LED 램프의 수명에 영향을 미치는 요소는 무엇입니까?

LED 칩의 품질 LED 칩은 LED 광원의 핵심 부품이며, 칩의 수명은 LED 램프의 수명을 크게 좌우합니다. LED 칩의 수명에 영향을 미치는 세 가지 요인은 칩의 격자 결함, 패키징 공정, 그리고 형광체의 품질입니다. 우선, LED 칩을 구성하는 재료는 결정입니다.

이상적인 결정은 그림 3에 나와 있습니다. 격자 배열이 좋지 않고 그림 4와 같이 일부 열이 부족한 경우, 이러한 결함은 LED 칩의 수명에 영향을 미칩니다. 또한, LED 칩에 도핑된 불순물이 필요한 수준이 아닐 경우에도 LED 광원의 수명에 영향을 미칩니다.

둘째, LED 패키징의 적정성 또한 칩 수명에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 현재 Cree, Lumilends, 일본의 Nichia 등 세계적인 기업들은 비교적 높은 수준의 패키징 기술을 보유하고 있습니다. LED 패키징 기술 또한 특허로 보호받고 있으며, LED의 수명을 보장합니다. 그러나 대부분의 다른 기업들은 제품 공정 패키징을 모방한 제품을 다수 보유하고 있습니다. 이러한 제품들은 외관은 양호하지만, 공정 구조와 품질이 좋지 않아 LED 수명에 심각한 영향을 미칩니다.

또한, LED 칩의 성능은 일정 수준 편차를 보입니다. 따라서 패키징 전에 LED 칩의 면적, 광효율 등 여러 지표에 따라 분류 및 선별해야 합니다. 패키징 전에 칩을 분류하지 않으면 패키징 후 완제품의 광출력이 불균일해질 수밖에 없습니다. 즉, LED 패키징 및 패키징 전 분류 또한 LED 수명에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.

마지막으로, 형광체의 품질 또한 LED 칩의 수명에 영향을 미칩니다. 현재 LED 칩이 백색광을 생성하는 방법은 여러 가지가 있으며, 그중 두 가지가 형광체 분말을 사용하는 것입니다. 한 가지 방법은 LED 청색광 칩에 YAG(이트륨 알루미늄 가넷, YAG) 형광체를 코팅하는 것입니다.

앞서 언급했듯이, 짧은 파장의 광자는 긴 파장의 광자보다 더 에너지가 높습니다.따라서 칩에서 방출되는 파란색 빛(짧은 파장)은 형광체를 여기시켜 500nm~560nm(파란색 빛보다 긴 파장)의 황록색 빛, 파란색 빛, 황록색의 백색광을 생성합니다.이 방법으로 백색광을 얻는 비용은 비교적 낮지만 형광체의 균일성을 제어하기 어렵고 칩을 일정 시간 동안 사용한 후에는 광 효과와 색온도가 그에 따라 변합니다.또 다른 방법은 LED 칩에서 자외선을 방출하게 한 다음 RGB(적색, 녹색, 청색 기본색) 형광체를 여기시켜 적색, 녹색, 청색 기본색 빛을 생성한 다음 세 가지 기본색 빛을 혼합하여 백색광을 생성하는 것입니다.

자외선의 광자 에너지가 비교적 크기 때문에 포장재의 에폭시 수지는 노화되기 쉽고, 이는 LED 칩의 수명에도 영향을 미칩니다. LED 칩이 LED 램프 수명의 "단락 기판"이 된다면, 위 세 가지 요인 중 어떤 것이 문제가 될까요? LED 칩과 램프의 수명에 영향을 미치는 "단락 기판"은 무엇일까요? 2. LED 방열 시스템 LED 램프에 대해 이야기할 때 적외선의 존재 여부와 열 발생량에 대한 다양한 이론이 있습니다. 실제로 백색광을 방출하는 LED 광원의 이론 광속은 300lm/W 이상이어야 합니다.

현재 고출력 LED 광원은 80lm/W~100lm/W에 불과합니다. 즉, 전기 에너지의 약 1/3이 가시광선으로 전환되고, 대부분의 전기 에너지는 열에너지로 전환됩니다. 열에너지는 열전도와 열복사의 형태로 방출되어야 하므로, 고출력 LED 램프의 방열 시스템은 매우 중요합니다.

LED 광원의 PN 접합은 온도에 매우 민감합니다. 고온은 LED 칩의 수명을 크게 단축시킵니다. 그림 6에서 볼 수 있듯이, 이는 Cree에서 제시한 고출력 백색 LED의 광 감쇠율입니다. 국제 관례(원래 광원 사양에도 명시됨)에 따르면, 광원의 유효 수명은 다음과 같이 정의됩니다. 광속이 초기 값의 70%로 감쇠할 때, 광원은 수명이 다한 경우에도 수명이 다합니다.

