本文關(guān)鍵詞：基于混合法的LED燈具結(jié)溫表征及快速壽命預(yù)測研究

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【摘要】：LED因其節(jié)能環(huán)保、壽命長等顯著優(yōu)勢得到了世界各國政府的大力支持,歐美等發(fā)達(dá)國家甚至將其作為一種戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展。LED照明正逐步的取代傳統(tǒng)照明技術(shù)開始主導(dǎo)著照明市場的發(fā)展方向。然而,LED作為一種新的技術(shù),由于其自身的復(fù)雜特性,其熱管理和壽命評估問題成為制約LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。本文以傳統(tǒng)的LED照明燈具為研究對象,利用計算流體動力學(xué)模擬和基于性能退化的步進加速退化試驗,建立了LED燈具結(jié)溫研究的熱電耦合模型,在仿真分析的基礎(chǔ)上進行了LED的快速壽命預(yù)測,同時基于LED壽命預(yù)測的基本理論和相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,以Matlab軟件為開發(fā)環(huán)境,開發(fā)了一款用于LED燈具壽命預(yù)測的應(yīng)用軟件。主要的研究內(nèi)容如下:(1)針對目前LED熱分析中邊界條件不確定的問題。為了使仿真與實際情況更加接近,利用已有數(shù)值分析方法分別建立了傳統(tǒng)燈具的熱電耦模型和LED封裝體的熱電耦合分析模型,借助Icepak軟件和數(shù)學(xué)差值處理,完成了用于LED燈具結(jié)溫的分離式仿真分析,同時對分析結(jié)果進行了試驗驗證;(2)在熱電耦合分析的基礎(chǔ)上,研究了LED燈具內(nèi)部LED器件的結(jié)溫分布規(guī)律。基于LED結(jié)溫與壽命的關(guān)系,運用蒙特卡羅模擬的方法探討了一種LED燈具的快速壽命預(yù)測方法。研究了LED燈具光源子系統(tǒng)的可靠性以及完整LED燈具系統(tǒng)的可靠性,實現(xiàn)了LED燈具的快速壽命預(yù)測。(3)基于壽命試驗的LED燈具壽命預(yù)測方法,以Matlab7.0軟件為開發(fā)平臺,將LED可靠性的評估算法程序化,完成了系統(tǒng)面板開發(fā)。完成了步進加速試驗,并運用該系統(tǒng)實現(xiàn)了在LED燈具可靠性評估過程中的初步成功運用。研究結(jié)果表明:1)分離式仿真分析的方法既有效的克服了傳統(tǒng)有限元分析邊界條件不能確定的問題,又能獲得比傳統(tǒng)CFD分析更加準(zhǔn)確的分析結(jié)果。同時,簡化了仿真分析的處理過程。在LED熱分析的過程中考慮了LED的熱電特性使分析與實際情況更加接近;2)在熱分析的基礎(chǔ)上運用統(tǒng)計分析的辦法,獲得了LED燈具內(nèi)部LED器件的結(jié)溫分布。綜合的考慮了LED在生產(chǎn)過程中的隨機性對產(chǎn)品質(zhì)量影響而造成的仿真分析與試驗的誤差,并將誤差納入了仿真分析的過程。運用蒙特卡羅模擬的方法獲得了LED光源的壽命分布,進而完成了LED完整燈具的壽命預(yù)測。該方法較試驗的方法快速有效,且能用于LED燈具的可靠性設(shè)計之中;3)開發(fā)了一款用于LED可靠性試驗數(shù)據(jù)處理的可靠性評估工具軟件,選用LED燈具開展了基于性能退化的步進加速退化試驗,并使用開發(fā)的軟件初步成功的完成了壽命預(yù)測。該軟件操作簡單方便,能夠滿足壽命試驗的一般要求,提高LED燈具壽命評估的工作效率,具有良好的應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：LED燈具 熱分析 壽命預(yù)測 Matlab 蒙特卡羅
【學(xué)位授予單位】：桂林電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM923.34
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-21
• 1.1 引言8-9
• 1.2 課題研究背景及意義9
• 1.3 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-18
• 1.3.1 結(jié)溫研究方法-分析法9-14
• 1.3.2 結(jié)溫研究方法-實驗法14-17
• 1.3.3 LED壽命預(yù)測研究17-18
• 1.4 課題研究思路及技術(shù)路線18-19
• 1.5 課題研究內(nèi)容和創(chuàng)新點19-21
• 1.5.1 課題研究內(nèi)容19-20
• 1.5.2 課題創(chuàng)新點20-21
• 第二章 LED結(jié)溫和壽命相關(guān)研究的理論基礎(chǔ)21-30
• 2.1 LED的熱-電理論21-22
• 2.2 傳熱學(xué)和計算流體力學(xué)基本理論22-25
• 2.2.1 傳熱學(xué)基本理論22-23
• 2.2.2 計算流體力學(xué)基本理論23-25
• 2.3 壽命預(yù)測基礎(chǔ)理論25-29
• 2.3.1 可靠性基本概念及常用模型25-26
• 2.3.2 壽命預(yù)測退化軌跡模型26-27
• 2.3.3 步進加速試驗退化軌跡擬合27-28
• 2.3.4 目標(biāo)可靠度分析28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 LED燈具的結(jié)溫表征方法30-39
• 3.1 引言30-31
• 3.2 大功率LED燈具的仿真分析模型31-33
• 3.3 仿真分析的實驗設(shè)置33-35
• 3.4 結(jié)果與討論35-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 基于LED燈具結(jié)溫的快速壽命預(yù)測39-48
• 4.1 引言39-40
• 4.2 LED燈具熱分析模型和實驗設(shè)置40-43
• 4.2.1 LED熱分析模型40-41
• 4.2.2 實驗設(shè)置41-42
• 4.2.3 LED燈具系統(tǒng)的壽命預(yù)測理論42-43
• 4.3 分析結(jié)果與討論43-46
• 4.3.1 LED燈具結(jié)溫分布43-45
• 4.3.2 LED燈具系統(tǒng)壽命45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-48
• 第五章 基于加速壽命試驗的LED燈具壽命評估軟件48-62
• 5.1 引言48
• 5.2 LED可靠性評估系統(tǒng)開發(fā)48-55
• 5.2.1 LED可靠性評估系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境49
• 5.2.2 LED可靠性評估系統(tǒng)的算法及流程49-50
• 5.2.3 LED可靠性評估系統(tǒng)面板開發(fā)50-55
• 5.3 基于性能退化的加速試驗55-57
• 5.3.1 實驗設(shè)備55-56
• 5.3.2 實驗過程56-57
• 5.4 試驗結(jié)果分析57-60
• 5.5 本章小結(jié)60-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 全文總結(jié)62-63
• 6.2 研究展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-69
• 作者在攻讀碩士期間主要研究成果69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 錢敏華;林燕丹;孫耀杰;;基于光-電-熱-壽命理論的LED壽命預(yù)測模型[J];光學(xué)學(xué)報;2012年08期

2 郭偉玲;樊星;崔德勝;吳國慶;俞鑫;;一種基于偽失效壽命的LED可靠性快速評價方法[J];發(fā)光學(xué)報;2013年02期

3 劉嬌;劉娟芳;陳清華;何凡;;替代100 W白熾燈的新型12 W LED球泡燈的散熱性能研究[J];發(fā)光學(xué)報;2014年07期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 姬文飛;大功率LED燈具散熱系統(tǒng)的設(shè)計和研究[D];上海交通大學(xué);2009年

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本文編號：771437