[Excel]如何用LM80和TM21規範推估LED的壽命

隨著LED技術的發展，LED光源不再只是被定位為指示燈的功能，而是備受期待的新一代照明光源。LED光源一旦被賦予照明功能的重要角色，其可靠度和壽命議題漸漸受到重視。目前這兩個議題均有對應的標準和規範可供參考。

這篇介紹如何以兩個規範LM80和TM21來評估LED的壽命，同時將其評估方式寫成Excel表格可供各位方便試算各光源供應商的數據。

LM80清楚規範LED光源壽命的量測方法和步驟，在某個驅動電流條件下，利用主動式散熱系統將LED的Ts溫度控制在三個溫度level，分別為45℃、55℃和一個自選的溫度，約1000hrs取一次光衰值，總量測時間至少需要6000hrs，若能達到10000hrs更好。因此最後可以得到一組量測時間與對應的光衰值。

TM21則是說明如何利用LM80量測方法所得到的數據，提出一套壽命評估的模型，基本上是以Exponential Decay 方程式推估LED光衰至70%的時間長度為何，該時間長度即為推估壽命，同時有規範出量測樣品數與誤差的關係。

Excel試算操作說明:
1. 一般可要求光源供應商提供LM80數據，即是時間(hrs) vs. 光衰值(%)。
2.分別將時間(hrs) vs. 光衰值(%)輸入上述A欄和B欄的灰色區域表格。
3.將試算時間輸入上述A欄白色區域表格，在同列B欄可得對應的光衰值。因此當光衰值為70%，該輸入時間即為LED在該Ts溫度的壽命。
4.如上表既有數字所示，該LED以某個定電流的驅動條件下，其在45℃、55℃和85℃的壽命分別是2980000hrs、365000hrs和163000hrs。

雖然是藉由少數量測數值推估的壽命模型，誤差來源包含量測誤差和模型擬合的誤差等等因素，但畢竟是目前可快速推估LED壽命的方式，供參考用。

至於為何是取光衰至70%當作LED光源的壽命截止線，據說是人眼可以辨別光強度的差異門檻即是70%。