그림에서 녹색 수평선과 각 곡선의 교차점은 LED 광원의 PN 접합의 유효 수명을 다양한 온도에서 보여줍니다.그림 6에서 PN 접합의 온도가 75°C일 때 수명은 51,000시간(녹색 곡선), 온도가 85°C일 때 수명은 22,000시간(노란색 곡선), 온도가 95°C일 때 수명은 18,000시간(분홍색 곡선), 온도가 105°C일 때 수명은 12,000시간(빨간색 곡선)입니다. 실제로 고출력 LED 램프의 PN 접합 온도는 현재 약 105°C입니다. 즉, LED 칩의 수명은 10,000시간을 넘습니다.

램프의 방열 상태가 좋지 않으면 LED 칩의 PN 접합 온도가 너무 높아져 LED 칩이 빠르게 손상됩니다. 이때 방열 시스템은 LED 램프 수명의 "단락"이 됩니다. 방열 시스템은 LED 칩의 수명에 큰 영향을 미칩니다. 동일한 품질의 칩을 다른 램프에 배치하면 수명이 몇 배, 심지어 수십 배까지 차이가 ​​납니다. 램프 설계의 성공 여부는 광학 시스템뿐만 아니라 방열 시스템도 결정적인 역할을 합니다.

3 구동 전력 구동 전력은 LED 램프의 수명에 중요한 역할을 합니다. 이는 간과하기 쉬운 문제이며, 현재 고출력 LED 램프 보급에 걸림돌이 될 수도 있습니다. 램프를 점검할 때 LED 칩은 손상되지 않았지만 구동 전원 공급 장치에 결함이 있는 경우가 종종 있습니다. 일반적으로 LED 칩의 수명은 구동 전원 공급 장치의 수명보다 훨씬 깁니다.

예를 들어, Cree의 XLamp 시리즈 제품인 7090XR-E는 백색광 LED 칩으로, 일반적인 작동 전압은 3.5V, 전류는 700mA(2.45W), PN 접합 온도는 80°C입니다(이 온도는 매우 우수한 방열 시스템을 통해서만 달성 가능). 광속이 초기 값의 70%로 감소할 때 칩 수명은 50,000시간입니다. 현재 최고 구동 전력의 수명은 30,000시간을 초과하는 반면, 저조도 구동 전력의 수명은 수천 시간에 불과합니다.

LED 램프에 고품질 칩을 사용하고 방열 시스템이 제대로 구축되어 있다면, 구동 전원 공급 장치의 수명이 약해질 수 있습니다. 4. 유효 수명과 광 감쇠율 지표에는 서로 다른 기준이 사용되며, LED 광원에 대한 지식은 부족한 경우가 많습니다. 이로 인해 많은 사람들이 오해를 하게 됩니다. 아시다시피, 기존 광원의 수명에는 두 가지가 있습니다. 하나는 전체 수명(full life)이고, 다른 하나는 유효 수명(effective life)입니다. 전체 수명은 광원이 점화된 후 수명이 다할 때까지(점등되지 않을 때까지) 누적된 점화 시간으로 정의됩니다.

유효 수명은 광원이 점등된 후 광속이 초기 값의 70%로 감소할 때까지의 누적 점등 시간을 의미합니다. 광원의 광속은 초기 값의 70%에서 수명이 다할 때까지(밝지 않을 때까지) 오랫동안 지속될 수 있기 때문에 대부분의 광원의 유효 수명은 전체 수명보다 훨씬 짧습니다. LED 광원은 새로운 광원이며, 새로운 광원의 유효 수명은 논란의 여지가 없습니다.

현재 세계적으로 LED 광원의 수명 평가 기준으로 L70이 일반적으로 사용되고 있습니다. L70은 LED 광원의 초기 광속을 1.0(즉, 100%)으로 간주하여 광속이 초기값의 70%로 감소했을 때의 유효 수명을 의미합니다. 국내 LED 업계에서는 일부 제조업체가 초기값의 50%로 감소하는 광속(일반적으로 반감기라고 함)을 LED 조명의 수명 기준으로 삼고 있습니다.

그림 6에서 볼 수 있듯이 LED의 PN 접합의 작동 온도가 105°C일 때 빛이 초기 값의 70%로 감소할 때 수명이 12,000시간이고, 빛이 초기 값의 50%로 감소할 때 수명이 21,000시간입니다.두 값은 상당히 다릅니다.조명 응용 분야에 종사하는 기술자는 두 표준의 차이를 모르면 잘못된 판단을 내릴 수 있습니다.5 연색지수와 색온도에 관하여 영화 및 텔레비전 무대의 LED 램프의 경우 광속이 초기 값의 70%로 감소하지 않았더라도 연색지수 Ra가 너무 많이 감소하거나 광원의 색온도가 너무 많이 변하면 수명이 다한 것으로 간주해야 합니다.

연색지수나 색온도가 너무 많이 변하고, 각 램프의 색온도가 다르면 램프의 사용가치가 떨어지게 됩니다.