摘要:社会的进步,LED技术和半导体照明迅速发展,对相关的标准体系和测试平台提出了越来越高的要求。LED技术是一种新型的照明能源,与传统的白炽灯相比,具有节能、减排、高效的优点。随着科技的进步,越来越多的类型的LED照明产品,但随着社会需求的增加,相关的管理措施和标准提出了越来越高的要求,和建立标准和技术,评价、LED半导体照明产品,如检测滞后现象,LED半导体照明的发展在中国有严重的限制。
关键词:LED半导体照明;测试问题;改进策略;
人们的节能减排意识越来越高,LED半导体照明也越来越受到重视,相关部门不断出台政策支持其发展。LED是一种重要的新型固态光源,具有环保、节能、高效等优点。目前,LED半导体照明的测试还存在一些问题。首先分析了测试中存在的问题,并提出了改进措施,以更好地促进我国LED半导体照明行业的健康发展。
一、LED半导体照明测试存在的问题
LED半导体产品,与传统白炽灯、荧光灯类似,是通过热学参数、电学参数、色度参数、光度参数、可靠性、稳定性、老化特性、安全性等参数,进行检测和测试。但是,由于LED照明产品独特得发光特征。单个LED是具有光源特征。当多个LED组成灯具与光源产品。多样得结构组成,产生了复杂的光源特征。同时,由于LED产品具有独特得特性与复杂得现场环境,散热架构、驱动电源和LED光源模组等组成部分的紧密结合,然而,不同LED产品应用的配光架构与光源分布也大为不同。在融合LED产品的广泛应用,及其特异功能特点。因此,LED产品测试标准,不能使用传统的光源测试标准。原有的传统光源测试标准,已经不适用于LED新型产品的测试工作。需要完善和成立符合现今LED产品特点的新型测试技术标准。
1.LED灯源的寿命测试。使用寿命的长久,是LED灯源产品的主要特点之一,光衰的特性,是LED灯源产品的重要测试指标之一,但是,LED灯源产品寿命测试在测试过程中,所需时间较长,因此,需要创新和研发新型测试技术,来加快LED灯源产品的老化和使用时间。现今,测试的技术主要以温度加速老化、物理加速老化、电压加速老化和电流加速老化为主。但是种种的测试技术,尚未定义一个统一得测试准则。
2.LED灯源的结温测试。灯具的灯源产生,发热是灯源产品的特点之一,由于LED灯源温度的高低,会直接影响LED灯源的器件寿命、可靠性、稳定性、出光效率、发射波长与安全性。因此,对热阻和结温等参数,进行合理、科学、准确的测试,是必备的,目前,我国灯源行业内对LED产品的测试技术,主要是以光谱学、电学参数法和红外热像仪法,进行检测,但是至今,行业内还未制定一套科学的测试技术标准。
3.LED灯源的光效测试。光效指标,是LED灯源产品节能效果得重要测试指标之一。但是,LED作为半导体照明元件,温度参数条件对LED灯源的影响较为明显。目前,检测标准对LED灯源产品的测试,老化温度条件或者初始条件要求不一致。而且,对工作温度和环境温度等参数要求,也不明确。因此,导致可比性较差,实际值与理想值存在较大的差距,该原因也直接影响能效、光效的测试结果。
4.LED灯源的光通量测试。LED灯源光通量的常用方法之一是光通量测试技术,具研究报告与测试实践分析,受放置方向、灯具尺寸、环境温度和响应时间等因素影响。LED的光通量测试结果存在较大的差距,例如,相对演出灯、隧道灯、路灯和探照灯等大功率LED灯源。除采用较大尺寸球体所带来得误差,还有灯具表面光扰、表面温差等因素,都将会影响最终的测试结果。即使采用侧面安装方法,也会因灯源形状的不一致,而难以采用标准的测试策略。虽然,现今主要是通过分布式光通量计量,进行测试计算。但是在定义标准方面有较大的困难,两种测试方法的结果,存在不同程度的参数差距。
