Was ist eine LED?
Eine Leuchtdiode (LED) ist ein spezieller Diodentyp, der bei Anlegen einer Durchlassspannung monochromatisches, diskontinuierliches Licht emittiert – ein Phänomen, das als Elektrolumineszenz bekannt ist. Durch Veränderung der chemischen Zusammensetzung des Halbleitermaterials können LEDs nahes Ultraviolett, sichtbares oder infrarotes Licht erzeugen. Ursprünglich wurden LEDs hauptsächlich als Kontrollleuchten und Anzeigetafeln eingesetzt. Mit dem Aufkommen weißer LEDs werden sie jedoch nun auch in Beleuchtungsanwendungen eingesetzt. LEDs gelten als die neue Lichtquelle des 21. Jahrhunderts und bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lichtquellen beispiellose Vorteile wie hohe Effizienz, lange Lebensdauer und Robustheit.
Klassifizierung nach Helligkeit:
LEDs mit Standardhelligkeit (hergestellt aus Materialien wie GaP, GaAsP)
Hochhelle LEDs (hergestellt aus AlGaAs)
Ultrahelle LEDs (aus anderen fortschrittlichen Materialien hergestellt)
☆ Infrarotdioden (IREDs): Senden unsichtbares Infrarotlicht aus und dienen verschiedenen Anwendungen.
Übersicht über LED-Zuverlässigkeitstests:
LEDs wurden erstmals in den 1960er Jahren entwickelt und zunächst in Ampeln und Konsumgütern eingesetzt. Erst in den letzten Jahren werden sie auch für die Beleuchtung und als alternative Lichtquellen eingesetzt.
Zusätzliche Hinweise zur LED-Lebensdauer:
Je niedriger die Verbindungstemperatur der LED, desto länger ist ihre Lebensdauer und umgekehrt.
LED-Lebensdauer bei hohen Temperaturen:
10.000 Stunden bei 74 °C
25.000 Stunden bei 63 °C
Als Industrieprodukt wird für LED-Lichtquellen eine Lebensdauer von 35.000 Stunden (garantierte Nutzungsdauer) gefordert.
Herkömmliche Glühbirnen haben normalerweise eine Lebensdauer von etwa 1.000 Stunden.
Es wird erwartet, dass LED-Straßenlaternen über 50.000 Stunden halten.
Zusammenfassung der LED-Testbedingungen:
Temperaturschocktest
Schocktemperatur 1
Zimmertemperatur
Schocktemperatur 2
Erholungszeit
Zyklen
Schockmethode
Bemerkungen
-20℃ (5 Minuten)
2
90 °C (5 Minuten)
2
Gasschock
-30℃ (5 Minuten)
5
105 °C (5 Minuten)
10
Gasschock
-30℃ (30 Minuten)
105 °C (30 Minuten)
10
Gasschock
88℃ (20 Minuten)
-44℃ (20 Minuten)
10
Gasschock
100 °C (30 Minuten)
-40℃ (30 Minuten)
30
Gasschock
100 °C (15 Minuten)
-40℃ (15 Minuten)
5
300
Gasschock
HB-LEDs
100 °C (5 Minuten)
-10℃ (5 Minuten)
300
Flüssigkeitsschock
HB-LEDs
LED-Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeitstest (THB-Test)
Temperatur/Luftfeuchtigkeit
Zeit
Bemerkungen
40 °C/95 % relative Luftfeuchtigkeit
96 Stunden
60 °C/85 % relative Luftfeuchtigkeit
500 Stunden
LED-Lebensdauertest
60 °C/90 % relative Luftfeuchtigkeit
1000 Stunden
LED-Lebensdauertest
60 °C/95 % relative Luftfeuchtigkeit
500 Stunden
LED-Lebensdauertest
85 °C/85 % relative Luftfeuchtigkeit
50 Stunden
85 °C/85 % relative Luftfeuchtigkeit
1000 Stunden
LED-Lebensdauertest
Lebensdauertest bei Raumtemperatur
27℃
1000 Stunden
Dauerhafte Beleuchtung bei konstantem Strom
Hochtemperatur-Betriebslebensdauertest (HTOL-Test)
85℃
1000 Stunde
Dauerhafte Beleuchtung bei konstantem Strom
100℃
1000 Stunde
Dauerhafte Beleuchtung bei konstantem Strom
Niedertemperatur-Betriebslebensdauertest (LTOL-Test)
-40℃
1000 Stunde
Dauerhafte Beleuchtung bei konstantem Strom
-45℃
1000 Stunde
Dauerhafte Beleuchtung bei konstantem Strom
Lötbarkeitstest
Testbedingung
Bemerkungen
Die Pins der LED (1,6 mm vom Boden des Kolloids entfernt) werden für 5 Sekunden in ein 260 °C heißes Zinnbad getaucht.
