LED驱动电源的热应力分析及可靠性MTBF改善.pdf

一 k-+畅享科技 常州联众光电新材料有限叠司 俞云平 摘要文章主要分析了影响LEI)驱动电源产品可靠性(MTBF)的重要因素——热应力 的两方面不良影响，并结合热传导理论，提出应用导热材料整体灌封LED驱动 电源，建立良好的散热通道的解决方案；同时分析比较各种常见灌封材料的内应 力因素，建议使用有弹性、低压力、粘接力好的导热硅胶灌封材料替代传统的热 目性塑料(环氧树脂、聚氨酯等)灌封材料。 关键词LED驱动电源MTBF热应力散热硅胶环氧树脂聚氨酯 畅享科技。叫一一． l介绍 近年来．经济的高速发展使全国正面临着巨大的能源和环保压 力．LED照明产业的迅猛发展顺应了国家节能减排的宏观政策，得到 各级政府扶持政策的推动，尤其受2008年北京奥运会和2叭0年卜海 世博会大规模运用LED照明的示范效应的影响，全国各地对于大功 率、高亮度，节能的LED道路照明、景观照明市场需求快速增长。LED 照明产业市场的持续火热也带来相关配套产业的高速发展，LED驱 动电源作为其“心脏”一般的重要配件也呈现出巨大的商机。LED驱 动电源的发展足LED产业链发展的重要保障，但LED驱动电源可靠 性也成为直接影响LED照明产品使用寿命的重要瓶颈。本文主要分 析了LED驱动电源“热应力”对产品可靠性的影响，包括热应力对于 驱动电源内电子元器件寿命的影响及热应力导致的机械应力不良影 响．并由此提出一种解决方案，可降低热应力影响，提高驱动电源的平 均无故障工作时间(M佃F】。此方案用于2010广州亚运会的部分项目 中．得以很好的展现。 2 LED驱动电源可靠性指标MTBF TimeBetween 平均无故障工作时间(Mean Failu仲g，MTBF)是指 在规定的条件下和规定的时间内．比D驱动电源产品的寿命单位总 数与故障总数之比；或者说是驱动电源在相邻两次故障之间工作时 间的数学期望值．即在每两次相邻故障之间的工作时间的平均值。 攀俐技 MTBF=“N兀t) (1) 式中，t产品的工作时间； Nf(t)一产品在工作时间内的故障数。平均无故障工作 时间是LED驱动电源产品可靠性的一个重要定量指标．在产品设 计时都要提出明确的正故障工作时间指标要求；在设计和生产时 就可利用数学方法计算和预测产品的可靠性；在产品使用中，则H』 根据实践巾的统计资料分析出产品在使j“过程中的可靠性。 握不出故障(即可靠水平r=90％)，则根据日r靠寿命公式： tr=2302(kl厅m，【r=2 (2) 如果要求LED驱动电源产品有90％的把握不出故障，其工 作时阃小要超过驱动电源产品标定M。rBF的f分之一。 驱动电源工作温度(内部温度】母增加10度，其失效率将会增 具有蕈要意义， 3 LED驱动电源的“热应力”分析 “应力”是指驱动电源产品完成功能所需的动力和产品经 历的环境条件，是产品退化的诱因．如铝电解电容器在温度作