二、电路检测
发光二极体(LED)灯具通常由多个LED灯串组成,一旦其中一颗LED发生开路失效,将使整串LED灯熄灭,导致光源变暗或不亮,因此检测人员必须利用检测电路随时掌握系统状况,并提供旁路路径让灯串中的其他LED得以继续工作,减少停机维修的时间。检测是维持照明系统功能性的最基本步骤。在检测单一LED状态时,电压是最容易测量的参数。用于故障感测的导通状态LED电压可用来检测LED的开路或短路。对于在各种应用中不同长度的LED串,必须使用灵活的多通道积体电路(IC)解决方案。这款解决方案必须能够在任意LED串电压范围(这取决于LED串中的LED数目)和范围宽广的LED工作电流下工作,无论故障是发生在LED串内的什么位置,它都必须能够传达来自多个LED串综合而成的故障讯号机制。最直接的方法就是藉由局部供电电路来进行检测,然后再使用一个级联电流讯号作为故障指示。在LED串中,IC解决方案的设计可以将晶片放在LED串的顶部,从主LED供电汇流排中获取故障电流,并且向LED串下部的晶片发送开/关故障电流指示。在LED串的底部,将电流加入电路中,提供应用所需的最终指示。
三、LED半导体照明测试的改进措施
随着LED灯源技术的不断进步与发展,LED灯源测试问题越来越明显,因此,在国家大力推动LED行业规划中,完善LED灯源得测试策略,确定LED灯源得测试标准,制定LED灯源测试得标准规范。建设LED灯源检测服务平台等,都是目前急需的重要内容。
1.完善LED测试标准规范和技术。随着LED行业的技术与发展的水平进步,目前生产LED灯具得国家,都会把LED行业标准作为增加行业影响力的中重要方式之一。在这种环境中,国内在吸取以往行业发展中的教训与经验时,也积极参与LED行业标准制定中来,把行业规范当作行业引导的重要推动力。因此,我们要加强、加快对LED行业测试标准的建立,为测量结果得准确,在测试条件应该改进不足之处,如:光强测试中应该延长测试距离或取消近场测量。此外,还需要特别注意测试的温度环境、方向性等。在测试方法完善时,应尽量保证测试方法的一致性,例如:在测试结温参数时,目前有电学参数法、光谱测试法、红外热像仪法等测试方法,应制定一致得测试标准。从而推动我国LED产业更加健快速、稳定得发展。
2.LED照明测试服务平台的建设。根据LED行业迫切需求,加快建设LED灯源产品服务平台,有效地展开LED灯源产品测试技术的研发工作,通过对相关测试工作的研究,对现今所存在的测试问题,已经得出较多的研究结果,通过科学的针对性研究,分析得出和掌握合理的LED灯具测试方法。只有这样,才能在LED灯源产品的测试仪器与测试策略方面,取到有效的研究成果。其次,根据测试技术和测试仪器的研究成果,积极参与和组织LED行业标准,加强、加快LED灯源产品测试的一致性、统一性和标准化。提升LED灯源产品行业稳健发展。
总之,在我国LED行业发展的近30年来,LED行业标准规范工作也得到很大的提升,已经形成了一套标准化得测试架构。随着行业标准的不断进步,测试机构的测试水平提高,这直接影响到整个LED行业的产品质量水平,使LED灯源产品质量得到提升。我国社会和经济的不断发展,我国科学技术水平也在不断提高,尤其是我国LED技术,经过几十年的发展,该行业已经取得了较大的成就,但是,在LED行业实际发展过程中,还存在很多问题,严重阻碍了LED技术的发展,因此,针对上述存在的问题,提出必要的解决措施,不断促进我国LED行业的快速发展。
参考文献:
[1]王宁.LED半导体照明存在的测试问题及改进.2019.
[2]毛海燕.浅析LED半导体照明存在的测试问题及改进措施.2018.