)照(zhao)明”。以LED為(wei)光(guang)(guang)(guang)源的燈飾產品在(zai)21世紀(ji)的將(jiang)來，必然取(qu)代白(bai)織燈，成為(wei)人類照(zhao)明的又一(yi)次革命。

led燈(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)的(de)(de)(de)(de)發展是由于led燈(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)適應(ying)(ying)性、壽(shou)命(ming)、效率等優點優于以往的(de)(de)(de)(de)照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)形(xing)式。因(yin)此，很容(rong)易理解LED照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)廣(guang)泛(fan)應(ying)(ying)用于家用燈(deng)(deng)、工廠用工業照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)、海洋環境(jing)照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)、建筑照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)、設計等諸(zhu)多應(ying)(ying)用的(de)(de)(de)(de)理由。隨著led燈(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)以及固態照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)行(xing)業的(de)(de)(de)(de)蓬(peng)勃(bo)發展，led燈(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)開發者(zhe)將技(ji)術應(ying)(ying)用于嚴酷的(de)(de)(de)(de)環境(jing)。今(jin)天(tian)討論在惡劣環境(jing)下的(de)(de)(de)(de)保(bao)護led燈(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)和(he)電(dian)路組件的(de)(de)(de)(de)需(xu)要，例如(ru)海洋應(ying)(ying)用。涂層(ceng)和(he)其他保(bao)護技(ji)術可以延(yan)長固態照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)系統的(de)(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)和(he)性能(neng)。

led燈(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)隨著市(shi)場的(de)(de)快速發(fa)展(zhan)，正(zheng)確(que)的(de)(de)選擇(ze)是(shi)led燈(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)確(que)保(bao)性能(neng)和使用(yong)壽(shou)命的(de)(de)關鍵。今天，我們強調(diao)在各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)的(de)(de)環境中(zhong)使用(yong)led燈(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)，并介紹如何在這些環境中(zhong)進行適(shi)當的(de)(de)保(bao)護。開發(fa)過程(cheng)在確(que)保(bao)可靠性的(de)(de)同時，必須(xu)確(que)保(bao)固態照明系(xi)統的(de)(de)良好光學(xue)性能(neng)。led燈(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)應用(yong)越(yue)來越(yue)多樣(yang)化(hua)(hua)。設(she)計要求、位置或產(chan)品的(de)(de)功(gong)能(neng)證明led燈(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)設(she)計者面臨的(de)(de)課題不(bu)斷(duan)變化(hua)(hua)。與大多數電(dian)子(zi)設(she)備一樣(yang)，led燈(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)良好，直到外部影響(xiang)開始降低其(qi)性能(neng)。這些影響(xiang)包括灰塵、濕潤或腐(fu)蝕(shi)環境中(zhong)的(de)(de)靜電(dian)吸引、化(hua)(hua)學(xue)或氣體(ti)污染以(yi)及(ji)許多其(qi)他可能(neng)性。因此，需要充分考慮最終用(yong)途環境，選擇(ze)恰當的(de)(de)產(chan)品。

將(jiang)標(biao)準建筑(zhu)照(zhao)明(ming)應用中(zhong)的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)條件與海洋(yang)環(huan)境(jing)相(xiang)比(bi)(bi)，有(you)助于(yu)理(li)解惡化的(de)(de)(de)潛在(zai)(zai)(zai)原(yuan)因。在(zai)(zai)(zai)建筑(zhu)照(zhao)明(ming)應用中(zhong)，照(zhao)明(ming)單元的(de)(de)(de)設(she)計可能(neng)覆蓋led燈(deng)(deng)珠本身(shen)，或者可能(neng)僅暴露于(yu)環(huan)境(jing)溫度和濕度的(de)(de)(de)一般變化led燈(deng)(deng)珠的(de)(de)(de)方向(xiang)。在(zai)(zai)(zai)海洋(yang)環(huan)境(jing)中(zhong)，led燈(deng)(deng)珠有(you)可能(neng)被鹽水(shui)飛(fei)濺或浸泡。此外，在(zai)(zai)(zai)所有(you)情況下，led燈(deng)(deng)珠的(de)(de)(de)使(shi)用壽命(ming)大部分在(zai)(zai)(zai)鹽霧環(huan)境(jing)下工作。高(gao)鹽條件可能(neng)引起(qi)腐蝕(shi)印刷(shua)電路(lu)板PCB，其性(xing)能(neng)比(bi)(bi)通常的(de)(de)(de)濕度變化更快(kuai)。一般來(lai)說，在(zai)(zai)(zai)這些環(huan)境(jing)中(zhong)，密封樹脂和保形涂層都(dou)可以提(ti)供高(gao)水(shui)平的(de)(de)(de)保護。

