基于LED的照明的性能和安全性的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證

開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)是無用的工作，但仍然是確?；?a target="_blank">LED的照明的性能和安全性能夠通過國際認(rèn)可的基準(zhǔn)測(cè)試和表征的關(guān)鍵。此外，國際標(biāo)準(zhǔn)的使用鼓勵(lì)更好的照明設(shè)計(jì)并支持消費(fèi)者的信心。

在早期，LED標(biāo)準(zhǔn)的缺乏造成了市場(chǎng)的混亂。從一個(gè)制造商到另一個(gè)制造商的測(cè)試方法和術(shù)語的變化使得難以將新LED產(chǎn)品與其他光源以及來自不同制造商的其他LED產(chǎn)品進(jìn)行比較。

然而，近年來，美國部門等組織能源部（DOE）與標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)密切合作，加速開發(fā)和實(shí)施一套固態(tài)照明（SSL）標(biāo)準(zhǔn)。諸如照明工程學(xué)會(huì)（IES），國家電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA），保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室（UL）和國際電工委員會(huì)（IEC）等團(tuán)體已經(jīng)合作了十多年。他們的工作成果是使用LED的工程師熟悉的一系列標(biāo)準(zhǔn)和方法。然而，這項(xiàng)工作遠(yuǎn)未完成，其他幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到了發(fā)展的高級(jí)階段。本文總結(jié)了適用于現(xiàn)代商用LED和LED照明燈具的主要標(biāo)準(zhǔn)，并著眼于目前正在起草的標(biāo)準(zhǔn)和將進(jìn)一步提高LED的質(zhì)量，可靠性和安全性。

關(guān)鍵LED性能標(biāo)準(zhǔn)

使用LED的工程師將熟悉一些詳細(xì)測(cè)試和表征固態(tài)照明的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。這些關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)中的第一個(gè)是LM-79“固態(tài)照明設(shè)備電氣和光度測(cè)試認(rèn)可方法”，詳細(xì)說明了如何計(jì)算LED燈具效率（凈光輸出除以輸入功率（lm/W）） 。燈具功效是測(cè)量LED產(chǎn)品性能的最可靠方法，從整體上量化燈具性能，而不是依賴于將燈具額定值和燈具效率分開的傳統(tǒng)方法。

第二個(gè)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)是LM-80“用于測(cè)量LED光源管腔折射的批準(zhǔn)方法”。 LM-80是一種測(cè)試程序，旨在指示LED相對(duì)光輸出下降的速度，以便給出一些長(zhǎng)時(shí)間的指示，除非偶然發(fā)生災(zāi)難性故障，否則用戶可能期望產(chǎn)品類型保持適合使用。 》該標(biāo)準(zhǔn)的前提是LED失效是指光輸出下降到流明初始光通量的70％（縮寫為L(zhǎng)70）。測(cè)試LED到實(shí)際的故障點(diǎn)是不切實(shí)際的，因?yàn)楝F(xiàn)代設(shè)備可以持續(xù)超過50，000小時(shí)（近六年）。因此，LM-80測(cè)試的結(jié)果與技術(shù)備忘錄（TM）21一起使用.TM-21，“投射LED光源的長(zhǎng)期流明維持率”，規(guī)定了用于預(yù)測(cè)LED的流明維持率的推薦方法。基于LM-80收集數(shù)據(jù)的光源。

制造商已經(jīng)接受了LM-80和TM-21標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗鼈兞炕薒ED相對(duì)于其他光源的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)之一：壽命。此外，制造商需要按照商定的標(biāo)準(zhǔn)衡量其設(shè)備的使用壽命，以滿足監(jiān)管機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)。能源之星要求LED在家庭環(huán)境中持續(xù)25，000小時(shí)，在商業(yè)環(huán)境中持續(xù)35，000小時(shí)。

通過適當(dāng)?shù)臏囟裙芾?，現(xiàn)代LED可輕松實(shí)現(xiàn)這一等級(jí)。例如，首爾半導(dǎo)體公司的Acrich系列白光LED在結(jié)溫為80oC時(shí)的L70壽命超過40，000小時(shí)（圖1）。 Acrich LED通常產(chǎn)生72流明，效率為118流明/瓦（正向電壓為6.1 V，正向電流為100毫安）。

圖1：Acrich的L70壽命各種結(jié)溫下的LED。

就其本身而言，歐司朗聲稱其OSLON SSL LED（117流明，113流明/瓦，2.95伏，350毫安）的L70數(shù)值為50，000小時(shí)。 Cree還表示，其XLamp XB-D LED（118 lm，116 lm/W，2.9 V，350 mA）也具有50，000小時(shí)的L70壽命。