Die Pins der LED (1,6 mm vom Boden des Kolloids entfernt) werden für 6 Sekunden in ein 260+5 °C heißes Zinnbad getaucht.
Die Pins der LED (1,6 mm vom Boden des Kolloids entfernt) werden für 3 Sekunden in ein 300 °C heißes Zinnbad getaucht.
Reflow-Lötofentest
240℃
10 Sekunden
Umwelttest (TTW-Lötbehandlung für 10 Sekunden bei einer Temperatur von 240 °C ± 5 °C durchführen)
Testname
Referenzstandard
Siehe den Inhalt der Testbedingungen in JIS C 7021
Erholung
Zyklusnummer (H)
Temperaturzyklen
Automobilspezifikation
-40 °C ←→ 100 °C, bei einer Haltezeit von 15 Minuten
5 Minuten
5/50/100
Temperaturzyklen
60 °C/95 % RH, mit angelegtem Strom
50/100
Feuchtigkeits-Sperrvorspannung
MIL-STD-883-Methode
60 °C/95 % relative Luftfeuchtigkeit, 5 V RB
50/100
Vergleich von Klimatest und UmwelttestKlimaumgebungstest – Prüfkammer für konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Prüfkammer für hohe und niedrige Temperatur, Kälte- und Heißschockprüfkammer, Testkammer für Nass- und Wärmewechsel, Prüfkammer für schnelle Temperaturänderungen, Prüfkammer für lineare Temperaturänderungen, begehbare konstante Temperatur und Feuchtigkeitsprüfkammer usw. Sie alle beinhalten eine Temperaturregelung.Da mehrere Temperaturkontrollpunkte zur Auswahl stehen, bietet die Klimakammer-Temperaturkontrollmethode auch drei Lösungen: Einlasstemperaturkontrolle, Produkttemperaturkontrolle und „Kaskaden“-Temperaturkontrolle. Bei den ersten beiden handelt es sich um eine Einpunkt-Temperaturregelung und bei der dritten handelt es sich um eine Zwei-Parameter-Temperaturregelung.Die Methode der Einzelpunkt-Temperaturregelung ist sehr ausgereift und weit verbreitet.Die meisten frühen Steuerungsmethoden waren „Ping-Pong“-Schaltersteuerungen, die allgemein als Heizen bei Kälte und Kühlen bei Hitze bekannt sind. Dieser Steuermodus ist ein Feedback-Steuermodus. Wenn die Temperatur des zirkulierenden Luftstroms höher als die eingestellte Temperatur ist, wird das elektromagnetische Kühlventil geöffnet, um dem zirkulierenden Luftstrom Kältevolumen zuzuführen und die Temperatur des Luftstroms zu senken. Andernfalls wird der Leistungsschalter der Heizeinrichtung eingeschaltet, um den Umluftstrom direkt zu erwärmen. Erhöhen Sie die Temperatur des Luftstroms. Dieser Steuermodus erfordert, dass sich das Kühlgerät und die Heizkomponenten der Prüfkammer immer in einem Standby-Betriebszustand befinden, was nicht nur viel Energie verschwendet, sondern auch, dass sich der gesteuerte Parameter (Temperatur) immer in einem „Oszillationszustand“ befindet Die Regelgenauigkeit ist nicht hoch.Mittlerweile wird das Einpunkt-Temperaturregelungsverfahren größtenteils auf das universelle Proportional-Differential-Integral-Regelverfahren (PID) umgestellt, das eine kontrollierte Temperaturkorrektur entsprechend der vergangenen Änderung des geregelten Parameters (Integralregelung) und des Änderungstrends (Differenzregelung) ermöglichen kann ), was nicht nur Energie spart, sondern auch die „Schwingungs“-Amplitude klein und die Regelgenauigkeit hoch ist.Bei der Zweiparameter-Temperaturregelung werden gleichzeitig der Temperaturwert des Lufteinlasses der Testkammer und der Temperaturwert in der Nähe des Produkts erfasst. Der Lufteinlass der Testkammer befindet sich sehr nahe an der Installationsposition des Verdampfers und der Heizung im Luftmodulationsraum und seine Größe spiegelt direkt das Ergebnis der Luftmodulation wider. Die Verwendung dieses Temperaturwerts als Regelparameter hat den Vorteil, dass die Zustandsparameter der Umluft schnell moduliert