密封樹脂

密封(feng)樹(shu)脂以包括環氧(yang)樹(shu)脂、聚氨酯和(he)硅樹(shu)脂的各種(zhong)化(hua)學(xue)類型出現。一般來(lai)說，環氧(yang)樹(shu)脂對于機械影響提(ti)供(gong)更(geng)堅(jian)固保(bao)護，但是其(qi)他化(hua)學(xue)物質(zhi)不(bu)靈活，可能在(zai)熱循環中引起問題。此(ci)外，標(biao)準環氧(yang)樹(shu)脂系統不(bu)能提(ti)供(gong)其(qi)他系統的清(qing)晰度和(he)顏色穩(wen)定性。

硅(gui)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)透(tou)明度(du)確實(shi)良好(hao)(hao)(hao)，在極端溫度(du)下良好(hao)(hao)(hao)，聚氨(an)酯樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)在惡劣環(huan)境(jing)下提供良好(hao)(hao)(hao)的(de)靈活性、透(tou)明度(du)和高(gao)水平(ping)保(bao)護。在三(san)種(zhong)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)化學類(lei)型(xing)被紫外(wai)線照(zhao)射1000小時后，通過(guo)研究(jiu)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)顏色的(de)差異和三(san)種(zhong)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)化學類(lei)型(xing)的(de)透(tou)明度(du)的(de)差異，在各(ge)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)室(shi)外(wai)條件下進行了突出穩定(ding)性的(de)實(shi)驗。硅(gui)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和聚氨(an)酯樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)明顯優于標準的(de)環(huan)氧樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系統(tong)。

經驗之談

比(bi)較各(ge)種產品在惡劣環境(jing)下(xia)的(de)性(xing)能，也可(ke)以根據用戶最(zui)終的(de)使(shi)用條件進行產品選(xuan)擇。例如(ru)，腐蝕(shi)性(xing)氣體(ti)環境(jing)對丙烯酸保護型涂層(ceng)、聚氨酯(zhi)樹(shu)脂及硅樹(shu)脂的(de)影(ying)響。通過(guo)將3個輻射到混合氣體(ti)環境(jing)，確(que)認了led燈(deng)珠(zhu)(zhu)的(de)光束(shu)的(de)比(bi)例減少(shao)。這(zhe)些結果(guo)清楚地顯示了為環境(jing)選(xuan)擇正確(que)產品的(de)重要性(xing)。保形(xing)涂層(ceng)在腐蝕(shi)性(xing)氣體(ti)環境(jing)中表(biao)面絕緣電阻不會劣化，但對于led燈(deng)珠(zhu)(zhu)，使(shi)氣體(ti)通過(guo)薄(bo)涂層(ceng)led燈(deng)珠(zhu)(zhu)，使(shi)其貫穿led燈(deng)珠(zhu)(zhu)，隨著時間的(de)推(tui)移性(xing)能會下(xia)降(jiang)，因此不能充分保護led燈(deng)珠(zhu)(zhu)。

有(you)機(ji)硅(gui)樹(shu)脂也有(you)同(tong)樣的(de)(de)效(xiao)果(guo)。然而(er)，在實驗(yan)中，盡管保護層(ceng)相(xiang)當厚（2mm對(dui)50微米(mi)），但是(shi)氣體通過樹(shu)脂可以(yi)影(ying)響led燈(deng)珠。比較有(you)機(ji)硅(gui)樹(shu)脂和聚(ju)氨(an)酯材料的(de)(de)結(jie)果(guo)，有(you)機(ji)硅(gui)樹(shu)脂對(dui)氣體是(shi)透明(ming)的(de)(de)，相(xiang)同(tong)厚度的(de)(de)聚(ju)氨(an)酯樹(shu)脂不是(shi)，所(suo)以(yi)這兩(liang)種(zhong)化學(xue)型的(de)(de)性(xing)能(neng)有(you)差異。在這種(zhong)情況(kuang)下，光(guang)學(xue)透明(ming)聚(ju)氨(an)酯樹(shu)脂是(shi)防止腐蝕(shi)性(xing)氣體的(de)(de)影(ying)響led燈(deng)珠的(de)(de)最(zui)佳保護材料。

聚氨酯樹(shu)脂被(bei)認為(wei)是(shi)適合在(zai)各種(zhong)不同的(de)(de)環境(jing)中保(bao)護led燈珠的(de)(de)樹(shu)脂。這些(xie)可以(yi)被(bei)修改以(yi)提供(gong)附加(jia)優點，例(li)如，在(zai)覆蓋(gai)PCB但不超過led燈珠的(de)(de)高(gao)度處的(de)(de)著色系統。這樣的(de)(de)樹(shu)脂被(bei)用于PCB的(de)(de)保(bao)護，不僅使表面舒適，還(huan)通過從PCB反射(she)光(guang)(guang)來(lai)增加(jia)光(guang)(guang)輸(shu)出，來(lai)提高(gao)照明(ming)器具的(de)(de)性能。也有(you)為(wei)了使led燈珠的(de)(de)光(guang)(guang)擴(kuo)散(san)的(de)(de)專(zhuan)用樹(shu)脂。

