本文由DQT下屬的國家半導(dǎo)體光源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心李本亮博士撰稿,主要從LED燈具的測試報告出發(fā),解讀了燈具光性能測試的基本內(nèi)容、基本概念;并介紹了常用的測試方法標(biāo)準(zhǔn)和典型的測試原理及儀器,希望對讀者的實際工作有一定的指導(dǎo)意義。
一、LED燈具測試報告解讀
▲ 各種燈具的配光測試結(jié)果
主要測試項目包括:光強分布曲線光強數(shù)據(jù)、有效發(fā)光角度、 光束角、等光強圖、等照度圖;總光通量、區(qū)域光通量、上射光通量、下射光通量、燈具效率;利用系數(shù)、最大允許距高比、燈具概率曲線;亮度限制曲線、眩光等級、UGR統(tǒng)一眩光值; 燈具或光源電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等
▲ 各種光源的色度測試結(jié)果
主要測試項目包括: 相對光譜分布曲線、色溫、顯色指數(shù)、峰值波長、主波長
二、LED光性能測定原理簡介
● 輻照測定的四個基本概念
輻射通量、輻射強度、輻照度、輻射率(絕對值)
● 光度測定四個基本概念
光通量、光強、照度、亮度(電磁能量在心理與物理特性上的測定,根據(jù)人類感知進行)

輻照測定與光度測定的關(guān)系

常見光度測定的量級

三、LED測試方法分析和建議
(一)分布光度測試
1、檢驗依據(jù)
GB/T 9468-2008《燈具分布光度測量的一般求 》
GB/T 7002-2008《投光照明燈具光度測試 》
2、測試設(shè)備
分布式光度計
典型的分布光度計:機械臂式分布光度計、轉(zhuǎn)臂式分布光度計、旋轉(zhuǎn)燈具式分布光度計。

CIE 84推薦的測量光通量的基準(zhǔn)分布光度計原理(a)和結(jié)構(gòu)圖(b)

3、測試過程中應(yīng)注意的問題
3.1 定標(biāo)用的標(biāo)準(zhǔn)燈的光通量盡量與被測燈的光通量接近,定標(biāo)完成后立刻用新的定標(biāo)數(shù)據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)燈。一個月左右定標(biāo)一次,定標(biāo)次數(shù)太多標(biāo)準(zhǔn)燈光衰也會導(dǎo)入誤差。
3.2 測試前燈具要充分的預(yù)熱,預(yù)熱時間根據(jù)燈具光源種類和燈具的重量而定。


3.3 減小雜散光對的影響選用合適孔徑的遮光圈——剛好看到燈具發(fā)光面為準(zhǔn)
3.4 按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范正確選取光度中心
3.5 功率計電壓取樣端子要在燈頭的兩端讀取電壓(一般分布光度計燈具的供電電線較長產(chǎn)生的電壓降不能忽略)
3.6 測試要在恒溫25℃±1 ℃無風(fēng)下進行。
Ⅰ、避免照度傳感器在不同溫度產(chǎn)生的誤差(照度計輸出隨溫度的變化率: 0.1%/℃,)
Ⅱ、避免對溫度敏感的燈具的在不同溫度下的輸出變化


(二)道路照明、夜景照明性能評價(照度、亮度)
1、檢驗依據(jù):
CJJ 45-2015 《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 》
JGJ/T 163-2008 《城市夜景照明設(shè)計規(guī)范 》
2、測試設(shè)備: 球面照度計; 半柱面照度計; 全柱面照度計; 點式亮度計; 成像亮度計。
3、道路照明照度、亮度均勻度測試應(yīng)注意的事項
◆ 測試地點應(yīng)盡量遠(yuǎn)離繁華地區(qū)減少雜散光的影響
◆ 測試點的選取(按CIE140-2006)
◆ 亮度測試儀要選用專門用于低亮度測試的儀器

(三)LED的結(jié)溫測試
1、檢驗依據(jù): QB/T 4057-2010《普通照明用發(fā)光二極管 性能要求 》
2、結(jié)溫是判定LED燈具性能的重要指標(biāo)、測試設(shè)備、測試原理、LED熱電性能分析儀 。

3、LED結(jié)溫測試測試應(yīng)注意的事項
◆ 起始測試溫度和終了測試溫度的差值要大于50℃
◆ 測試夾具與LED引腳要充分接觸(最好采用錫焊),以減少接觸電阻產(chǎn)生的電壓降
◆ 被測LED要與電子控溫裝置充分接觸(涂抹導(dǎo)熱硅膠)

LED的結(jié)溫對LED的壽命產(chǎn)生重要的影響
◆ LED工作溫度超過芯片的承載溫度將會使LED的發(fā)光效率快速降低,產(chǎn)生明顯的光衰,并造成損壞。
◆ LED多以透明環(huán)氧樹脂封裝,若結(jié)溫超過固相轉(zhuǎn)變溫度(通常為125℃),封裝材料會向橡膠狀轉(zhuǎn)變并且熱膨脹系數(shù)驟升,從而導(dǎo)致LED開路和失效。


(四)光譜的測定
1、檢驗依據(jù): GB/T 7922-2008《照明光源顏色的測量方法》
2、測試設(shè)備: 積分球、光譜輻射計
3、應(yīng)注意的事項
◆ 測試前燈具要充分預(yù)熱
◆ 不推薦用積分球測定LED燈具的光通量
◆ 顯色指數(shù)(CRI)40年來一直用來比較熒光燈和HID燈,照明信息委員會(CIE)不推薦用它來測定白光LED,新的測試方法正在制定中。
CIE的技術(shù)報告177:2007 白光LED光源的顯色性里提到:“技術(shù)委員會的結(jié)論是CEI認(rèn)為在一系列的光源對比中,CRI不適用于預(yù)測白光LED光源的顯色范圍”。 新的顏色測試算法已經(jīng)發(fā)表,并在廣泛的研討中。

(國家半導(dǎo)體光源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心原創(chuàng))