如何利用實驗數(shù)據(jù)有效推估LED壽命?

　　美國環(huán)保署（Environmental Protection Agency, EPA）與能源部（Department of Energy, DOE），自2010年起陸續(xù)對LED光源燈具/燈泡發(fā)布能源之星（Energy Star?）及Lighting Facts標準，讓相關(guān)業(yè)者的LED照明產(chǎn)品規(guī)格有所依循，目前國際LED大廠針對LED產(chǎn)品的壽命評估與產(chǎn)品規(guī)格，也以此為依據(jù)。也就是說，LED廠商若想打入國際LED照明市場，勢必取得LED能源之星認證這張門票。

　　在能源之星部份，2011年7月6日，EPA為了簡化資格審查程序，特別將住宅照明(RLF)及固態(tài)照明（SSL Luminaires）兩大型態(tài)的燈具規(guī)范整合成【ENERGY STAR?Luminaires Program Requirement V1.1】，并訂定2012年4月1日正式開始實施，此外燈泡的部分也整合成【ENERGY STAR?Program Requirements for Integral LED Lamps V1.4】，兩份規(guī)范中除了審核的數(shù)據(jù)項增加外，引起較多討論的應(yīng)該是【LM-82光電特性規(guī)范】與【TM-21壽命預估規(guī)范】的要求已納入其中。

　　LM-82目前在北美照明協(xié)會(IESNA)尚未正式出版，其內(nèi)容主要為LED Light Engines及Integrated LED Lamps的電性與光學特性在不同溫度下的特征驗證方式，其量測方式相似于LM-79-08計劃，但重點為溫度對電/光參數(shù)的特征影響性評估。

　　另一部分則為IESNA于2011年7月25日出版的TM-21-11 (Projecting Long Term Lumen Maintenance of LED Light Sources)，此規(guī)范主要是針對LED光源表現(xiàn)與壽命進行預測，并與日前所公告的LM-80-08 LED流明維持率實驗進行連結(jié)，應(yīng)用LM-80-08的實驗數(shù)據(jù)來推估LED組件及燈具/燈泡的長期壽命表現(xiàn)。

　　一、使用TM-21推估LED燈具壽命步驟

　　為使LED業(yè)者對TM-21有較清晰的概念，并了解如何善用TM-21推估LED產(chǎn)品，筆者將以四個程序說明LM-80-08與TM-21-11的應(yīng)用及推估方式：

　　步驟一 : LED組件供貨商對其LED Source(Package/Array/Module)進行3個溫度(55℃/85℃/自選溫度)至少6,000小時的LM-80-08實驗。　　★ 樣品數(shù)要求 : (與可推估時間其有關(guān)連性)

　　★ 測試時間要求 : (與推估精準度有連結(jié)性)

　　至少6,000小時，建議為10,000小時，每隔1,000小時需要取得測試之LED光衰數(shù)據(jù)，間隔時間越短(如:500小時)可提升推估時的準確度。

　　步驟二 : 依TM-21-11公式推估3個測試溫度(55℃/85℃/自選溫度)的長期壽命數(shù)據(jù)。

　　★ 取得各溫度實驗數(shù)據(jù)平均值，測試數(shù)據(jù)取出時間規(guī)則為:

　　★ 以Exponential Least Squares Curve-Fit(最小平方曲線擬合)取得斜率

　　m(Slope)與截距b(Intercept)，計算m與b時若測試時間越長間隔越密集，其精準度將提升，接著計算出B與α數(shù)值。

　　★ 依下列公式計算出各溫度實驗之LED在ENERGY STAR規(guī)定之流明維持率70%時的壽命時間數(shù)值。

　　L70 : 當LED流明維持率為70%時的使用時間

　　★ 以步驟一中樣品數(shù)量進行可推估倍數(shù)時間之標準判斷:

　　表示方式為 :

　　(6K) : LM-80測試時間，(6K)=6,000小時；(10K)=10,000小時

　　XX,XXX Hours : 樣品≧20ea，測試時間=6,000，可推估6倍為36,000小時

　　★ 使用Exponential公式計算出各時間之流明維持率，則可以計算出之數(shù)據(jù)繪出各測試溫度的推估壽命曲線圖: