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杨林 著

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• LED照明
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• 可靠性
• 照明工程
• 半导体照明
• 失效分析
• 寿命预测
• 测试技术
• 光电技术
• 照明设计

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121271687

商品编码：29640281357

包装：平装

出版时间：2015-10-01

基本信息

书名：LED照明的质量可靠性研究分析

定价：48.00元

作者：杨林

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-10-01

ISBN：9787121271687

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是一本关于LED照明的质量可靠性研究、失效分析及产品设计的工具书。全书共6章，简要介绍了LED照明产业的发展现状及质量可靠性技术的基本情况，对LED道路照明灯具、LED隧道灯等的灯具结构进行了详细的介绍；阐述了LED灯具常见失效模式和类型，以及失效分析设备和手段；详细介绍了LED驱动电源失效分析，及电路类型和元器件选型对LED驱动电源的影响，并对电脑及其周边产品具体案例进行分析，帮助读者理解设计和对策内容。

目录

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章 LED照明概论（1）
1.1 LED的发展（1）
1.2 LED基础知识（3）
1.2.1 LED工作原理（3）
1.2.2 LED的结构（4）
1.2.3 LED的主要参数与特性（4）
1.3 LED照明产品的特点及存在的问题（20）
1.3.1 LED照明产品的特点（20）
1.3.2 LED照明产品存在的不足（23）
1.4 LED照明产品的应用（25）
1.5 LED照明的发展趋势（28）
1.5.1 智能化（28）
1.5.2 照明整体解决方案（29）
1.5.3 新材料尝试（30）
1.5.4 特殊照明兴起（32）
第2章 LED照明产品介绍（35）
2.1 LED灯具的组成（35）
2.1.1 LED驱动电源（35）
2.1.2 LED光源模组（43）
2.1.3 散热器（44）
2.2 常见LED灯具介绍（46）
2.2.1 LED路灯（47）
2.2.2 LED隧道灯（47）
2.2.3 LED景观灯（49）
2.2.4 LED筒灯（50）
2.2.5 LED灯管（51）
2.2.6 LED球泡灯（53）
2.2.7 LED射灯（55）
2.3 知名LED企业简介（56）
第3章 LED照明产品的质量控制（59）
3.1 LED照明产品开发的流程（59）
3.1.1 LED照明产品开发流程简介（59）
3.1.2 LED照明产品方案制定的步骤（61）
3.2 LED芯片与封装（64）
3.2.1 芯片结构（65）
3.2.2 材料选择（69）
3.2.3 多颗LED常见连接方式（72）
3.3 LED驱动电源设计（75）
3.3.1 LED驱动要求（76）
3.3.2 直流驱动（77）
3.3.3 交流驱动（80）
3.3.4 电解电容（82）
3.4 LED照明产品散热设计（83）
3.4.1 散热对LED照明产品的影响（83）
3.4.2 LED芯片的散热（84）
3.4.3 LED驱动电源的散热（88）
3.4.4 LED散热技术（96）
第4章 LED照明产品的可靠性（102）
4.1 LED照明产品的可靠性问题（102）
4.1.1 可靠性定义（102）
4.1.2 可靠性的发展（103）
4.1.3 LED灯具可靠性与寿命（106）
4.1.4 加速寿命试验（111）
4.2 LED照明产品寿命预测（116）
4.2.1 LED寿命指标的规定（116）
4.2.2 LED光输出寿命预测模型（119）
4.2.3 LED寿命测试（121）
4.3 可靠性试验方法（126）
4.3.1 气候环境试验（127）
4.3.2 力学环境试验（129）
4.3.3 化学环境试验（130）
4.3.4 综合环境试验（131）
4.4 可靠性试验设备介绍（132）
4.4.1 知名可靠性设备供应商（132）
4.4.2 环境试验设备介绍（134）
第5章 LED照明产品的可靠性评价与失效分析（141）
5.1 LED照明产品可靠性技术研究现状（141）
5.2 典型可靠性评价试验（144）
5.2.1 早期失效筛选试验（146）
5.2.2 LED室内灯具可靠性定性评价试验（148）
5.2.3 LED驱动电源的可靠性定性评价试验（158）
5.2.4 LED器件加速寿命试验与计算分析（161）
5.3 LED灯具失效的原因及其分析（172）
5.3.1 LED光源失效（172）
5.3.2 LED驱动电源失效（175）
5.4 LED失效案例分析（178）
5.4.1 事例1——LED灯条（179）
5.4.2 事例2——LED射灯（188）
5.4.3 事例3——LED灯管（197）
5.4.4 事例4——LED筒灯（203）
5.4.5 事例5—— LED球泡灯（210）
5.5 LED灯具失效的解决方案（216）

