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IES LM-85标准统一大功率LED测试及特性表征方法

上传人:焦建忠

上传时间: 2014-10-17

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  在准确表征LED的特性这一问题上,困难的原因可以部分归结于元件对热工作条件的高度敏感性。而且光学特性的测量也一直都比较困难。尽管大功率LED已经问世了很多年,但是整个行业仍然缺乏一种标准可以使得制造商和用户能够获得具有可重复性的参数。通常,LED的制造厂商会在其产品数据手册中提供大功率LED的光度信息,但当用户将这些参数与他们的测试结果进行对比的时候可能会发现存在显著的差异。

  在当前的实践中,制造商在测量器件的光度时,一般让不带热沉的大功率LED工作在脉冲模式。使用脉冲工作模式时,一般认为LED的结温是不会升高的,与周围环境或室内的温度相当,即通常为25°C。因此,很多公开的LED数据手册上所列出的光学信息都是以结温为25°C为条件的。

  脉冲和直流模式

  而在实际应用中,大功率LED通常工作在直流模式下,此时结温会显著高于25°C。因为LED的热特性规律,其光输出会将随着温度的升高而减少。为了在使用上位用户提供帮助,部分LED制造商通常会提供LED的热特性,即LED的光度随温度的变化值。然后,由于在大多数情况下LED根据光度特性进行分类时都是在25°C的条件下进行的,器件在高温下的数据在数据手册上可能不会直接给出。

  大功率LED的测试一直以来都没有一个标准化的方法,特别是对于高温下的特性更是如此。几年前,美国照明工程师协会的测试规程委员会组件了一个工作组开始针对工业界的需求来制定测试标准。2008年,国家标准与技术研究院公布了一项针对采用直流工作模式的大功率LED的光源测试研究。NIST的报告中提出了一种测试的规程,并与采用脉冲模式进行工作的LED的测试结果进行了对比。

  基于NIST的研究和SSL工业界目前的时间情况,IES的工作组起草了这份LM-85标准,名为《大功率LED电学及光学测试方法》。LM-85的使用范围申明:“本文档描述了准确测试大功率LED总光通量、总辐射量、总光子通量、电功率、光视效能、色彩量和波长等特性参数的步骤”。本方法适用于在实验室条件下对LED封装的测试。不适用于LED阵列或模组、LED光源、LED灯泡及LED灯具的测试。同时,不适用于交流电驱动LED的测试,以及不能被应用于LED生产过程中的测试或LED热特性的相关测试。这一定义的温度,将使得业界能够在LED厂商所采用的脉冲模式得到的测试结果,与LED用户采用直流模式得到的测试结果之间能建立一种等效。

  LM-85即是基于结温设定为室温25°C或任何更高温度下撰写的。为了得到LED的绝对光学参数,LM-85针对采用脉冲和直流工作的LED给出了更细化的测试步骤。对于脉冲工作模式,LM-85进一步描述了如何在单脉冲工作条件及连续脉冲工作条件下进行测试的方法。由于环境温度和LED的热稳定性对于测试的准确性都很重要,LM-85还指名了在光学特性测试时的环境温度及所推荐热稳定度。如果结温被设定为环境温度,那么环境温度将非常重要。如果环境温度并不在所要求的工作的范围内,则对于LED特性的温度依赖性就应该进行修正,以使得结果可以反映出所要求的工作条件的环境温度。

  在高温下,需要测试较高结温处的光输出,无论是否有热处理室或受控的散热片被用来提高温度,在测试开始前LED都应当达到热平衡且稳定在较高温度。在采用热腔进行测试方面,LM-85建议热稳定时长至少为30分钟。而对于采用可控散热片的测试方法,热稳定时间将依赖于热容或LED封装的尺寸,可能只需要几分钟。

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