本文由DQT下属的国家半导体光源产品质量监督检验中心李本亮博士撰稿,主要从LED灯具的测试报告出发,解读了灯具光性能测试的基本内容、基本概念;并介绍了常用的测试方法标准和典型的测试原理及仪器,希望对读者的实际工作有一定的指导意义。
一、LED灯具测试报告解读
▲ 各种灯具的配光测试结果
主要测试项目包括:光强分布曲线光强数据、有效发光角度、 光束角、等光强图、等照度图;总光通量、区域光通量、上射光通量、下射光通量、灯具效率;利用系数、最大允许距高比、灯具概率曲线;亮度限制曲线、眩光等级、UGR统一眩光值; 灯具或光源电压、电流、功率、功率因数、频率等
▲ 各种光源的色度测试结果
主要测试项目包括: 相对光谱分布曲线、色温、显色指数、峰值波长、主波长
二、LED光性能测定原理简介
● 辐照测定的四个基本概念
辐射通量、辐射强度、辐照度、辐射率(绝对值)
● 光度测定四个基本概念
光通量、光强、照度、亮度(电磁能量在心理与物理特性上的测定,根据人类感知进行)
辐照测定与光度测定的关系
常见光度测定的量级
三、LED测试方法分析和建议
(一)分布光度测试
1、检验依据
GB/T 9468-2008《灯具分布光度测量的一般求 》
GB/T 7002-2008《投光照明灯具光度测试 》
2、测试设备
分布式光度计
典型的分布光度计:机械臂式分布光度计、转臂式分布光度计、旋转灯具式分布光度计。
CIE 84推荐的测量光通量的基准分布光度计原理(a)和结构图(b)
3、测试过程中应注意的问题
3.1 定标用的标准灯的光通量尽量与被测灯的光通量接近,定标完成后立刻用新的定标数据测试标准灯。一个月左右定标一次,定标次数太多标准灯光衰也会导入误差。
3.2 测试前灯具要充分的预热,预热时间根据灯具光源种类和灯具的重量而定。
3.3 减小杂散光对的影响选用合适孔径的遮光圈——刚好看到灯具发光面为准
3.4 按照标准规范正确选取光度中心
3.5 功率计电压取样端子要在灯头的两端读取电压(一般分布光度计灯具的供电电线较长产生的电压降不能忽略)
3.6 测试要在恒温25℃±1 ℃无风下进行。
Ⅰ、避免照度传感器在不同温度产生的误差(照度计输出随温度的变化率: 0.1%/℃,)
Ⅱ、避免对温度敏感的灯具的在不同温度下的输出变化
(二)道路照明、夜景照明性能评价(照度、亮度)
1、检验依据:
CJJ 45-2015 《城市道路照明设计标准 》
JGJ/T 163-2008 《城市夜景照明设计规范 》
2、测试设备: 球面照度计; 半柱面照度计; 全柱面照度计; 点式亮度计; 成像亮度计。
3、道路照明照度、亮度均匀度测试应注意的事项
◆ 测试地点应尽量远离繁华地区减少杂散光的影响
◆ 测试点的选取(按CIE140-2006)
◆ 亮度测试仪要选用专门用于低亮度测试的仪器
(三)LED的结温测试
1、检验依据: QB/T 4057-2010《普通照明用发光二极管 性能要求 》
2、结温是判定LED灯具性能的重要指标、测试设备、测试原理、LED热电性能分析仪 。
3、LED结温测试测试应注意的事项
◆ 起始测试温度和终了测试温度的差值要大于50℃
◆ 测试夹具与LED引脚要充分接触(最好采用锡焊),以减少接触电阻产生的电压降
◆ 被测LED要与电子控温装置充分接触(涂抹导热硅胶)
LED的结温对LED的寿命产生重要的影响
◆ LED工作温度超过芯片的承载温度将会使LED的发光效率快速降低,产生明显的光衰,并造成损坏。
◆ LED多以透明环氧树脂封装,若结温超过固相转变温度(通常为125℃),封装材料会向橡胶状转变并且热膨胀系数骤升,从而导致LED开路和失效。
(四)光谱的测定
1、检验依据: GB/T 7922-2008《照明光源颜色的测量方法》
2、测试设备: 积分球、光谱辐射计
3、应注意的事项
◆ 测试前灯具要充分预热
◆ 不推荐用积分球测定LED灯具的光通量
◆ 显色指数(CRI)40年来一直用来比较荧光灯和HID灯,照明信息委员会(CIE)不推荐用它来测定白光LED,新的测试方法正在制定中。
CIE的技术报告177:2007 白光LED光源的显色性里提到:“技术委员会的结论是CEI认为在一系列的光源对比中,CRI不适用于预测白光LED光源的显色范围”。 新的颜色测试算法已经发表,并在广泛的研讨中。
(国家半导体光源产品质量监督检验中心原创)