如何測量LED流明和色度偏移這些屬性

用于一般照明的基于LED的照明大約在20年前被引入。隨著LED越來越流行，人們開始關注流明的大小和色度漂移，而在更基本的水平上，應該如何測量這些屬性？

該照明工程學會（IES）第一次出版LM-80，測量LED光源流明維持率，在2008年，有一個更新的2015年（核定方法IES：測量LED封裝的光通量和顏色維護，陣列和模塊）所提供除了流明維持率外，還用于色度偏移的測量。最新版本LM-80-20，批準的方法：測量LED封裝，陣列和模塊的光通量和顏色維持，除了測量光通量外，還包含測量輻射通量和光子通量的指南，主要是為了響應基于LED的園藝照明市場的不斷增長。所有版本的LM-80標準都需要至少6,000小時的LED封裝操作，并且至少每1,000小時記錄一次流明和色度測量。

照明界的另一個關注點涉及基于LM-80測試期間獲得的有限數據集來預測長期流明維持率和色度偏移的方法。對此，IES于2011年發(fā)布了TM-21，《技術備忘錄：LED光源的長期流明維護》，并于2019年進行了更新，其中納入了輻射和光子通量投影的預測；以及TM-35，《技術備忘錄：長期的投影技術》。 LED封裝，陣列和模塊的色度坐標偏移，也于2019年發(fā)布。

使用LM-80-08和LM-80-15方法收集的數據構成了由Lynn Davis和Monica Hansen撰寫的DoE報告的基礎，該報告于2020年3月發(fā)布，該報告將LED封裝的流明和色度保持作為更新的特征于2015年發(fā)布的一份報告，該報告僅關注流明維持率。對普通照明應用中使用的四種不同的LED封裝類型進行了評估：陶瓷基，聚合物基，板上芯片（COB）和芯片級?？偣?23個LM-80數據集，分別代表領先的LED封裝制造商的產品，分別用于按照TM-21-11和TM-35-19中介紹的協(xié)議來預測流明維持率和色度漂移。

毫不奇怪，2020年的研究結果表明，自2015年的研究以來，所有封裝類型的LED封裝壽命都有所改善（早期研究中未包括的芯片級封裝）。在2015年的研究中，約有三分之一的LED封裝預計使用壽命超過60,000小時（L70）。在2020年的研究中，包裝的L70預計使用壽命中有96％超過了60,000小時，根據該報告，聚合物基包裝實現了最大的收益，這歸因于該材料的改進。

但是，主要的興趣點在于投影色度偏移的領域，直到TM-35-19的發(fā)布，任何標準都沒有涉及到。這項研究使用了下表定義的色度偏移模式（CSM），以表征按照LM-80-15協(xié)議測試的觀察到的色度偏移。

穩(wěn)定狀態(tài)下，LED器件的通用CSM和色度方向會發(fā)生變化。資料來源：RTI International了解和控制LED器件的色度變化。經許可使用。

2020年研究中包括的四種LED封裝類型中的三種在LM-80測試期間顯示色度偏移，如圖1所示。除COB封裝外，色度轉換模式似乎與封裝類型相關，因此無法得出任何結論。該研究建議進一步研究造成COB封裝色度偏移的機理。

圖1在LM-80測試期間，四種LED封裝類型中的三種顯示出色度偏移。資料來源：美國能源部基于LM-80數據的發(fā)光二極管（LED）封裝的流明和色度維持行為。

然后將TM-35-19的方法應用于預測長期色度偏移，并將這些結果與收集的數據進行比較，以預測偏移的大小和方向。該研究得出的結論是，TM-35的預測是合理的，并且在換擋幅度方面通常是保守的，但在換擋方向上卻不夠。這些發(fā)現對于高端環(huán)境（如博物館，飯店，零售商店，甚至是雜貨店）具有重要意義，在這種環(huán)境中，燈光的顏色會影響被照物體的外觀。

從上面的討論中可以看出，LED社區(qū)內部仍有許多工作要做，以開發(fā)更好的方法來評估長期色度漂移。同樣重要的是要記住，研究結果僅基于在受控環(huán)境中針對LED封裝收集的數據。將封裝件合并到照明器中以及這些照明器在實際環(huán)境中的運行會引入許多變量，包括由于熱管理不充分而造成的損耗，在惡劣環(huán)境中的運行以及由于紫外線和污垢積累而造成的光損耗，這會影響流明的維護和維護。色度偏移，至今尚未進行評估研究。

編輯：hfy