3、LED燈具檢測(cè)

1、LED燈具燈具de檢測(cè)檢測(cè)章海驄一.燈具與溫度的關(guān)系 1.傳統(tǒng)光源燈具和LED光源燈具的不同 -使用傳統(tǒng)光源的燈具使用傳統(tǒng)光源的燈具 *光源與燈具可分離光源與燈具可分離; *光源的壽命在基準(zhǔn)條件下是不會(huì)變化的; *光源壽命往往短于燈具(短許多); *光源的壽命與燈具有關(guān)/無關(guān); *一個(gè)燈具中僅使用1-2個(gè)(有7-8根熒光管)光源; *一個(gè)燈具壽命中要更換幾個(gè)光源; *光源壽命與燈具壽命分開計(jì)算. *使用相對(duì)光度方法進(jìn)行測(cè)量使用相對(duì)光度方法進(jìn)行測(cè)量!ENDURA無極燈的輸出光通與環(huán)境溫度的關(guān)系圖T5和T8的關(guān)系圖-使用使用LED光源的燈具光源的燈具 *LED燈具中的LED光源與燈具不可分離光源與

2、燈具不可分離,光源工作離不開燈具(散熱原因); *光源的壽命沒有基準(zhǔn)條件,隨處而變; *光源的壽命與燈具密切相關(guān); *目前多數(shù)燈具,光源壽命與燈具壽命相同; *一個(gè)燈具中含有幾個(gè)甚至上百個(gè)光源; *一個(gè)燈具壽命中只使用1次/個(gè)光源. *光源壽命與燈具壽命混合計(jì)算. *僅能使用絕對(duì)光度的測(cè)量方法僅能使用絕對(duì)光度的測(cè)量方法!LED光源和燈具(散熱部件)2。LED燈具的一些特點(diǎn)燈具的一些特點(diǎn) *LED燈具是與光源一體的往往與燈具不可分.目前一般不分開來講.(今后的說法可能有變化). *由于光衰很難避免.目前LED的壽命有25000h和35000h兩檔(光衰到初始值的70%),也有5-10年左右的壽命

3、. *作為不可更換的現(xiàn)實(shí),也有將LED壽命稱LED燈具的壽命,但隨著可更換的實(shí)現(xiàn),這樣的現(xiàn)實(shí)會(huì)變化. *LED與散熱部件應(yīng)可與散熱部件應(yīng)可以一起更換以一起更換. *目前的LED燈具設(shè)計(jì)中考慮以LED和驅(qū)動(dòng)的壽命為主, 很少考慮外殼壽命的事實(shí).LED燈具的進(jìn)展-LED光源 LED出現(xiàn)了光引擎的名詞： 將LED 封裝 散熱系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)連在的系統(tǒng)。如PHILIPS的Fortimo.Fortimo的應(yīng)用二. LED燈具設(shè)計(jì)目標(biāo)了解檢測(cè)內(nèi)容 1.從替代目的入手確認(rèn)設(shè)計(jì)對(duì)象的技術(shù)要求 替代燈的標(biāo)桿,目前DOE只有三種: A燈,MR燈和熒光燈. 將能效分為A和B兩類: A類從2006年開始,能效70lm/W.

4、DOE規(guī)定的SSL產(chǎn)品的判據(jù)以CFL燈具的能效水平做對(duì)比(07.4.)目前DOE判據(jù)涵蓋的燈具DOE判據(jù)中規(guī)定的燈具技術(shù)要素有:DOE判據(jù)中的燈具舉例1道路燈的例子111112。在道路燈上的某些問題1)亮度與照度 等亮度等照度.在能耗要求達(dá)到LPD時(shí),上述現(xiàn)象容易得到證實(shí).2)矩形光斑 提法有問題 3）處理光參數(shù)的一致性問題）處理光參數(shù)的一致性問題 主要反映在色坐標(biāo)的問題上,DOE規(guī)定:產(chǎn)品新的時(shí)候,各個(gè)LED的色差不能大于CIE1976 (uv)色品空間圖中: u, v0.004.在達(dá)到壽命期時(shí)的色差: u, v0.007. 在CIE1976 (uv)圖中,等色差就是圓.替代MacAdam橢