作者介绍

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文摘

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序言

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LED照明的质量可靠性研究分析 内容概述 本书深入剖析了LED照明技术在质量可靠性方面的关键要素、评估方法以及未来发展趋势。全书围绕“质量”与“可靠性”两大核心概念，构建了一个全面而系统的研究框架，旨在为LED照明行业的研究者、开发者、制造商、采购商以及使用者提供一套详实、科学的分析工具和理论指导。 第一章：LED照明概述与发展现状 本章首先回顾了LED照明技术的起源与演进，从早期的技术瓶颈到如今的广泛应用，梳理了LED照明在能源效率、环保性、寿命等方面的显著优势。接着，对当前LED照明市场的格局进行了分析，包括各类应用领域（如家居照明、商业照明、工业照明、户外照明、植物照明等）的市场规模、技术特点及发展趋势。同时，本章也指出了LED照明在普及过程中面临的挑战，其中就包括不同产品在质量和可靠性方面参差不齐的问题，为后续章节的深入研究奠定基础。 第二章：LED照明质量的关键维度 本章详细界定了LED照明的“质量”内涵，并将其分解为多个关键维度。 光效与能效： 深入探讨了LED光源的光效（每瓦流明）及其提升技术，以及在整体照明系统中的能效表现。分析了影响光效的因素，如芯片性能、驱动电路设计、散热管理等。 显色指数（CRI）与色温： 详细阐述了显色指数（CRI）的含义、测量方法及其对视觉感知和色彩还原的重要性。同时，分析了不同色温（暖白、自然白、冷白等）的应用场景及其对环境氛围的影响。 光品质与视觉舒适度： 关注LED照明对人眼健康的影响，如频闪、蓝光危害、眩光等问题，并介绍了相应的评估标准和防护技术。探讨了如何通过科学的光学设计和调光技术，提升照明的视觉舒适度和用户体验。 寿命与衰减： 明确了LED光源的理论寿命与实际使用寿命的区别，分析了导致LED光衰和寿命缩短的主要因素，包括芯片老化、驱动器失效、散热不良等。 安全性： 涵盖了LED照明产品在电气安全、防火安全、电磁兼容性（EMC）等方面的要求，以及相关的国际国内安全标准。 环保性： 探讨了LED照明产品在材料选择、生产过程、使用过程及废弃处理等环节的环保性，如RoHS指令、REACH法规等。 第三章：LED照明可靠性评估方法与标准 本章系统梳理了LED照明产品可靠性评估的各种方法和现有标准。 加速寿命试验（ALT）： 详细介绍了不同类型的加速寿命试验（如恒定应力试验、递增应力试验、循环应力试验等）及其在预测LED寿命中的应用。讨论了试验设计、数据分析方法以及结果的解读。 环境适应性试验： 涵盖了LED照明产品在不同环境条件下的性能表现，如高温、低温、高湿、盐雾、振动、冲击等试验方法，以及这些环境因素对产品可靠性的影响。 性能稳定性评估： 讨论了如何通过长时间运行试验，监测LED光源在不同运行阶段的光通量维持率、色度稳定性、功率变化等关键参数，以评估其长期稳定性。 失效模式与机理分析（FM&MA）： 深入分析了LED照明产品常见的失效模式，如芯片开路/短路、焊点断裂、驱动器故障、封装材料老化等，并探讨了导致这些失效的根本原因。 行业标准与认证体系： 详细介绍了国内外主要的LED照明质量和可靠性标准，如IES LM-80、IES TM-21、IEC/EN系列标准、UL认证、CE认证等，并分析了这些标准在规范市场、提升产品质量方面的重要作用。 第四章：影响LED照明质量可靠性的关键因素 本章从多个角度深入剖析了导致LED照明产品质量可靠性问题的根本原因。 LED芯片本身的质量： 探讨了芯片材料（如衬底、量子阱结构）、外延生长工艺、芯片封装技术等对LED光电性能和寿命的直接影响。分析了不同供应商芯片的性能差异。 驱动电源的可靠性： 详细分析了LED驱动电源的电路设计、元器件选型（如电解电容、MOSFET、IC等）、散热设计以及制造工艺对驱动器稳定工作寿命和整体产品可靠性的关键作用。 散热设计与管理： 强调了LED工作时产生的热量是影响其寿命和稳定性的主要因素之一。本章深入研究了散热材料、散热结构（如散热器、热管）、热传导路径的优化设计，以及在实际应用中安装环境对散热效果的影响。 光学设计与光学组件： 分析了透镜、反射杯、扩散板等光学组件的材料选择、设计精度及其对光品质（如光强分布、均匀性、眩光控制）和光利用率的影响。 