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  • LED檢測中的問題

    2016-05-10技術資料

    摘要:LED朝著普通照明領域發展的趨勢已經越來越陜,日常生活中LED的身影已經時常浮現 在我們眼前。但廣泛應用仍然存在一些技術難點,在產業規范化的道路上盡快制訂全面適用的LED 標準將是必由之路。 LED具有體積小、壽命長、瞬時啟動和節能環保等優點。近年來LED產業更是迅速發展,成 本下降,而光效逐步提高,已可達1001m/W以上。LED尤其是白光LED已經在各種照明環境特別 是普通照明領域已經得到越來越廣泛的應用。

    而世界各國各組織也在加緊制訂相關標準,在合理有 效考核LED產品質量的同時,也為產業發展指明了方向。

    白光LED主要的測量參數有正向電壓、反向電流、光通量、半強度角、相關色溫、顯色指數、 瞬時過載能力、熱阻、靜電放電耐受能力和壽命等項目,紅色,藍色等單色光LED還需測量主波長、 峰值波長、純度等項目。由于LED具有和傳統光源不同的結構和發光原理,所以瞬時過載能力、熱 阻、靜電放電耐受能力和純度等項目為LED的特殊考核項目。其中光通量,熱阻等項目是考核LED 性能的關鍵參數,但迄今為止還沒有明確統一的標準出臺。 目前測量照明光源包括LED的光通量主要采用分布光度計或積分球。但對于大多數檢測機構和 企業來說,基本采用積分球,并用小型鹵鎢燈或白熾燈作為標準光源標定后來檢測LED。這其中有 將LED放置于積分球中心的傳統4叮r測量方法,也有因為LED的發光面基本在2叮T立體角內而采用 的將LED放置于積分球壁處的2叮『測量方法。當然采用和被測LED功率、尺寸,發光光束角都一 致或比較接近的標準LED時,測量結果可重復性更好且更簡便,但目前市場中標準LED并不普及 且價格較貴,所以也沒有得到普遍的應用。 此外由于LED在工作時發熱較大,溫度較高,而隨著溫度的升高,光通量迅速下降,這對準確 檢測LED的光通量提出了新課題。目前比較主流的有兩種看法,

    一是在施加給LED電流并點亮LED 后,瞬間采集信號,計算出光通量等光參數;

    二是讓LED取得熱平衡后進行測量。兩種方法各有利弊,前者能更好的考核LED所能達到的性能及技術參數,但實際應用中,我們所感受到的是LED 在熱平衡后帶來的照明效果;但后一個方法由于各個廠商生產的LED在發熱量,散熱方法和散熱材 料等方面有較大差異,所以對不同功率不同尺寸的LED較難達成一個一致的熱平衡定義,而且實際 操作較為復雜。 根據正常人眼睛適應不同光亮度水平時的視覺可分為明視覺,暗視覺和中間視覺。當LED應用 于道路照明及其他特殊場合時,需要考慮到暗視覺及中間視覺下與明視覺不同的光譜光視效率,暗 視覺及中間視覺相對明視覺而言在較短波長處具有較高的光譜光視效率。對于常見的藍光激發熒光 粉并通過混光發出白光的LED下圖為典型的相對光譜分布圖:

    相對光譜分布圖 波長處光譜功率更高,所以在暗視覺及中間視覺f青況下光通量會比通常按明視覺光譜光視效率計算 的光通量稍高。 現在出現了越來越多的自鎮流LED燈,各地正在起草相應的性能和安全要求。性能要求方面測 試要求和自鎮流熒光燈基本一致,考核內容為燈功率,光通量,光效,顯色指數,色品容差,光通 維持率和諧波等項目。對于反光杯式自鎮流LED燈,參照反光杯式鹵鎢燈考核光強和光強維持率比 較合理。安全要求方面也和自鎮流熒光燈比較接近,需要考核燈頭互換性,彎矩,意外接觸帶電部 件的防護,絕緣電阻,介電強度,機械強度(抗扭矩),燈頭溫升,耐熱性,防火與防燃,異常狀態 等項目。從目前的自鎮流熒光燈抽查隋況看,安全要求合格率較高,類似的自鎮流LED燈應該也較 容易達到這些安全要求。 激光安全方面,在標準GB 7247.1—2001《激光產品安全第l部分:設備分類、要求和用戶 指南》中提到,該標準中所指“激光器”包括了LED,所以需要進行相應考核。標準中將激光產品 按照危害增大的順序排列為1類、2類、3A類、3B類及4類,其中l類:在合理可預見的工作條 件下是安全的激光器;2類:發射波長為400nm~700nm可見光的激光器,通常可由包括眨眼發射在 內的回避反應提供眼睛保護。

    通常情況下規格為20mA的LED中單色LED通常可達到1類要求, 白色LED通常至少可達到2類要求,而在入=470nm和入=490nm處較容易出現超過1類限值的情 況,且超出幅度較大,例如在入=470nm處1類限值為AEL:<98.0斗W,而某些產品往往實測值 可達lmW。但由于波長470nm和490nm處附近光譜光視效率相對較小,所以在實際應用中對人眼 的影響會相對偏小。 盡管LED仍存在成本問題、單顆功率問題較小(通常不超過10W)以及散熱問題。相信隨著 基礎研究的全面深入和科學技術的不斷發展,半導體照明在各行各業的前景將無限廣闊。同時節能 減排在中國乃至世界都已經成為刻不容緩的重要議題,隨著各國政府對產業的大力政策扶持以及各國企業的大量人力物力的投入,半導體照明的各項性能將得到進一步全方位的迅速提升,普及應用 推廣的進程將會大大超出我們的預想,走進千家萬戶就在不遠的將來。

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