LED照明產品的老化測試方案

摘要：本文詳細介紹了一種LED照明產品長時間通電老化試驗的方案。主要說明了如何結合系統(tǒng)中的硬件產品，和主要的監(jiān)控軟件，實現(xiàn)最大程度的發(fā)揮電源在老化系統(tǒng)中的作用，提高多個LED 產品老化測試的同時性和自動化性，得到最準確的監(jiān)控數(shù)據(jù)以及最大程度的節(jié)約人力成本的目標。該系統(tǒng)已經(jīng)應用到實際的老化試驗中，并將進一步在LED 行業(yè)中推廣和應用。

引言：

LED發(fā)光的原理：

中國LED產業(yè)起步于20世紀70年代。經(jīng)過30多年的發(fā)展，中國LED產業(yè)已初步形成了包括LED外延片的生產、LED芯片的制備、LED芯片的封裝以及LED成品應用在內的較為完整的產業(yè)鏈。

LED照明的LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導體制成的，其核心是PN結。因此它具有一般P-N結的I-N特性，即正向導通，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復合而發(fā)光。 假設發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價帶空穴直接復合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復合發(fā)光。除了這種發(fā)光復合外，還有些電子被非發(fā)光中心(這個中心介于導帶、介帶中間附近)捕獲，而后再與空穴復合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。

市場對LED照明產品的要求：

LED光源有人稱它為長壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達6萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。

因此，要達到這樣的理想狀態(tài)，抗老化能力顯得尤為重要。

內容：

一、 LED照明產品的老化測試：

LED 背光及照明產品的長時間老化試驗是一個非常重要的測試，通過老化測試可以及早發(fā)現(xiàn)LED產品在長期使用中可能產生的光衰、色溫變化、漏電等故障，有利于產品性能的穩(wěn)定。ITECH電源和老化測試軟件主要應用于LED 背光及照明產品的老化測試。

LED 照明產品老化測試的結果和使用的設備有很大的關系，老化設備和LED照明產品,必須保證在充分散熱的情況下，確定最佳的老化時間，通過老化系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)，進行分析對比，以得到最精準的測試數(shù)據(jù)，從而達到生產和試驗的目的。

二、 LED老化測試中應用的電源和老化系統(tǒng)應具備的特點：

由于LED的工作電流非常特殊，故需要有專業(yè)的測試系統(tǒng)才能得到可靠的數(shù)據(jù)?？傮w上，在LED老化測試中應用的電源和老化系統(tǒng)應具備如下特點：

1、 高功率比的數(shù)控直流電源供應器，有寬廣的電壓電流使用率，應用范圍廣泛;

2、 可自動控制電壓及電流的變化率，最大可能的降低成本;

3、 高精度及高分辨率;

4、 低噪聲及紋波;

5、 盡量小的體積，節(jié)約空間;

三、 LED老化測試系統(tǒng)的搭建：

LED老化測試系統(tǒng)，由直流電源與控制軟件搭建而成，具體如下圖所示：

Fig1 多路IT6720結合IT9100軟件對LED老化測試圖

注：上圖中使用的電源型號為ITECH IT6720，老化控制軟件型號為ITECH IT9100

下圖是使用該測試系統(tǒng)在老化測試過程中，用戶觀察到的界面截圖：

Fig2 IT9100軟件對LED老化的監(jiān)測界面圖

在此界面中，可以同時觀測到16*32個通道的LED照明或背光產品的老化。總共分為16組， 每組可達32個通道， 并用數(shù)組表示。界面上每個方塊代表一個通道，當該通道配置時，該通道方塊呈灰色。用顏色來區(qū)分不同的運行狀態(tài)，能使用戶在使用過程中更加清晰、簡便、快速的觀測到任何細微的變化。通常來說，為了符合人們的習慣，不同顏色所表示的功能如下：

灰色：已配置或運行停止

黃色：通訊失敗

紅色：運行發(fā)生錯誤

綠色：通訊及運行都很正常

四、 在LED老化測試中選用此方案的優(yōu)勢：

選用靈活配比的電源,結合支持多通道的老化監(jiān)控軟件，可實現(xiàn)同時對上百個LED的老化監(jiān)控測試。

這個方案的優(yōu)勢在于：

1) 電源體積小巧、標準，可以放置在標準的儀器柜上，搭置老化系統(tǒng)可以根據(jù)實際情況，容易設計和擺放。避免了特殊定制老化測試系統(tǒng)柜的繁雜工作;

2) 使用的可編程電源，操作方便，并且具有高精確度、穩(wěn)定性強的特點;

3) 智能風扇控制，噪音小;

4) 可以通過軟件，批量設定老化的值并可以 檢測每一個LED 照明產品的工作狀態(tài);

5) 在老化試驗臺長時間持續(xù)工作的時候，一般為72H , 無需有值班人員守候;

6) 利用監(jiān)控軟件，可以自動記錄數(shù)據(jù)，便于分析;

7) 價格合理，搭建簡單，未來的可擴展性強，非常適合此領域的應用。

五、 結論：

LED發(fā)光的特性，對LED照明產品老化測試的方案提出了特殊要求。上文中介紹的LED老化測試方案，可廣泛應用于LED照明以及背光產品的老化測試，并且表現(xiàn)堪稱完美。選擇專業(yè)應用于LED行業(yè)的電源及控制軟件，搭建上述測試系統(tǒng)，可得到最為精準、有效地數(shù)據(jù)。欲了解艾德克斯更多詳細資料，請登錄艾德克斯官方網(wǎng)站www.itechate.com，和艾德克斯電子官方微博http://e.weibo.com/itechate。

ITECH公司簡介

艾德克斯電子( ITECH ) 為美國第四大儀器公司B+K-Precision集團成員, 多年來一直致力于電源及電源測試領域的研究, 專業(yè)生產高性能自動測試系統(tǒng)，電源和電子負載等大功率電子測試儀器，產品以高性能及高質量廣受國內外各大企業(yè)采用，產品出口遍及歐美日等三十余國家,廣泛應用于各個領域。