专利名称：基于子系统分解的led照明灯具加速试验方法
技术领域：
本发明涉及一种试验方法，尤其涉及一种基于子系统分解的LED照明灯具可靠性加速试验方法。
背景技术：
LED (Light Emitting Diode)因其寿命长,无污染,高效节能等优点而备受青睐。在通用照明领域，它的广泛应用将是继白炽灯之后的又一场革命。然而，现阶段缺乏切实可行的LED照明灯具可靠性加速试验方法及标准，这成为制约LED进入通用照明领域的瓶颈。美国能源之星提出对试验样品进行至少6000小时的常温试验，而这样的要求 对于力图高效开发的企业来说难以实行。如果需要在更短的时间得出产品的可靠性，需要使用更苛刻、较高的环境应力对产品进行加速试验。其次，如Van Driel WD等人在文献“[I] Van Driel WD, Yuan CA, et al. LED system reliability. IEEE EuroSimEproceedings, 2011. 1/5 - 5/5. ”中指出LED灯具整灯不可预知的失效模式太多，成为可靠性试验评估中最大的挑战。特别是在高应力水平的加速条件下，在LED灯具的光源部分还没退化之前，灯具的驱动电源、接口等薄弱的子系统就出现不可预知的失效，这与LED灯具实际工作的的退化、失效机理不符。同时，由此得到的试验结果对加速因子、外推模型等的选择也带来了极大的困难。因此，如果按传统方法对整灯进行加速试验，将很难达到评估LED灯具产品可靠性的目的。探索研究合适的LED灯具的可靠性加速试验方法具有非常重要的意义。

发明内容
本发明的目的是提供一种基于子系统分解的LED照明灯具可靠性加速试验方法。该方法的基本思想是将对LED灯具系统的可靠性评估问题转化为对各子系统的可靠性评估问题。实现本发明目的的技术方案是
一种基于子系统分解的LED照明灯具加速试验方法是首先，将LED灯具系统分解为若干个功能独立的子系统；然后，在保持整个系统能闭合工作的前提下，将目标子系统置于加速试验环境中，并进行可靠性加速试验；利用加速试验过程中测量的数据结果，外推得到目标子系统的可靠度函数；最后，结合各子系统与整灯系统性能变化的相关性，应用系统可靠性统计分析方法综合各子系统的可靠度函数，进而推导出整个LED灯具系统的可靠度函数，实现整灯系统的可靠性评估。具体包括如下步骤
(O依据不同的功能模块，将LED灯具系统分解为相互独立的若干个不同的子系统；
(2)在各子系统原有的电气连接处用导线引出连接端口，并保证各连接端口的可靠性与易用性；
(3)将目标子系统置于加速试验环境中，联接各子系统的连接端口，使整个系统保持闭合工作状态，实现目标子系统分离式的可靠性加速试验；(4)在加速试验过程的各时间节点，测量并收集LED灯具系统性能退化参数及样品失效数据；
(5)通过利用加速试验过程中测量的数据结果，外推得到目标子系统的可靠度函数；
(6)对其它子系统，重复步骤(3)，(4)，(5)，得到各个子系统的可靠度函数；
(7)在考虑各子系统之间的逻辑关系及相互影响的情况下，应用系统可靠性统计分析方法综合各子系统的可靠度函数，推导出整个LED灯具系统的可靠度函数，实现整灯系统的可靠性评估。所述的加速环境试验箱为目前市场上现有可以满足各子系统加速试验条件需求的试验设备。所述的系统可靠性统计分析方法是目前现有系统可靠性分析技术，如蒙特卡洛系统可靠性统计分析方法。·本发明的优点在于将LED灯具系统的可靠性评估问题转化为对各子系统的可靠性评估问题。在保证整灯系统闭合工作的前提下，通过对各子系统进行分离式的可靠性加速试验，再通过系统可靠性统计分析方法综合各子系统的可靠度函数，最终实现整灯系统的可靠性评估，从而避免了直接针对整灯系统的可靠性加速试验的复杂性甚至不可行性。该方法不仅可用于LED照明灯具的可靠性加速试验评估中，而且也可作为其它复杂系统加速试验评估的借鉴。


图I为LED灯具系统分解为子系统的示意 图2为目标子系统加速试验的不意 图3为LED光源子系统的可靠度函数示意 图4为驱动电源子系统的可靠度函数示意 图5为组装接口夹具子系统的可靠度函数示意 图6为整个LED射灯系统的可靠度函数示意图。图中1. LED光源子系统2.驱动电源子系统3.组装接口夹具子系统4.加速环境试验箱
