將高功率白光LED作為新型綠色照明時,將擁有諸如光轉換效率高、功耗低,壽命長,無需維護等優點,因而逐漸被應用于各種照明領域。LED的長使用壽命是基于其安全的工作環境。對于LED照明來講,主要有兩種威脅影響其壽命;一種是過電沖擊,此處的過電沖擊就是LED上施加的電流超過該LED技術數據手冊中的最大額定電流,包括過壓引起的過電流沖擊;另一種則是過熱損傷。這些損壞可以表現為組件的立即失效,也可能發生在過電沖擊事件后許久才失效,縮短LED工作壽命。
LED燈具損壞的原因
LED燈具失效一是來源于電源和驅動的失效,二是來源于LED組件本身的失效。通常LED電源和驅動的損壞來自于輸入電源的過電沖擊(EOS)以及負載端的斷路故障。輸入電源的過電沖擊往往會造成驅動電路中驅動芯片的損壞以及如電容等被動組件發生擊穿損壞;而負載端的短路故障則可能引起驅動電路的過電流驅動,驅動電路可能發生短路損壞或有短路故障導致的過熱損壞。
LED組件本身失效的情況
瞬態過電流事件
瞬態過電流事件,是指流過LED的電流超過該LED技術數據手冊中的最大額定電流,這可能是由于大電流的直接產生,也可能是因高電壓間接產生,如瞬態雷擊,開關電源的瞬態開關噪聲,電網波動等過壓事件引起的過流。這些事件都是瞬態的,持續時間極短,通常我們將其稱為尖峰,如“電流尖峰”,“電壓尖峰”。造成瞬態過流事件的情況還包括,LED接通電源或是帶電插拔時的瞬態過電流。
對于在汽車中的LED照明,ISO7637-2的瞬態拋負載突波沖擊,則是其正常工作的一個重要威脅。
LED遭受過電沖擊后的失效模式并非固定,但通常會導致焊接線損壞。這種損壞通常由極大的瞬態過電流引起,除了導致焊接線燒斷外,還可能導致靠近焊接線的其他部分損壞,例如密封材料。
靜電放電事件
ESD損壞是目前高整合半導體組件制造,運輸和應用中最為常見的一種瞬態過壓危害,而LED照明系統則需要滿足IEC61000-4-2標準的“人體靜電放電模式”8KV接觸放電,以防止系統在靜電放電時有可能導致的過電沖擊失效。
LEDPN結數組性能降低或損壞,ESD事件放電通路導致的LED芯片的內部失效,這種失效可能只是局部功能損壞,嚴重的也會導致LED的永久損壞。