5、圓.三.LED燈具的光度學(xué)內(nèi)容和測(cè)量 1.空間光分布測(cè)量的內(nèi)容 *設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)時(shí)需要的測(cè)量 -為燈具的反射或透射光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供光源的空間分布參數(shù); *使用燈具時(shí)提供需要的光度數(shù)據(jù) -近場(chǎng)的光度數(shù)據(jù):間接照明計(jì)算; -燈具的遠(yuǎn)場(chǎng)光度測(cè)量,為照明設(shè)計(jì)提供計(jì)算數(shù)據(jù).燈具設(shè)計(jì)需要的光學(xué)測(cè)量對(duì)比表光度學(xué)分類 近場(chǎng)光度學(xué)近場(chǎng)光度學(xué)遠(yuǎn)場(chǎng)光度學(xué)遠(yuǎn)場(chǎng)光度學(xué)使用目的燈具光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)燈具光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)場(chǎng)所的照明設(shè)計(jì)場(chǎng)所的照明設(shè)計(jì)使用場(chǎng)合設(shè)計(jì)燈具時(shí)或間接照明設(shè)計(jì)燈具時(shí)或間接照明計(jì)算天花照計(jì)算天花照/亮度亮度選擇和使用燈具選擇和使用燈具表達(dá)內(nèi)容近距離內(nèi)表達(dá)發(fā)光體上近距離內(nèi)表達(dá)發(fā)光體上各段上的光分布各段上的光分布燈具光

6、強(qiáng)的空間角分布燈具光強(qiáng)的空間角分布測(cè)量后數(shù)據(jù)表達(dá)形式?jīng)]有統(tǒng)一沒有統(tǒng)一,也無法統(tǒng)一也無法統(tǒng)一LDT,IES,CIE,LTL,TM14應(yīng)用軟件Lighttools,TraceProPhtopia(光學(xué)設(shè)計(jì)軟件光學(xué)設(shè)計(jì)軟件)Dialux,Relux,Agi32(照明軟件照明軟件)測(cè)量距離設(shè)定的近距離設(shè)定的近距離符合點(diǎn)光源定律符合點(diǎn)光源定律測(cè)量?jī)x器成象分布光度計(jì)成象分布光度計(jì),近距近距離分布光度計(jì)離分布光度計(jì)分布光度計(jì)分布光度計(jì)111112. 近場(chǎng)光度測(cè)量的使用場(chǎng)合 不少場(chǎng)合是需要近距離發(fā)光體的空間光分布: 1)反射/透射系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2)離燈具極近距離的光度計(jì)算.如間接照明. 3)需要提供近距離(按設(shè)定

7、)被測(cè)量光源或燈具的光強(qiáng)角分布.注意注意:在用燈具光度數(shù)據(jù)做照明設(shè)計(jì)時(shí),需要得到場(chǎng)所的照明分布,離燈具較遠(yuǎn),需要將燈具處理成點(diǎn)光源,因此需要燈具的遠(yuǎn)場(chǎng)光輸出分布,不能用近場(chǎng)光度的數(shù)據(jù),也不需要用近場(chǎng)光度方法測(cè)量例外例外:在計(jì)算間接照明燈產(chǎn)生的天花板上照度或計(jì)算熱加工設(shè)備的工作面光照分布時(shí)才需要燈具的近場(chǎng)光度數(shù)據(jù)計(jì)算過程：計(jì)算過程：在燈具光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)提供近場(chǎng)的光源的光度數(shù)據(jù)稱光源模型在近距離需要照明設(shè)計(jì)時(shí)提供近場(chǎng)的燈具的光度數(shù)據(jù)稱燈具的近場(chǎng)模型該模型記錄了離光源燈具近距離內(nèi)的光強(qiáng)角分布(用光電池測(cè)量)或亮度圖案(用成象亮度計(jì)測(cè)量).利用光源或燈具的近場(chǎng)模型,進(jìn)行計(jì)算 測(cè)量?jī)x器舉例 RADIAN

