摘要:科学技术的进步有力地推动着照明技术的发展,当前照明领域的发展 潮流是“科技照明、绿色节能、安全环保”。半导体照明光源 LED 具有高效率、高亮度、长寿命、易控制、节能、环保等显著优点,被认为是照明领域主流光源的最有力的竞争者。 LED 作为一种新型光源应用在照明领域时,其结构、特性、应用等与白炽灯、荧光灯等传统光源存在很大差别,加之LED及 LED应用产品的多样性、多变性,以及相关技术的不断发展和新产品的不断涌现,造成目前LED 标准、检测、评估等工作的相对滞后,成为影响 LED 半导体照明产业发展的主要问题之一。
关键词: LED ;测试问题 ;改进措施
随着社会的不断发展,半导体照明与 LED 技术产业,得到快速发展,对技术检测服务平台与标准体系的需求越来越迫切。LED 技术,作为新能源产品应用在现今照明领域。其特征、应用、结构与普通荧光灯、白炽灯相比,存在较大的差别。随着技术不断的创新,现今 LED 产品呈现多变性、多样性。随着周边产品和技术的不断繁衍,客户需求量的不断增加,行业标准与管理措施的不足逐渐显露,导致 LED 产品检测、标准定义、技术评估等工作滞后。影响我国 LED 半导体行业发展。
1 LED 半导体照明存在的测试问题
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。
1.1 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。
1.2 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。
1.3 LED 灯源的光强测试。当前,光强测试技术,主要依据于 CIE127 Measurement of LEDs,相对于平均光亮强度,本文推荐两种测量几何条件。对于探测器与 LED 顶端得距离,分别为 100mm 与 316mm。但是,高亮度、大功率得 LED 光源产品,测试距离 r 在 316mm 和100mm 直接的实测光强,没有统一。
1.4 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。
1.5 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。
2 LED 半导体照明测试的改进策略
2.1 建立 LED 测试技术及标准规范。随着科学技术的不断发展,LED 照明产品的发展水平及相关技术也有了飞速发展,但是不完善的标准仍然是制约 LED 照明产品测试的一个重要因素,相关部门已经充分认识到,完善标准及规范的制定已经成为促进 LED 行业发展的重要措施,应该在总结之前的经验及教训的基础上,不断的制定标准及规范来引导和推动整个 LED 行业的快速发展。相关部门应该加快建立 LED 行业完善的测试标准,以确保各种测试的准确、高效,对于不完善的测试环境及条件,也应该不断进行完善。例如,在测试光强时,要将近场测试取消,并将测试距离不断延长。同时,测试的方向性、环境温度等都是应该特别注意的。完善各种测试方法后,还要尽可能的确保测试方法的一致性,制定统一的测试标准,以更好的促进我国 LED 行业的高速发展。
2.2 构建完善的 LED 照明测试服务平台。随着我国电子行业的不断发展,但是在我国 LED 行业还没有构建完善的照明测试服务平台,因此,为了促进 LED 照明测试服务平台的建设,首先应该不断加大投入力度,不断开展 LED 灯源产品的测试和研发工作,经过较多的测试工作,不断发现测试中存在的问题,进而提出相应的解决措施,只有这样才可以构建完善的LED 行业标准,实现产品服务的标准化、一致化以及统一化,促进行业的快速发展。
基于 PC 机和 Labview 虚拟仪器平台,开发LED 灯具综合特性连续测试系统[2],集成数据采集卡、可编程直流电源,可编程光度计、温度传感器、光纤光谱仪等测试仪器,同步检测 LED 及 LED 灯具的发光特性、电学特性、色度特性、热学特性等,并可以完成 LED 及 LED 灯具随时间的发光特性、温度特性变化的自动检测以及老化特性分析。
综上所述,随着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:
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