论
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LED灯珠用久了变暗,行业里叫光衰,指的是在额定条件下工作一段时间后光通量相对初始值的下降。描述光衰的常用指标是L70,也就是光通量衰减到初始值70%时的工作时间;L80、L90同理。光衰不是某个零件突然坏掉,而是芯片、荧光粉和封装材料一起缓慢老化的结果。
结温是第一位的加速因素。LED是把电能变成光的器件,输入功率里总有一部分变成热,芯片结温每升高10摄氏度左右,老化速度大约翻倍——这个规律虽然粗糙,但在工程估算里一直管用。散热设计差的灯具,灯珠长期工作在高温下,光衰会明显快于数据手册的标称值。
驱动电流是第二个杠杆。电流密度越高,芯片内部的非辐射复合比例上升,效率下降的同时发热也增加。超电流驱动换来的亮度是短期的,换来的是更快的光衰。很多标称高亮度的灯具,实际是在用寿命换亮度,设计时应当按降额使用,留出余量。
荧光粉和封装材料同样会老化。白光LED靠蓝光芯片激发荧光粉,荧光粉在高温与高能蓝光长期作用下会发生热猝灭与效率下降;硅胶封装在蓝光和热的双重作用下会逐渐黄变,透过率下降,这部分光衰在早期往往比芯片本身更快。色温漂移经常和光衰同时出现,根源之一就是荧光粉与封装的老化速度不一致。
判断一只灯的光衰合不合格,要看测试条件。LM-80是业内通用的流明维持率测试方法,在规定的结温与电流下实测数千小时,再用TM-21的方法外推寿命。只看标称的几万小时寿命没有意义,必须问清楚它是在什么结温、什么电流下测出来的。
对工程师来说,减缓光衰的办法其实很朴素:把结温降下来,散热路径从芯片到基板再到散热器,每一级热阻都要算;驱动电流降额使用,别长期顶格跑;选耐黄变的封装材料与质量稳定的荧光粉。光衰控制得好不好,拆开看散热结构和驱动参数,基本就能判断个八九不离十。
结温是第一位的加速因素。LED是把电能变成光的器件,输入功率里总有一部分变成热,芯片结温每升高10摄氏度左右,老化速度大约翻倍——这个规律虽然粗糙,但在工程估算里一直管用。散热设计差的灯具,灯珠长期工作在高温下,光衰会明显快于数据手册的标称值。
驱动电流是第二个杠杆。电流密度越高,芯片内部的非辐射复合比例上升,效率下降的同时发热也增加。超电流驱动换来的亮度是短期的,换来的是更快的光衰。很多标称高亮度的灯具,实际是在用寿命换亮度,设计时应当按降额使用,留出余量。
荧光粉和封装材料同样会老化。白光LED靠蓝光芯片激发荧光粉,荧光粉在高温与高能蓝光长期作用下会发生热猝灭与效率下降;硅胶封装在蓝光和热的双重作用下会逐渐黄变,透过率下降,这部分光衰在早期往往比芯片本身更快。色温漂移经常和光衰同时出现,根源之一就是荧光粉与封装的老化速度不一致。
判断一只灯的光衰合不合格,要看测试条件。LM-80是业内通用的流明维持率测试方法,在规定的结温与电流下实测数千小时,再用TM-21的方法外推寿命。只看标称的几万小时寿命没有意义,必须问清楚它是在什么结温、什么电流下测出来的。
对工程师来说,减缓光衰的办法其实很朴素:把结温降下来,散热路径从芯片到基板再到散热器,每一级热阻都要算;驱动电流降额使用,别长期顶格跑;选耐黄变的封装材料与质量稳定的荧光粉。光衰控制得好不好,拆开看散热结构和驱动参数,基本就能判断个八九不离十。