8、T的SourceImaging Goniometer測(cè)量光源類型:LED MHL Xe 鹵鎢燈 HPMA燈 HPS等.軟件輸出:位圖 2維亮度/色度分布 3維亮度/色度分布亮度/色度截面輸出 雷達(dá)分布 數(shù)據(jù)輸出等.型號(hào)最小測(cè)量范圍最大測(cè)量范圍SIG3105mm200mmSIG4001mm(0.5mm)50mm(90mm)使用下列軟件之一做光學(xué)系統(tǒng)(反射/透射)設(shè)計(jì) Lighttools,Tracepro,Photopia.做法: -輸入初步設(shè)計(jì)的光學(xué)模型, -放入光源模型放入光源模型, -選擇光學(xué)材質(zhì), -選擇計(jì)算光線數(shù)量 -用該軟件計(jì)算,得到輸出配光. -如結(jié)果不理想,修改輸入的光學(xué)模型做下

9、一步計(jì)算,直至結(jié)果滿意. 其中:放入光源模型放入光源模型由該儀器測(cè)得的或軟件中提供的數(shù)據(jù)庫(kù)中得到(Lighttools有350個(gè)). 近場(chǎng)光度數(shù)據(jù)的應(yīng)用 光學(xué)計(jì)算軟件中都采用Raytrace的方法計(jì)算,即對(duì)設(shè)定光線數(shù)量用蒙特卡洛法(onte Carlo)尋跡. 來自近域光度數(shù)據(jù)高的表示光線數(shù)量多,每根光線的賦值也來自近域光度數(shù)據(jù). 計(jì)算光路中要計(jì)入: 光路中的損失; 結(jié)合反/透射表面的角分布計(jì)算每根光線反/透射光的情況.3.遠(yuǎn)場(chǎng)光度 1)遠(yuǎn)場(chǎng)光度的應(yīng)用-照明設(shè)計(jì) 原因: 照明設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ): 照度反平方比定律2)燈具光度的遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)測(cè)量距離的要求 測(cè)量距離影響測(cè)量精度的說明: 引入完全閃亮距離

10、的概念:燈具的完全閃亮面的距離o. 只有在完全閃亮距離o后才能檢測(cè),而且誤差較小.o需要計(jì)算確定3)遠(yuǎn)場(chǎng)光度測(cè)量 測(cè)量的基本條件 -燈具處于旋轉(zhuǎn)中心; -探測(cè)器離燈具足夠遠(yuǎn),以至認(rèn)為探測(cè)器只接受了來自燈具上一個(gè)方向上的光線;以及 -測(cè)量過程中,燈具發(fā)出的光通量是穩(wěn)定的, -避免燈具的旋轉(zhuǎn)給光輸出帶來的變化;測(cè)量用儀器 分布光度計(jì)有鏡和無鏡的4.用積分球測(cè)量LED光通量中的注意點(diǎn)目前的光通基準(zhǔn)是鹵鎢燈,其形態(tài)和光分布與LED迥異,會(huì)帶來較大誤差會(huì)帶來較大誤差必須注意：注意內(nèi)容：1)發(fā)光空間的不同:2和4；2)發(fā)光分布不同；3)光譜的差異；4)積分球內(nèi)的不均勻辦法:1)尋求同類LED產(chǎn)品先用分布光度計(jì)測(cè)量后做測(cè)量參考. 2)建立基準(zhǔn)LED光源或的燈具.(利用Peltier效應(yīng))Peltier效應(yīng):半導(dǎo)體制冷.六. LED和LED燈具的熱檢測(cè)說明 1.重要性的認(rèn)識(shí) LED的光輸出隨結(jié)溫變化的關(guān)系 結(jié)溫與光衰密切掛鉤結(jié)溫與光衰密切掛鉤. 要避免妨礙散熱的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和措施. 2.DOE規(guī)定 在申請(qǐng)能源之星的產(chǎn)品說明書上要在燈具注定點(diǎn)上有溫度數(shù)值,燈具上要標(biāo)出這一點(diǎn). 該點(diǎn)為代表該點(diǎn)為代表Tj的點(diǎn)的點(diǎn),與與Tj有固定和直接