LED照明產(chǎn)品光電色性能檢測(cè)方法研究

　　近年來(lái)，隨著led技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，大功率半導(dǎo)體照明器件在近年來(lái)得到了飛速的發(fā)展，特別是白光功率和光效不斷提高，LED逐步進(jìn)入照明領(lǐng)域，引發(fā)了一場(chǎng)新的照明技術(shù)領(lǐng)域的革命。LED經(jīng)過(guò)不同方式排列組合和光學(xué)設(shè)計(jì)，形成了各式各樣的 LED照明產(chǎn)品，而LED照明產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)在我國(guó)正如火如荼的進(jìn)行，LED照明產(chǎn)品的性能水平也在逐步提高。在采用正確試驗(yàn)方法的前提下，準(zhǔn)確測(cè)量LED照明產(chǎn)品的光電色性能參數(shù)是科學(xué)評(píng)價(jià)產(chǎn)品性能、質(zhì)量現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)。針對(duì)LED照明產(chǎn)品光電色性能檢測(cè)現(xiàn)狀，筆者結(jié)合所在中心在檢測(cè)LED產(chǎn)品工作中的積累，對(duì)LED照明產(chǎn)品光電色性能的檢測(cè)方法做了梳理和總結(jié)。 

　　一、LED照明產(chǎn)品性能指標(biāo)的一般評(píng)價(jià)

　　1.LED照明產(chǎn)品的分類

　　目前LED照明產(chǎn)品主要可分為L(zhǎng)ED照明燈具（例如：LED道路燈具、LED投光燈具、嵌入式 LED燈具、LED隧道燈具、LED裝飾燈具、LED臺(tái)燈）和傳統(tǒng)照明光源替代品LED燈（例如：自鎮(zhèn)流LED燈、MR16、PAR燈、直管形LED熒光燈T8/T12等）。LED照明燈具是包括基于LED發(fā)光元件和匹配的驅(qū)動(dòng)器，配光部件、固定和保護(hù)發(fā)光元件的部件以及將器具連接到分支電路部件的完整照明器具。照明用LED燈又可分為非整體式 LED 燈和整體式LED燈兩類[10]。

　　非整體式LED燈包含有LED陣列（模塊）或者LED封裝（元件）和標(biāo)準(zhǔn)燈頭以及其他光度、熱學(xué)、機(jī)械和電氣元件的組件。該LED燈需安裝在有標(biāo)準(zhǔn)燈座和LED驅(qū)動(dòng)器的燈具內(nèi)使用。該LED燈不能直接與分支電路連接。

　　整體式 LED 燈包含有LED 陣列（模塊）或LED封裝（元件）、LED 驅(qū)動(dòng)器、標(biāo)準(zhǔn)燈頭以及其他光度、熱學(xué)、機(jī)械和電氣元件的整體組合。該LED燈可直接安裝在標(biāo)準(zhǔn)化的燈座上使用，它能直接與分支電路連接。LED燈與LED照明燈具的最大區(qū)別是LED燈需安裝在標(biāo)準(zhǔn)燈座內(nèi)使用。

　　2.LED照明燈具與傳統(tǒng)光源燈具的差異

　　目前LED照明燈具與傳統(tǒng)光源燈具在諸多方面存在著不同。首先，傳統(tǒng)光源燈具的壽命可以通過(guò)替換損壞的光源、燈的控制裝置來(lái)滿足要求，所以一般不評(píng)價(jià)傳統(tǒng)光源燈具的壽命。LED照明燈具是LED光源與燈具外殼一體的，目前LED照明燈具的壽命與 LED光源本身壽命、LED驅(qū)動(dòng)器以及燈具提供給LED的環(huán)境等諸多因素有關(guān)。對(duì)不同的LED燈具，其壽命只有通過(guò)相關(guān)的壽命特性評(píng)價(jià)才能確定。

　　其次，與傳統(tǒng)光源燈具不同，LED照明燈具是使用多個(gè)LED光源或模塊發(fā)光體組成并發(fā)光的，LED燈具中的發(fā)光體之間存在顏色差異性，需要使用色空間均勻度評(píng)價(jià)來(lái)評(píng)價(jià)LED燈具顏色的空間分布情況，評(píng)價(jià) LED燈具存在的不同觀察角顏色差異。