具体实施例方式参照图1，实例的LED射灯系统，经分解为三个子系统LED光源子系统1(含模组、散热及光学部件)，驱动电源子系统2和组装接口夹具子系统3 ；
参照图2，实例的LED光源子系统I被作为目标子系统，并被置于加速环境试验箱4中，通过导线连接端口连接试验箱外部的驱动电源子系统2和组装接口夹具子系统3，使整个系统能保持闭合工作状态；加速试验过程中可以通过中断或实时的使用光参数测试系统或热、电参数测量系统进行参数测量；
实例的LED光源子系统I (如图3所示)、驱动电源子系统2 (如图4所示)和组装接口夹具子系统3 (如图5所示)的可靠度函数通过系统可靠性统计分析方法集成起来，最终得到整个LED射灯系统的可靠度函数(如图6所示)。实施例对某品牌15W LED射灯进行子系统分解，并进行可靠性加速试验依据不同的功能模块，将LED灯具系统分解为相互独立的3个不同的子系统，分别为LED光源子系统I (含模组、散热及光学部件)，驱动电源子系统2和组装接口夹具子系统3，如图I所示。I)在3个子系统原有的电气连接处用导线引出连接端口，保证各连接端口的可靠性与易用性，确保后续测量参数和拆装时方便、可靠；
2)先将LED光源子系统I作为目标子系统，将目标子系统I置于加速环境试验箱4中，通过连接端口连接试验箱外部的驱动电源子系统2和组装接口夹具子系统3，使整个系统保持闭合工作状态，试验测试如图2所示。
3)在加速试验事先设定的各参数测试时间节点，测量记录LED灯具系统性能退化参数，如光通量# Ct),光谱7(t) , LED结温Ti ，输入电压·pr (t)等，并且收集样品失效数据；
4)对测量和收集的数据进行处理，并在事先已选择的外推模型的基础上，外推得到目标子系统A的可靠度函数I』 ;
5)分别更换目标子系统为驱动电源子系统2和组装接口夹具子系统3，重复步骤
(3)- (5)，最后得到驱动电源子系统2和组装接口夹具子系统3的可靠度函数和矣(O ；
6)在考虑各子系统之间的逻辑关系及相互影响的情况下，应用蒙特卡洛系统统计分析方法综合集成各子系统的可靠度函数，推导出整个LED灯具系统的可靠度函数f(t)，如图3-6所示，最终实现整个LED灯具系统的可靠性评估。
权利要求
1.一种基于子系统分解的LED照明灯具加速试验方法，其特征是包括如下步骤 (O依据不同的功能模块，将LED灯具系统分解为相互独立的若干个不同的子系统； (2)在各子系统原有的电气连接处用导线引出连接端口，保证各连接端口的可靠性与易用性； (3)将目标子系统置于加速试验环境中，联接各子系统的连接端口，使整个系统保持闭合工作状态，实现目标子系统分离式的可靠性加速试验； (4)在加速试验过程的各时间节点，测量并收集LED灯具系统性能退化参数及样品失效数据； (5)通过利用加速试验过程中测量的数据结果，外推并得到目标子系统的可靠度函数； (6)对其它子系统，重复步骤(3)，(4)，(5)，得到各个子系统的可靠度函数； (7)在考虑各子系统之间的逻辑关系及相互影响的情况下，应用系统可靠性统计分析方法综合各子系统的可靠度函数，推导出整个LED灯具系统的可靠度函数，实现整灯系统可靠性寿命评估。
全文摘要
本发明公开了一种基于子系统分解的LED照明灯具加速试验方法，首先，将LED灯具系统分解为若干个功能独立的子系统；然后，在保持整个系统能闭合工作的前提下，将目标子系统置于加速试验环境中，并进行可靠性加速试验；通过利用加速试验过程中测量的数据结果，外推得到目标子系统的可靠度函数；最后，结合各子系统与整灯系统性能变化的相关性，应用系统可靠性统计分析方法综合各子系统的可靠度函数，进而推导出整个LED灯具系统的可靠度函数，实现整灯系统的可靠性评估。本发明的方法避免了直接针对整灯系统的可靠性加速试验的复杂性甚至不可行性，其不仅可用于LED照明灯具的可靠性加速试验评估中，而且可作为其它复杂系统加速试验评估的借鉴。
文档编号G01R31/44GK102890249SQ201210396830
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者蔡苗, 杨道国, 陈文彬, 梁丽丽, 龚铭, 田万春, 唐红雨, 贾红亮 申请人:桂林电子科技大学