dmx512燈帶!led燈珠國標標準及實際要求說明

　　結合國內(nèi)外led燈珠測試方法的最新標準，基于led燈珠應用的實際要求，介紹了led燈珠的電學特性、光學特性、開關特性、顏色特性、熱學特性和可靠性。

　　對于電氣特性的測試，標準分別規(guī)定了led燈珠直流電壓、反向電壓、反向電流的測試框圖;光通量測試，標準規(guī)定采用2π立體角測試結構;對于光強測試，標準引用了CIE-127的推薦條件;此外，還有光譜測試、熱特性測試、靜電放電敏感度測試、壽命測試等。都有明確的定義。

　　國標的制定總結了現(xiàn)有的led燈珠測試方法，將科學適用的方法升級為標準測試方法，消除了led燈珠測試領域的差異，使測試結果更加真實地反映了我國led燈珠行業(yè)的整體水平。但鑒于led燈珠技術的不斷發(fā)展，國家標準的制定并不是一勞永逸的，標準中總要引入最新最合適的檢測技術。

　　電氣特性測試方法

　　led燈珠是由半導體無機材料構成的單極PN結二極管，其電壓與電流的關系稱為伏安特性。led燈珠的電特性參數(shù)包括正向電流、直流電壓、反向電流和反向電壓。led燈珠必須由適當?shù)碾娏骱碗妷候?qū)動才能正常工作(如圖1所示)。通過測試led燈珠的電氣特性，可以得到led燈珠的最大允許直流電壓、正向電流、反向電壓和電流。此外，還可以測量led燈珠的最佳工作電功率。

　　發(fā)光二極管伏安特性曲線

　　圖1發(fā)光二極管的伏安特性曲線

　　led燈珠的電特性一般是在相應的恒流恒壓源供電下，用電壓電流表進行測試。

　　光學特性測試

　　與其他光源類似，led燈珠光特性的測量主要包括光通量、發(fā)光效率、輻射通量、輻射效率、光強、光強分布特性和光譜參數(shù)。

　　以及光通量和發(fā)光效率。

　　測量光通量的方法有兩種，即積分球法和變角光度計法。角度光度計是測試光通量最精確的方法，但由于耗時較長，一般采用積分球法測試光通量?，F(xiàn)有的積分球法測量led燈珠光通量有兩種測試結構，一種是將被測led燈珠放置在球體中心，另一種是放置在球體壁上。

　　積分球法測量led燈珠光通量

　　圖2積分球法測量led燈珠光通量

　　積分球法測量光通量時，光源對光的自吸收會影響測試結果。因此，經(jīng)常需要引入輔助燈(見圖3)。

　　輔助燈法消除自吸收效應

　　圖3輔助燈法消除自吸收效應

　　測量光通量后，可以用電參數(shù)測試儀測量led燈珠的發(fā)光效率。輻射通量和輻射效率的測試方法與光通量和發(fā)光效率的測試方法類似。

　　和光強分布特性。

　　led燈珠光強測試中存在的問題

　　在圖4中，點光源的光強均勻分布在空間的各個方向，不同距離不同接收孔徑的探測器接收到的檢測結果不會發(fā)生變化。但是，由于led燈珠的光強分布不一致，測試結果會隨著測試距離和探測器孔徑的不同而不同。因此，CIE-127提出了兩個推薦的測試條件，以便在相同的條件下測試和評估每個led燈珠的光強，如圖5所示。目前，CIE-127推薦測試條件已被各led燈珠廠商和測試機構引用。

　　CIE-127推薦的led燈珠光強測試條件

　　圖5CIE-127推薦的led燈珠光強度測試條件

　　3個光譜參數(shù)

　　led燈珠的光譜特性參數(shù)主要包括峰值發(fā)射波長、光譜輻射帶寬和光譜功率分布。單色led燈珠的光譜是單峰，其特征用峰值波長和帶寬來表示，而白光led燈珠的光譜是由多個單色光譜組成的。所有發(fā)光二極管的光譜特性可以由光譜功率分布來表示。白光led燈珠的光譜功率分布如圖6所示。還可以從led燈珠的光譜功率分布計算色度參數(shù)。

　　光譜功率分布的測試需要通過分光來進行，可以將每種顏色的光從混合光中分離出來進行測量。一般可以用棱鏡和光柵來實現(xiàn)分光。

　　白光led燈珠光譜功率分布

　　圖6白光led燈珠的光譜功率分布

　　led燈珠開關特性測試

　　led燈珠的開關特性是指led燈珠在通電和斷電瞬間的光、電、色變化特性。通過對led燈珠開關特性的測試，可以得到通電和斷電瞬間led燈珠工作狀態(tài)和材料性能的變化規(guī)律，不僅可以了解斷電對led燈珠造成的損耗，還可以指導led燈珠驅(qū)動模塊的設計。

　　顏色特征

　　led燈珠的顏色特性主要包括色度坐標、主波長、色純度、色溫和顯色性等。led燈珠的顏色特性對于白光led燈珠尤為重要。

　　現(xiàn)有的顏色特性測試方法包括分光光度法和積分法。分光光度法是通過單色儀測量led燈珠的光譜功率分布，然后通過對色度加權函數(shù)進行積分得到相應的色度參數(shù)。集成方法是通過使用特定的彩色濾光片和光電探測器直接測量色度參數(shù)(見圖7)。分光光度法的準確度遠高于積分法。

　　發(fā)光二極管顏色特性的測試方法

　　圖7 7 led燈珠顏色特性的測試方法

　　熱工特性

　　led燈珠的熱特性主要指熱阻和結溫。熱阻是指沿熱流通道的溫差與通道中耗散的功率之比;結溫是指led燈珠的PN結溫度。led燈珠的熱阻和結溫是影響led燈珠光電性能的重要因素。

　　目前測試led燈珠結溫一般有兩種方法:一種是用紅外測溫顯微鏡或微型熱電偶測量led燈珠芯片表面溫度并將其作為led燈珠結溫，但精度不夠;另一種方法是在確定的電流下，利用正向偏置電壓與結溫的反比關系來確定led燈珠的結溫。

　　可靠性

　　led燈珠的可靠性包括靜電敏感度、壽命、環(huán)境特性等。靜電敏感特性是指led燈珠能夠承受的靜電放電電壓。由于一些led燈珠的電阻率高，正負電極之間的距離短，當兩端的靜電電荷積累到一定值時，這個靜電電壓就會擊穿PN結，嚴重時可能導致led燈珠失效。因此，必須對led燈珠的靜電敏感特性進行測試，以獲得led燈珠的ESD故障臨界電壓。目前一般采用人體模式、機器模式、設備充電模式來模擬現(xiàn)實生活中的靜電放電現(xiàn)象。

　　為了觀察led燈珠在長期連續(xù)使用中光性能的變化規(guī)律，需要對led燈珠進行抽樣測試，通過長期觀察和統(tǒng)計得出led燈珠的壽命參數(shù)。

　　對于led燈珠環(huán)境特性的測試，往往采用模擬led燈珠應用中遇到的各種自然攻擊的方法，如高低溫沖擊試驗、濕度循環(huán)試驗、濕度試驗、鹽霧試驗、粉塵試驗、輻照試驗、振動沖擊試驗、跌落試驗、離心加速試驗等。

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