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LED灯具损坏常见原因

来源: 时间:2016-03-29 16:48:46
大功率LED灯具作为新型绿色照明技术,有光转换效率高、能耗低、寿命长、无需维护等优点,逐渐被应用于各种照明领域。大功率LED的长寿命是基于其安全的工作环境,对于大功率大功率LED灯具来讲,主要有两种威胁影响其寿命:一是过电冲击,就是大功率大功率LED灯具上施加的电流超过该大功率LED灯具技术数据手册中的最大额定电流,包括过压引起的过电冲击;另一种是过热损伤。这些损坏可以表现为器件的立即失效,也可能发生在过电流冲击事件后许久才失效,缩短大功率LED灯具工作寿命。
大功率LED灯具损坏的原因
  大功率LED灯具失效一是来源于电源和驱动的失效,二是来源于大功率LED灯具的器件本身的失效。通常大功率LED灯具的电源和驱动的损坏来自于输入电源的过电冲击(EOS)以及负载端的断路故障。输入电源的过电冲击往往会造成驱动电路中驱动芯片的损坏,以及电容等被动元件发生击穿损坏。负载端的短路故障则可能引起驱动电路的过电流驱动,驱动电路有可能发生短路损坏或有短路故障导致的过热损坏。大功率LED灯具的器件本身的失效主要有以下几种情况。
1、瞬态过流事件
  瞬态过流事件是指流过大功率LED灯具的电流超过该大功率LED灯具技术数据手册中的最大额定电流,这可能是由于大电流直接产生也可能是由高电压间接产生,如瞬态雷击、开关电源的瞬态开关噪声、电网波动等过压事件引起的过流。这些事件都是瞬态的,持续时间极短,通常我们将其称为尖峰,如“电流尖峰”、“电压尖峰”.造成瞬态过流事件的情况还包括大功率LED灯具接通电源,或是带电插拔时的瞬态过电流。
对于汽车中的LED照明,ISO7637-2的瞬态抛负载浪涌冲击则是其正常工作的一个重要威胁。
  大功率LED灯具遭受过电冲击后的失效模式并非固定,但通常会导致焊接线损坏,这种损坏通常由极大的瞬态过电流引起。除了导致焊接线烧断外,还可能导致靠近焊接线的其他部分损坏,例如密封材料。
2、静电放电事件
  静电放电(ESD)损坏是目前高集成度半导体器件制造、运输和应用中最为常见的一种瞬态过压危害,而大功率LED灯具照明系统则须满足IEC61000-4-2标准的“人体静电放电模式”8kV接触放电,以防止系统在静电放电时有可能导致的过电冲击失效。
  LEDPN结阵列性能将出现降低或损坏。ESD事件放电通路导致的大功率LED灯具的芯片内部失效,这种失效可能只是局部功能损坏,严重的话也会导致大功率LED灯具永久损坏。
  对于接近80%能量都转化为热量的大功率LED灯具照明设计而言,热管理和故障过热保护是其面临的一个挑战。理论和实践都已经证明,大功率LED灯具的性能和寿命是与大功率LED灯具的PN结工作温度紧密相关。当大功率LED灯具芯片内结温升高10℃,光通量就会衰减1%,大功率LED灯具的寿命就会减少50%.
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