结构设计与材料选择： 探讨了灯具外壳、安装结构、密封件等的设计合理性以及所用材料（如铝合金、PC、硅胶等）的耐候性、机械强度、阻燃性等特性对产品整体可靠性的贡献。 制造工艺与质量控制： 强调了规范的生产流程、精密的制造设备、严格的来料检验、过程控制以及成品出厂检测等对于保证LED照明产品质量的极端重要性。 第五章：LED照明可靠性提升策略与技术 本章为提升LED照明产品的质量可靠性提供了系统的策略和技术方案。 从源头把控： 强调了选择高品质LED芯片和可靠的驱动电源供应商的重要性，以及建立有效的供应商评估和管理体系。 优化产品设计： 提出了在芯片、驱动、散热、光学、结构等各环节的设计优化建议，如采用更先进的驱动IC、更有效的散热方案、更合理的结构布局等。 先进的制造工艺： 介绍了自动化生产、精益生产、无尘车间等先进制造技术在提高产品一致性和可靠性方面的应用。 严格的质量检测与验证： 阐述了建立完善的质量检测体系，包括进料检验（IQC）、过程检验（IPQC）、成品检验（OQC）以及更具挑战性的可靠性加速寿命试验和环境适应性试验。 智能化监控与预测性维护： 探讨了利用物联网（IoT）和大数据技术，实现LED照明产品的远程监控、性能预测和故障预警，从而实现主动式的维护和管理。 标准化与认证： 强调了遵循国际和国内行业标准，积极参与产品认证，是进入高端市场和赢得消费者信任的必要条件。 第六章：LED照明质量可靠性在不同应用领域的分析 本章针对LED照明在不同应用领域，如家居照明、商业照明（办公室、商场、酒店）、工业照明（工厂、仓库）、户外照明（道路、广场、景观）、特殊应用（如植物照明、医疗照明）等，分析其特有的质量可靠性需求和关注点。例如，在工业照明领域，对产品的抗震动、防尘防水、长寿命和高稳定性要求更高；而在家居照明领域，则更加关注光品质、视觉舒适度和安全性。 第七章：LED照明质量可靠性的未来趋势与挑战 本章展望了LED照明质量可靠性技术的发展方向，并指出了未来可能面临的挑战。 更高光效与更长寿命： 持续的技术创新将推动LED芯片光效进一步提升，同时通过更优化的设计和材料，实现更长的实际使用寿命。 智能化与互联化： LED照明将更加智能化，能够根据环境变化和用户需求进行自适应调节，并实现与其他智能设备的互联互通。可靠性将体现在系统的整体协同工作能力上。 更精细化的光品质控制： 对显色性、光生物安全、动态光谱可调等更高级别的光品质要求将不断涌现。 绿色环保与可持续性： 更加关注产品全生命周期的环保性，包括材料的回收利用、能耗的进一步降低等。 新兴技术的影响： 如Micro LED、Mini LED等新技术对传统LED照明可靠性带来的影响和新的挑战。 标准与法规的更新： 随着技术的进步和市场需求的变化，相关的标准和法规也将不断更新和完善。 结论 本书通过对LED照明技术质量可靠性各个层面的深入研究和系统分析，旨在为行业提供坚实的理论基础和实践指导。理解并掌握LED照明产品的质量可靠性，对于推动整个行业的健康发展，满足日益增长的市场需求，以及提升用户的使用体验具有至关重要的意义。本书希望能够激发更多研究者和从业者关注LED照明的质量可靠性问题，共同促进行业的进步与繁荣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实吸引人，封面采用了哑光纸张，触感细腻，深蓝色的主色调搭配着银白色的标题字体，给人一种专业而沉稳的感觉。我一直对这个领域抱有浓厚的兴趣，尤其是在当前能源效率和可持续发展日益受到重视的大背景下，寻找高质量、长寿命的照明产品是刚需。拿到这本书后，我首先关注的是其内容结构。从目录上看，作者似乎花了大量的篇幅来探讨不同类型LED光源在长期运行中的衰减机制，这正是我想要了解的重点。书中是否深入剖析了热管理系统对光效维持率的影响？我期望看到基于真实测试数据的详尽曲线图，而不是泛泛而谈的理论描述。一个好的研究报告，必须能清晰地展示出电压波动、温度变化等环境因素是如何在微观层面上加速或延缓光衰的。此外，对驱动电源的可靠性分析也至关重要，因为驱动电路往往是整个LED系统的薄弱环节，其失效模式直接决定了产品寿命的上限。我对书中对国际标准，如LM-80、TM-21等测试方法的引用和解读抱有极高的期待，希望作者能结合实际案例，阐述这些标准在评估新兴封装技术时的适用性和局限性。整体来看，这本书的专业气质毋庸置疑，它似乎在努力搭建一座连接基础物理科学与工程实践之间的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

