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LED照明灯具产品的系统可靠性问题是LED进入通用照明市场所面临的重要障碍，研究适用于LED灯具系统可靠性及其寿命评估方法具有重要的科学意义。本课题为了建立LED灯具系统寿命快速评估方法，一方面针对加速试验技术的需求，基于加速衰减试验研究LED灯具系统寿命评估方法；另一方面针对寿命快速检测的需求，基于LED灯具表面温度测量与仿真分析研究灯具寿命的快速预测方法。课题研究内容及主要研究结果概述如下： 1）建立LED灯具系统的试验测试模型。调研确定代表性LED灯具、加速试验方法（优先选用步进应力加速衰减试验方法（SSADT）），提出基于灯具子系统分解的目标子系统隔离加速的试验测试模型及灯具系统可靠性评估方法；初步展开探索性的LED灯具加速衰减试验，对SSADT试验数据的统计分析，并探讨外推寿命折算方法。结果表明LED光源子系统隔离加速的SSADT试验方法能快速有效地加速光源子系统的退化进程，同时可以保证产品在各应力水平中经受相似或一样的退化机理。 2）研究LED灯具加速衰减试验的极限热应力检测分析方法。基于目标子系统隔离加速的试验测试模型，提出并探索适合于LED灯具光源子系统的高加速极限应力试验（HADT），提出LED灯具加速试验的极限热应力检测分析方法，确定目标灯具的敏感应力类型、极限热应力水平，进而确定加速衰减试验条件的设计依据。结果表明湿应力对加速LED灯具退化的影响非常明显，在HADT和SSADT中引入湿度应力具有必要性；通过步进拟合分析监测试样在HADT试验中的热、光参数变化特征，可以有效地检测到光源子系统的极限热应力水平。 3）研究LED灯具系统的加速可靠性衰减试验方法。一方面，基于灯具试验测试模型、应力类型及极限热应力水平，建立LED灯具的加速衰减试验模型，探索LED光源子系统的SSADT，包括步升应力及步降应力的加速衰减试验（SUSADT及SDSADT）；分别针对LED产品流明衰减轨迹、色坐标漂移轨迹的变化规律，展开可靠性建模分析；另一方面，结合不同试验条件的产品退化数据，选择合适的衰减轨迹分析模型，对典型加速试验的产品退化数据进行灯具系统的可靠性评估分析。研究结果表明：LED产品固有的初始流明漂高现象在SUSADT试验里比在SDSADT试验里表现得更明显，即LED灯具在SDSADT试验里的流明初始漂高现象可以被快速的越过，进一步缩短试验时长，同时SDSADT试验具有均衡各应力水平流明衰减速率的作用；LED灯具最终流明退化量、色漂量与步进加载热应力水平的先后顺序无关；在不同加载应力条件下，LED灯具的色漂过程比流明衰退过程更有规律可循且不受不同热应力加载方式影响；基于复合指数轨迹模型的流明衰减轨迹可靠性建模可以有效实现光源子系统及灯具系统寿命外推，同时本文提出的线性幂轨迹模型适用于统计分析LED产品色漂过程，对应给出的统计分析流程可以有效检验步进应力试验各应力的试样色漂机理一致性。 4）研究基于表面温度测量及仿真分析的LED灯具寿命快速预测方法。有限元建模仿真分析LED灯具在温湿度场下的温度分布特征，研究灯具壳温与结温的关联特征；结合灯具壳温的快速测量验证，提出并探索基于表面温度测量及仿真分析的快速LED灯具结温预测方法；利用推算的灯具结温，由LM-80现有的结温-寿命关系得到灯具寿命，并结合常温老化试验数据验证预测结果，最终建立基于数值模拟分析和温度测量的LED灯具寿命快速预测方法。研究结果表明：提出的混合预测方法所预测的寿命范围与由老化试验外推出的寿命范围十分吻合，该方法可以有效实现LED灯具寿命的快速估算。 5）分析LED灯具在加速试验条件下的关键失效模式及退化机理。分析加速试验条件下LED光源子系统的关键失效模式及退化机理；结合流明维持率、色坐标的退化规律分析及可靠性建模分析，对比分析各退化规律与步进应力加速试验方案的相关性；研究LED灯具系统的LED器件、LED芯片、光学部件等部件退化对整体灯具性能衰减的贡献率，分析关键退化机理，验证加速衰减试验的有效性、可行性。研究结果表明LED灯具光色参数衰退是主要的失效模式，如流明衰减及色坐标漂移；复合指数、线性幂轨迹模型中的常量假设对判断不同加载应力下预期光衰、色漂机理的一致性非常有用。退化机理分析表明：灯具级别里的LED封装和芯片在老化试验后发光效率发生了严重的衰减；LED封装材料的衰退在整个LED封装器件的光学退化中起到重要作用，其次是LED芯片的退化；老化后倒装LED芯片光功率退化的密切关联因素之一是其遂穿饱和电流发生了显著的衰减；分析认为不同散热能力是LED灯具出现不同流明衰减速率、色漂过程的主要原因，同时存在某种热致LED光发射改变的机制会导致强散热能力灯具的初始衰减速率随应力水平增加而呈现固有的抛物线退化规律。 本文提出的LED灯具的步进应力加速衰减试验方法在评估复杂结构的LED灯具系统可靠性方面具有较好的参考意义和应用价值；同时提出的基于表面温度测量及仿真分析的LED灯具寿命快速预测方法，为LED灯具产品的寿命预测提供了一种新的解决思路，避免通过灯具系统级别的加速衰减试验外推灯具寿命。