werden können.Der Temperaturwert in der Nähe des Produkts gibt die tatsächlichen Temperaturumgebungsbedingungen an, denen das Produkt ausgesetzt ist, was die Anforderung der Umwelttestspezifikation ist. Die Verwendung dieses Temperaturwerts als Parameter der Rückkopplungssteuerung kann die Wirksamkeit und Glaubwürdigkeit des Temperatur-Umwelttests sicherstellen, sodass dieser Ansatz die Vorteile beider und die Anforderungen des tatsächlichen Tests berücksichtigt. Die Dual-Parameter-Temperaturregelungsstrategie kann eine unabhängige „Time-Sharing-Steuerung“ der beiden Gruppen von Temperaturdaten sein, oder die gewichteten zwei Temperaturwerte können gemäß einem bestimmten Gewichtungskoeffizienten als Rückkopplungssteuersignal zu einem Temperaturwert kombiniert werden. und der Wert des Gewichtungskoeffizienten hängt von der Größe der Testkammer, der Windgeschwindigkeit des zirkulierenden Luftstroms, der Größe der Temperaturänderungsrate, der Wärmeabgabe der Produktarbeit und anderen Parametern ab.Da die Wärmeübertragung ein komplexer dynamischer physikalischer Prozess ist und stark von den atmosphärischen Umgebungsbedingungen rund um die Testkammer, dem Arbeitszustand der getesteten Probe selbst und der Komplexität der Struktur beeinflusst wird, ist es schwierig, ein perfektes mathematisches Modell dafür zu erstellen die Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle der Prüfkammer. Um die Stabilität und Genauigkeit der Steuerung zu verbessern, werden Theorie und Methode der Fuzzy-Logik-Steuerung in die Steuerung einiger Temperaturprüfkammern eingeführt. Im Steuerungsprozess wird die Denkweise des Menschen simuliert und die prädiktive Steuerung übernommen, um das Temperatur- und Feuchtigkeitsfeld im Raum schneller zu steuern.Im Vergleich zur Temperatur ist die Auswahl der Feuchtemess- und Kontrollpunkte relativ einfach. Während der Zirkulation der gut regulierten feuchten Luft in die Testkammer mit hohem und niedrigem Temperaturzyklus ist der Austausch von Wassermolekülen zwischen der feuchten Luft und dem Prüfling sowie den vier Wänden der Testkammer sehr gering. Solange die Temperatur der Umluft stabil ist, ist der Umluftstrom vom Eintritt in die Prüfkammer bis zum Austritt aus der Prüfkammer im Prozess. Der Feuchtigkeitsgehalt feuchter Luft ändert sich kaum. Daher ist der Wert der relativen Luftfeuchtigkeit der erfassten Luft an jedem Punkt des Umluftströmungsfelds in der Prüfbox, beispielsweise am Einlass, im Mittelstrom des Strömungsfelds oder am Rückluftauslass, grundsätzlich gleich. Aus diesem Grund ist in vielen Prüfkammern, die zur Messung der Luftfeuchtigkeit die Nass- und Trockenkugelmethode verwenden, der Nass- und Trockenkugelsensor am Rückluftauslass der Prüfkammer installiert. Darüber hinaus ist der Feucht- und Trockenkugelsensor, der zur Messung und Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit verwendet wird, aufgrund des strukturellen Designs der Prüfbox und der Wartungsfreundlichkeit bei der Verwendung am Rücklufteinlass angebracht, um eine einfache Installation zu ermöglichen, und hilft auch beim regelmäßigen Austausch der Nassluft Glühbirnengaze und reinigen Sie den Temperaturmesskopf des Widerstands PT100 und entsprechend den Anforderungen des GJB150.9A Nasshitzetests 6.1.3. Die Windgeschwindigkeit, die durch den Feuchtkugelsensor strömt, sollte nicht weniger als 4,6 m/s betragen. Der Feuchtkugelsensor mit kleinem Lüfter ist zur einfacheren Wartung und Verwendung am Rückluftauslass installiert.
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