配合保護材料(liao)

實驗(yan)比(bi)較(jiao)(jiao)表明，密封(feng)樹(shu)脂(zhi)(zhi)可(ke)以在一系(xi)列(lie)環(huan)境中提(ti)供高水平保(bao)(bao)護，通過選擇(ze)化學(xue)類(lei)型，或者(zhe)通過特定樹(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)配(pei)合(he)，可(ke)以適(shi)應應用要求。然而，如上所(suo)述(shu)，討(tao)論(lun)了膜的(de)保(bao)(bao)形(xing)涂(tu)層對色(se)溫的(de)影響很小。通過比(bi)較(jiao)(jiao)保(bao)(bao)形(xing)涂(tu)層和密封(feng)樹(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)厚度(du)，明確(que)了樹(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)保(bao)(bao)護等級的(de)提(ti)高部分能夠實現更多的(de)涂(tu)層。樹(shu)脂(zhi)(zhi)1？雖然可(ke)以以2mm以上的(de)深度(du)增(zeng)加，但是該深度(du)也影響所(suo)觀察到(dao)的(de)色(se)溫水平。

以(yi)(yi)不同(tong)厚度(du)聚氨酯樹脂led燈珠(zhu)的(de)(de)(de)典型(xing)色(se)(se)溫移(yi)(yi)(yi)動(dong)。顯然(ran)，由于厚度(du)與色(se)(se)溫偏移(yi)(yi)(yi)程度(du)直接(jie)相關，所(suo)以(yi)(yi)在選擇適當的(de)(de)(de)保(bao)護材料(liao)時這也是重要的(de)(de)(de)考慮。雖然(ran)知道會(hui)出現色(se)(se)溫偏移(yi)(yi)(yi)，但是led燈珠(zhu)必須考慮偏移(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)重復性(xing)。在偏移(yi)(yi)(yi)持續的(de)(de)(de)情況下(xia)，也可以(yi)(yi)通過(guo)重新考慮原始的(de)(de)(de)led燈珠(zhu)色(se)(se)溫。

保護選項

保護涂(tu)層典型地(di)是PCB適合于輪廓的薄涂(tu)料，并且提供良好的保護，而不會顯著增加電路板的重量或(huo)體積。那些厚度通常(chang)為25？75微米(mi)，可以通過(guo)噴霧(wu)或(huo)浸漬技術容易地(di)使(shi)用。

led燈珠為了保(bao)護(hu)頂部，所使(shi)用的(de)(de)涂(tu)層必須具(ju)有良(liang)(liang)好(hao)的(de)(de)透明(ming)度(du)，在(zai)所希望(wang)的(de)(de)環境(jing)中在(zai)產(chan)品的(de)(de)全部使(shi)用壽命內保(bao)持明(ming)確。在(zai)室外(wai)使(shi)用時，涂(tu)層可(ke)能需要良(liang)(liang)好(hao)的(de)(de)UV穩定性(xing)。因(yin)此(ci)，最佳類型(xing)的(de)(de)保(bao)護(hu)涂(tu)層丙烯酸(suan)基(ji)于化學材(cai)料提(ti)供(gong)(gong)清晰度(du)和顏色穩定性(xing)以及優(you)異(yi)的(de)(de)濕度(du)和鹽霧(wu)保(bao)護(hu)性(xing)。在(zai)鹽霧(wu)試(shi)驗中，丙烯酸(suan)涂(tu)層提(ti)供(gong)(gong)了良(liang)(liang)好(hao)的(de)(de)保(bao)護(hu)。

一般來說(shuo)，丙烯酸(suan)共形涂層(ceng)是(shi)基(ji)于(yu)溶劑(ji)的(de)產(chan)品(pin)，所使用(yong)的(de)溶劑(ji)是(shi)液體載體，使樹脂膜堆積在(zai)基(ji)材上。所使用(yong)的(de)溶劑(ji)是(shi)揮(hui)發性(xing)有機(ji)化合物（（VOC）。這(zhe)(zhe)樣的(de)溶劑(ji)在(zai)應(ying)(ying)用(yong)階段(duan)僅存在(zai)led燈(deng)(deng)(deng)珠(zhu)幾分鐘，因此(ci)對于(yu)許多系統來說(shuo)不(bu)是(shi)長期存在(zai)的(de)問(wen)題(ti)。在(zai)某(mou)些情(qing)況下，led燈(deng)(deng)(deng)珠(zhu)制造商對包含VOC的(de)產(chan)品(pin)和其他特定化學(xue)品(pin)的(de)使用(yong)具(ju)有特定的(de)要求，這(zhe)(zhe)些記(ji)載在(zai)led燈(deng)(deng)(deng)珠(zhu)手冊中。一般來說(shuo)，化學(xue)適應(ying)(ying)性(xing)檢(jian)查有助于(yu)確認溶劑(ji)型保護涂層(ceng)是(shi)否適合特定的(de)led燈(deng)(deng)(deng)珠(zhu)。

