LED光老化試験装置の設計原理と応用研究

抽象
発光ダイオード（LED）は、新世代の固体照明光源として、高効率、省エネ、環境保護といった利点から、様々な分野で広く利用されています。その光束維持率と経年変化による寿命は、製品の品質を測る上で重要な指標です。本稿では、 LISUN LEDLM-84PL LED光老化試験装置 研究対象として。 IES LM-84 　 TM-28 この装置は、標準規格に準拠し、高低温環境シミュレーション、光電パラメータ収集、寿命予測機能を統合しています。本論文では、装置の設計基盤、ハードウェア構成、動作原理について詳しく説明し、アルレニウスモデルに基づく寿命計算法の分析に焦点を当てています。 TM-28 標準規格に準拠し、実用的なテストケースを通じて機器の性能を検証しました。研究の結果、この機器は光電パラメータの長期安定監視とLEDランプの迅速な劣化試験を実現できることが示され、LED製品の研究開発と品質検査に信頼性の高い技術サポートを提供します。

はじめに
LED照明技術の急速な発展に伴い、市場はLED製品の寿命と信頼性に対する要求をさらに高めています。従来の光源の「瞬時消灯」という故障モードとは異なり、LEDは長期使用中に光束減衰や色温度ドリフトなどの性能劣化現象を経験します。LEDの寿命は通常、光束維持率が70%（L70）または50%（L50）に低下するまでの累積使用時間として定義され、一般的に50,000時間以上に達します。実際の使用条件下での長期試験には、多大な時間とリソースが必要です。そのため、複雑な環境条件をシミュレートした環境下で光電パラメータを正確に監視し、寿命を迅速に予測するために、専門的なLED光学老化試験装置が緊急に必要とされています。
当学校区の LEDLM-84PL LED光学老化試験装置開発 LISUN グループは厳密に設計されており、 IES LM-84 「光エンジンと光源の光束と色温度維持率」と TM-28 標準規格に準拠しています。アルレニウスモデルと組み合わせることで、LED寿命の科学的な計算が可能になり、長期安定性試験から急速な劣化評価まで、LEDランプの多様なニーズに対応し、業界に効率的で信頼性の高い試験ソリューションを提供します。

LED 光エージング試験器 LED 光エージング試験器 LEDLM 80PL

2. 設計基準とハードウェア構成 LISUN LEDLM-84PL LED光老化試験装置
（１）設計基準の根拠
コアデザインは LEDLM-84PL この楽器は、2つの主要な基準を中心に展開されています IES LM-84 　 TM-28、および互換性があります LM-79-19 試験データの標準化と比較可能性を確保するための「固体照明製品の測光および電気測定方法」

IES LM-84 規格：この規格は、LEDライトエンジンおよびランプの光束および色温度維持率の試験方法を規定しています。試験サイクルは6000時間とし、その間、光電パラメータを定期的に収集して光束の経時的な減衰傾向を記録し、寿命評価の基礎データを提供します。
TM-28 規格：LM-84をサポートする技術ガイドラインとして、 TM-28 測定データに基づく寿命予測手法を提案します。6000時間以内の光束減衰曲線をフィッティングし、統計モデルと組み合わせることで、L70およびL50寿命値を推定し、長期試験サイクルが長すぎるという問題を解決します。

LM-79-19 標準: LED 製品の光束、発光効率、色座標などの光電パラメータの測定条件と計算方法を標準化し、機器によって収集された測光データ、測色データ、電気データが統一された業界標準に準拠していることを保証し、テストエラーを回避します。

（２）ハードウェアシステム構成
当学校区の LISUN LEDLM-84PL LED光老化試験装置は単一の装置ではなく、コア試験ユニット、環境シミュレーションユニット、電源ユニットから構成される統合システムです。各部が連携して動作することで、試験プロセスの自動化と高精度化を実現します。具体的な構成は以下の表のとおりです。

3. 動作原理と寿命計算方法 LEDLM-84PL 楽器別
（１）システムの動作プロセス
の作業プロセス LISUN LEDLM-84PL LED光老化試験装置は、「長期安定試験」と「急速加速試験」の2つのモードに分かれており、どちらも手動介入なしの完全自動操作を実現します。
1. 長期安定テストモード
• ステップ1：カスタムフィクスチャに8個のLEDランプを設置します。 GDJW-015A それぞれ高低温交互試験室に接続し、 LSP-1KVARC ランプへの安定した電力供給を確保するためのAC電源。
• ステップ 2: テストチャンバーの温度パラメータ (60℃一定、または -20℃ ~ 80℃の高低温サイクルなど) を設定し、LED の実際の使用環境をシミュレートします。
• ステップ3: LEDLM-84PL ホスト。LM-84規格に基づき、システムは光束、色温度、電圧、電流などのパラメータを一定間隔（例：100時間）で自動的に収集します。
• ステップ4: 6000時間の連続テストの後、ソフトウェアは収集された光束減衰データを次の式に基づいて適合させます。 TM-28 標準に準拠し、L70 および L50 寿命レポートを生成します。