　　再次，傳統(tǒng)照明光源可單獨(dú)進(jìn)行光度測(cè)試，光度測(cè)量時(shí)可以使用相對(duì)法。由于LED燈具一體化和LED光源對(duì)溫度極其敏感的特點(diǎn)，不適宜將LED光源從燈具內(nèi)分離出來(lái)單獨(dú)測(cè)量，光度測(cè)量時(shí)應(yīng)采用絕對(duì)法對(duì)LED燈具整體進(jìn)行光度測(cè)試。

　　第四，傳統(tǒng)照明燈具用燈具效率來(lái)評(píng)價(jià)，而LED燈具使用能效或光效來(lái)評(píng)價(jià)。

[$page]　　3.LED照明產(chǎn)品性能指標(biāo)的一般評(píng)價(jià)

　　照明產(chǎn)品性能指標(biāo)的一般評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包含：光特性；電特性、顏色特性、熱特性、壽命特性、可靠性等。目前評(píng)價(jià)LED照明產(chǎn)品性能指標(biāo)主要包含有以下幾方面：

　�。�1）光特性主要包括：光強(qiáng)分布、初始輸出能效（光效）/光通量、光強(qiáng)/照度；

　�。�2）電特性主要包括：燈功率、功率因數(shù)；

　�。�3）顏色特性主要包括：相關(guān)色溫、顯色指數(shù)、色品坐標(biāo)、色品容差、主波長(zhǎng)（單色）、顏色分布不均勻性和色空間均勻度；

　　（4）熱特性主要包括熱阻和結(jié)溫；

　�。�5）壽命特性主要包括開(kāi)關(guān)次數(shù)試驗(yàn)、壽命/加速壽命試驗(yàn)、流明維持率（光通量維持率）/光強(qiáng)維持率（反光杯式MR16或PAR燈）；

　�。�6）可靠性試驗(yàn)。

　　二、LED照明產(chǎn)品光電色性能的檢測(cè)方法

　　由于目前關(guān)于LED照明產(chǎn)品的熱特性、壽命特性和可靠性的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正在研討和起草中，所以本文重點(diǎn)討論LED照明產(chǎn)品光電色性能的檢測(cè)方法。下面分LED照明燈具和LED燈兩大系列來(lái)討論。

　　1.LED照明產(chǎn)品測(cè)試環(huán)境和物理?xiàng)l件 

　　LED照明產(chǎn)品往往都有光學(xué)部件，所以要在相對(duì)干凈的環(huán)境中儲(chǔ)存和試驗(yàn)，產(chǎn)品上的透鏡要干凈沒(méi)有手印。試驗(yàn)的環(huán)境不能有過(guò)分的震動(dòng)和沖擊，減小空氣對(duì)流。由于LED照明產(chǎn)品性能參數(shù)對(duì)溫度較為敏感，在試驗(yàn)中周圍環(huán)境空氣溫度和濕度應(yīng)滿足對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的環(huán)境要求。環(huán)境溫度為25℃±1℃（開(kāi)關(guān)壽命試驗(yàn)為5℃±5℃ ）最大相對(duì)濕度為65％，無(wú)對(duì)流風(fēng)。產(chǎn)品的工作姿態(tài)應(yīng)按照制造商規(guī)定的工作姿態(tài)或?qū)嶋H使用姿態(tài)，以免不當(dāng)?shù)墓ぷ髯藨B(tài)影響散熱，進(jìn)而影響光電參數(shù)。LED照明產(chǎn)品需要足夠長(zhǎng)的時(shí)間達(dá)到溫度平衡。一般LED燈需穩(wěn)定30分鐘，大型LED照明燈具需2小時(shí)以上達(dá)到溫度平衡。溫度平衡的判斷原則：15分鐘內(nèi)照度變化小于0.5%即可認(rèn)為達(dá)到了溫度平衡。

　　2.LED照明燈具的光電色性能檢測(cè)

　　LED照明燈具的光電色性能主要參數(shù)包括：燈具總功率、功率因數(shù)、