色溫問題

除了涂(tu)層對led燈珠的(de)(de)(de)影響之外(wai)，還需要理解涂(tu)層對色(se)(se)溫的(de)(de)(de)影響。led燈珠在照明中(zhong)常(chang)見的(de)(de)(de)相(xiang)關(guan)色(se)(se)溫帶。色(se)(se)溫隨著(zhu)時間(jian)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)而變(bian)化(hua)，也(ye)(ye)被(bei)稱(cheng)為(wei)顏色(se)(se)維(wei)護。發(fa)現即使任何材料(liao)直接放置在led燈珠晶體上，也(ye)(ye)會發(fa)生(sheng)相(xiang)互作用，產(chan)生(sheng)色(se)(se)溫的(de)(de)(de)偏(pian)差。

色(se)溫帶的(de)(de)變(bian)(bian)化通常從暖(nuan)的(de)(de)溫度變(bian)(bian)化為冷的(de)(de)溫度，在不同(tong)(tong)的(de)(de)led燈珠類型(xing)和(he)色(se)溫帶之(zhi)間變(bian)(bian)化。另外，根據使(shi)用的(de)(de)保(bao)護材料不同(tong)(tong)也(ye)會有所不同(tong)(tong)。這是另一(yi)個領域，丙烯酸保(bao)護涂層優于其(qi)他化學材料和(he)產品(pin)類型(xing)。

暖白led燈珠的(de)典型色(se)溫(wen)偏移。為了(le)強調(diao)色(se)溫(wen)的(de)可能變化(hua)，包(bao)括不同厚度(du)和硬化(hua)機制(zhi)以顯著改變色(se)溫(wen)。

薄(bo)涂(tu)層(ceng)(ceng)和(he)(he)厚涂(tu)層(ceng)(ceng)表示保形(xing)涂(tu)層(ceng)(ceng)的(de)最(zui)(zui)(zui)小和(he)(he)最(zui)(zui)(zui)大(da)厚度(du)等級，即25和(he)(he)75微米。通(tong)過應用這種(zhong)薄(bo)膜，可(ke)以使(shi)色溫位移最(zui)(zui)(zui)小化(hua)，并且可(ke)以在led燈珠(zhu)制(zhi)造商給出的(de)邊界內控制(zhi)。

理(li)想地，由于保(bao)(bao)(bao)(bao)形涂(tu)(tu)層(ceng)的應(ying)用(yong)(yong)(yong)方便，并且對照明單(dan)元的體(ti)積和重量(liang)的影響(xiang)小，并且對所使用(yong)(yong)(yong)的多功(gong)能(neng)性(xing)和色(se)溫偏移的影響(xiang)，可(ke)以(yi)在(zai)(zai)(zai)所有led燈珠應(ying)用(yong)(yong)(yong)中(zhong)(zhong)使用(yong)(yong)(yong)保(bao)(bao)(bao)(bao)形涂(tu)(tu)層(ceng)。但是(shi)，眾所周(zhou)知，一(yi)個解決方案通常不適用(yong)(yong)(yong)于所有應(ying)用(yong)(yong)(yong)程序(xu)。如(ru)上(shang)所述，保(bao)(bao)(bao)(bao)形涂(tu)(tu)料在(zai)(zai)(zai)濕潤(run)和鹽(yan)霧環境中(zhong)(zhong)提供了非(fei)常好的防護(hu)水平(ping)，但是(shi)在(zai)(zai)(zai)頻繁浸入(ru)水中(zhong)(zhong)、化(hua)學噴涂(tu)(tu)和腐蝕(shi)性(xing)氣體(ti)的環境中(zhong)(zhong)，保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)涂(tu)(tu)層(ceng)不能(neng)提供最高水平(ping)的保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)。

如果條件變得(de)更困(kun)難(nan)，則推薦轉換成密(mi)封樹(shu)脂。在這種情況下，化(hua)學(xue)類型之(zhi)間(jian)的(de)(de)選(xuan)擇是由最終使用(yong)條件和特定(ding)環境(jing)影響決定(ding)的(de)(de)。另外，必須(xu)考慮要添(tian)加的(de)(de)樹(shu)脂的(de)(de)厚度，盡可能(neng)降低對(dui)色溫變化(hua)的(de)(de)影響，同時確保實現充(chong)分(fen)的(de)(de)保護。