2. 高速加速テストモード
このモードは、周囲温度または駆動電流の増加によって LED の老化プロセスを加速するアレニウス モデルに基づいています。
システムは、通常の動作条件（例：85℃、100℃）よりも高い温度を設定し、光束減衰サイクルを短縮して、6000時間に相当する経年変化データを「短時間」（例：500時間）で取得します。
ソフトウェアは、アルレニウスモデルの温度加速係数と組み合わせて、迅速なテストデータを通常の動作条件下での寿命値に変換し、L70とL50の迅速な予測を実現し、テスト時間を大幅に節約します。

（２）アレニウスモデルに基づく寿命計算と TM-28 スタンダード
1. アレニウスモデルの原理
アレニウスモデルは、化学反応速度と温度の関係を記述する古典的なモデルです。その基本式は、k = A · e^(-Eₐ/(RT))です。
ここで、k は老化速度定数、A は前指数係数、Eₐ は活性化エネルギー（実験により決定される LED 材料に関連するパラメータ）、R は気体定数（8.314 J/(mol·K)）、T は絶対温度（単位：K）です。

LEDの劣化試験において、光束の減衰率は劣化速度定数kに比例します。温度が高いほどk値が大きくなり、光束の減衰も速くなります。そのため、試験温度を上げることで劣化プロセスを加速させることができ、その後、アルレニウスモデルを用いて高温での試験時間を常温での等価寿命に換算することで、迅速な予測が可能になります。

2. 寿命計算 TM-28 スタンダード
LM-84テストの6000時間の光束データに基づいて、 TM-28 標準では「線形フィッティング」または「指数フィッティング」法を使用して寿命を推定します。
光束減衰曲線がほぼ直線の場合、寿命計算式は次のようになります。
L₇₀ = t₀ + (0.7 – Φ₀)/k
ここで、t₀は試験時間（6000時間）、Φ₀は6000時間での光束維持率、kは線形近似の減衰率である。
減衰曲線が指数関数的な傾向を示している場合は、指数関数のフィッティング式が使用されます。
Φ(t) = Φᵢₙᵢₜᵢₐₗ · e^(-kt)
Φ(t) = 0.7 Φᵢₙᵢₜᵢₐₗを代入し、解くとL₇₀ = ln(1/0.7)/kが得られます。
のソフトウェア LEDLM-84PL この機器は、光束減衰曲線の種類を自動的に識別し、最適なフィッティング方法を選択し、アレニウスモデルの加速係数と組み合わせて正確な L70 および L50 寿命値を生成し、計算結果の信頼性を確保します。

4. 性能検証と応用事例 LEDLM-84PL 楽器別
（１）性能検証実験
正確性を確認するために LISUN LEDLM-84PL LED光学老化試験装置、特定のブランドの10W電球ランプが試験用に選択されました。
1. 実験条件
長期試験群：温度60℃、駆動電流0.3A、試験時間6000時間。
迅速試験群：温度100℃、駆動電流0.3A、試験時間500時間。

2. 実験結果
長期試験群で6000時間の試験後、光束維持率は85％であり、L70寿命は、 TM-28 標準は35,000時間でした。
迅速試験群では500時間試験後、光束維持率が78%に低下しました。アレニウスモデルで換算すると、通常の動作条件下でのL70寿命は34,500時間でした。

2つのグループのテスト結果の誤差はわずか1.4％であり、これは、 LEDLM-84PL この機器は精度が高く、長期テストを効果的に置き換えることができます。

（2）産業応用シナリオ
LED ランプの研究開発段階: 研究開発企業はこの機器を使用して、さまざまな材料 (放熱材料や包装用接着剤など) が LED の寿命に与える影響を迅速に評価し、製品設計を最適化できます。
• 品質検査機関:第三者検査機関は、この機器を使用して、LM-84およびL50寿命試験規格に準拠した信頼性の高いL70およびL50寿命試験レポートを企業に提供します。 TM-28 標準;
• 生産と製造のリンク：生産企業は、この機器を使用して工場出荷製品のサンプリングテストを実施し、バッチ製品の寿命の一貫性を監視し、不合格製品が市場に流入するのを防ぐことができます。

5. 結論
取得 IES LM-84 　 TM-28 設計の核となる基準として、 LISUN LEDLM-84PL LED光老化試験装置 環境シミュレーション、光電収集、寿命計算機能を統合し、「長期安定試験」と「迅速加速試験」の2つのモードにより、LEDランプの寿命評価における多様なニーズに対応します。アルレニウスモデルに基づく迅速試験技術により、試験サイクルを大幅に短縮しながら寿命計算の精度を確保します。また、全自動操作とマルチチャンネル試験機能により、試験効率とデータの信頼性を向上させます。