Модель оценки срока службы светодиодных осветительных приборов с учетом системных факторов эксплуатации

Аннотация

В работе представлена концепция многоуровневой модели прогнозирования срока службы осветительных приборов на основе полупроводниковых источников света, учитывающая системные факторы эксплуатации и деградацию сопряженных компонентов. В отличие от стандартных методик оценки, ограничивающихся анализом снижения светового потока светодиода, предложенный подход охватывает также изменения координат цветности, уровень пульсаций светового излучения и отказоустойчивость узла питания. Модель строится на физически обоснованных законах и включает оценку деградации кристаллической структуры, фотолюминесцентных материалов, оптических элементов, а также ресурсоопределяющих компонентов источника питания. Ключевым элементом является переход от ускоренных испытаний к реальным условиям эксплуатации с использованием приведенного времени, рассчитываемого на основе температурной, электрической, влажностной и ультрафиолетовой нагрузки. Интегральная функция надежности формируется на основе совместного учета частных критериев отказа, что позволяет учитывать статистическую зависимость между механизмами деградации. Модель валидирована с использованием экспериментальных данных, полученных в серии испытаний при различных нагрузках. Приведены результаты численного моделирования, подтверждающие корректность методики согласования форм деградации и коэффициентов ускорения. Предложенный подход обеспечивает как воспроизводимость результатов для целей серийного контроля, так и применимость для расчета ожидаемых затрат на гарантийное обслуживание. Разработанная концепция модели может быть интегрирована в практику управления качеством на производстве осветительных приборов с целью повышения точности оценки ресурса и выявления конструктивно уязвимых элементов на этапе проектирования.