我非常好奇作者是如何处理“测试与寿命预测”之间的不确定性问题的。任何加速测试都必然引入误差，如何将实验室中几个月甚至几千小时的数据外推到实际的数万小时使用寿命，其中的数学模型和统计假设是至关重要的。这本书是否探讨了不同加速因子（如温度、湿度、光照强度）之间的协同效应，而不仅仅是简单的线性叠加？我推测，作者可能在书中构建了一个多变量的可靠性预测模型，并且对该模型的置信区间进行了严谨的讨论。此外，对于新兴的、非传统的光源技术，例如基于量子点（QD）或特殊半导体材料的照明方案，书中是否包含了对其初期可靠性数据的分析和潜在的寿命挑战的预测？如果这本书能提供一套关于如何设计一个“高置信度”寿命测试方案的指导原则，那就非常成功了。它不仅要告诉我们一个产品的寿命是多少，更要告诉我们，我们对这个“寿命数字”的把握究竟有多大。这关乎到工程决策的风险控制，是区分一般性报告与深度研究的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

从排版和阅读体验的角度来看，这本书的学术气息是浓厚的，但愿它没有过度陷入晦涩的数学推导而牺牲了工程实践的可读性。我个人偏好那种图文并茂，既有扎实的理论支撑，又能随时联系到实际产品结构（如散热器设计、光学透镜的热形变等）的论述风格。特别是关于光效稳定性的章节，这是衡量产品长期价值的核心指标。我们都知道，高光效固然重要，但光效的“持续性”才决定了用户是否愿意为之买单。我猜想，作者可能比较了不同封装结构对热阻的差异化影响，比如COB与SMD在散热路径上的区别。如果书中能引入有限元分析（FEA）的模拟结果来辅助说明热点区域对半导体结温的影响，那就太棒了。这种跨学科的论证方式，能让读者更直观地理解微观变化如何累积成宏观的寿命终结。另外，对于“可靠性”的定义，希望作者能从更广阔的视角来审视，不仅仅是光衰，还包括色温漂移（CCT Shift）和显色指数（CRI）的下降，因为这些同样影响了用户对“质量”的主观感知。

评分☆☆☆☆☆

我对这类技术书籍的评价标准往往非常苛刻，因为市面上充斥着大量只是简单罗列现象却缺乏深入机理解析的“入门读物”。这本书如果真如其名所言，进行“研究分析”，那么它理应提供超越现象描述的洞察力。我特别留意了其中对“早期失效”现象的讨论。很多照明产品在投入使用后不久就出现问题，这通常与批次缺陷、焊接质量或封装材料的兼容性有关。我希望作者能够提供一个系统的故障树分析（FTA）框架，清晰地界定出哪些因素是设计阶段就埋下的隐患，哪些是制造过程中的偶发性失误。如果书中能提供一套量化的可靠性评估模型，比如基于Weibull分布的寿命预测方法，并结合实际的加速老化试验数据进行验证，那这本书的价值将大大提升。更进一步讲，优秀的分析不仅要指出“哪里会坏”，更要解释“为什么会坏”，最好还能提出“如何避免”的工程对策。我期待看到的是，作者能以一种严谨的、近乎于法医般的态度，去解剖那些看似随机的失效案例，从而构建起一个完整的、可操作的质量控制体系蓝图。

评分☆☆☆☆☆

这本书如果能对照明行业供应链中的“质量陷阱”进行一次深入的揭露，那将是极具社会价值的。现在的市场充斥着大量以次充好的产品，其质量问题往往不是一次性故障，而是渐进式的、难以察觉的性能衰减，这让消费者和采购方非常头疼。我期望看到，作者能够详细分析从原材料采购（如荧光粉的稳定性、芯片的纯度）到最终组装的每一个关键控制点。比如，是否存在一些行业内普遍采用但实际上对长期可靠性有害的“成本优化”手段？如果是这样，这本书应该能提供一套清晰的、可供行业规范参考的“红线”标准。换句话说，它不应仅仅停留在描述技术问题，更应触及商业决策与工程伦理之间的张力。对于工程师而言，这本书或许是一本提升风险识别能力的实战手册；对于采购方来说，它可能是一份强有力的质量审核清单。我期待它能揭示出那些隐藏在光鲜亮丽的性能参数背后的，关于材料疲劳和应力累积的“冰山水下部分”。