第三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)建立在LED可靠性和壽命特性的基礎(chǔ)上溫度的影響。由于過高的溫度是眾所周知的LED殺手，因此這些信息非常有價(jià)值。 LM-82，“用于表征作為溫度函數(shù)的電光學(xué)和光度學(xué)特性的LED光引擎和LED燈的認(rèn)可方法”，提供了一種測(cè)量不同溫度下光引擎產(chǎn)品的流明退化的方法。圖2顯示，對(duì)于高于130℃的結(jié)溫，LED壽命受到損害。 （該圖顯示了測(cè)試樣品的B50，L70壽命。［“B50”表示不超過50％的LED樣品預(yù)計(jì)其光輸出降至目標(biāo)流明維持水平以下］）。經(jīng)過測(cè)試的器件是Philips Lumileds LUXEON Rebel白光LED（235 lm，135 lm/W，2.9 V，700 mA）。

圖2：（B50，L70）對(duì)結(jié)點(diǎn)的壽命LUXEON Rebel LED的溫度。

另一個(gè)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗?guī)定了SSL組件（包括電源和控制電路）的最低安全要求，是UL 8750“用于照明產(chǎn)品的發(fā)光二極管（LED）設(shè)備的安全標(biāo)準(zhǔn)”。

其他有用的標(biāo)準(zhǔn)《 br》使用LED的設(shè)計(jì)工程師將熟悉關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，但也可能會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)其他幾個(gè)受到較少宣傳的人。盡管如此，這些由NEMA發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)同樣有用，涵蓋了SSL設(shè)計(jì)，制造，測(cè)試和安裝的各個(gè)方面。

本系列的主要文件是LSD 49“用于白熾燈替換的固態(tài)照明 - 最佳實(shí)踐用于“調(diào)光”，為螺旋式白熾燈替代SSL產(chǎn)品的調(diào)光應(yīng)用提供建議;姐妹標(biāo)準(zhǔn)SSL 6-2010“用于白熾燈替換 - 調(diào)光的固態(tài)照明”，提供調(diào)光建議，用于將SSL產(chǎn)品改裝到以前使用白熾燈螺絲燈的系統(tǒng)中，以及用于LED設(shè)備，陣列或系統(tǒng)的SSL 1“電子驅(qū)動(dòng)器” ，提供用于一般照明應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)器的規(guī)格和操作特性。

NEMA繼續(xù)發(fā)布LSD 45“用于燈具的固態(tài)照明子組件接口的建議”，提供有關(guān)SSL應(yīng)用互連設(shè)計(jì)和構(gòu)造的指導(dǎo)，以及SSL 3-2011“用于一般照明的高功率白光LED分檔”，該分類為生產(chǎn)和集成到照明產(chǎn)品中的分色顏色LED提供了一致的格式。最后，NEMA發(fā)布了SSL 4“RetrofitLamps：最低性能要求”，為整體LED燈提供了性能標(biāo)準(zhǔn)，包括顏色，光輸出，工作電壓和電氣特性。1

消除猜測(cè)

As LED市場(chǎng)已經(jīng)成熟，很明顯，SSL技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的工作遠(yuǎn)未結(jié)束，標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法越來越關(guān)注特定的產(chǎn)品類型和特性。例如，很快就認(rèn)識(shí)到盡管工程師可以使用LM-80和TM-21來確定LED的流明維持率，一旦結(jié)合到燈具中，LED的壽命會(huì)受到原始測(cè)試期間不存在的熱量，電源波動(dòng)和機(jī)械應(yīng)力等因素的影響。沒有標(biāo)準(zhǔn)化的方法來測(cè)試這些因素的影響有多嚴(yán)重，因此無法改進(jìn)其夾具設(shè)計(jì)以最大限度地延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。

測(cè)試程序LM-84“LED燈，發(fā)動(dòng)機(jī)和燈具流明和顏色維護(hù)測(cè)試“，解決了這一疏忽，并與IES委員會(huì)一起處于最終批準(zhǔn)階段。該文件描述了在標(biāo)準(zhǔn)操作條件下獲得均勻和可重復(fù)的流明和顏色維持測(cè)量所需的程序與其對(duì)應(yīng)的LM-80一樣，LM-84僅提供有關(guān)燈具顏色和亮度在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)保持良好狀態(tài)的數(shù)據(jù)。 IES正在朝著將照明燈具的LM-84測(cè)試數(shù)據(jù)與新的TM-28文檔相結(jié)合的方法發(fā)展，該文檔標(biāo)準(zhǔn)化了在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)（更長(zhǎng)時(shí)間）投影測(cè)量數(shù)據(jù)的方法（圖3）。

圖3：用于長(zhǎng)期測(cè)量LED燈具顏色和亮度維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫（由ROHM半導(dǎo)體公司提供）。

目前正在開發(fā)的其他標(biāo)準(zhǔn)包括LM-85“高功率LED測(cè)量的認(rèn)可方法”，該標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)需要散熱器進(jìn)行正常操作的高功率LED的測(cè)量，以及TM-26“投射LED封裝的額定壽命”。后一標(biāo)準(zhǔn)將提供比LM-80測(cè)試更多的信息，因?yàn)樗鼘⑼ㄟ^增加樣本量（在LM-80測(cè)試中通常很?。﹣斫鉀Q測(cè)試的弱點(diǎn)，并且包括測(cè)試結(jié)果中樣本的所有LED（包括那些災(zāi)難性失敗而不僅僅是褪色的那些。

已經(jīng)提出但尚未開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)包括：LM-XX4“有機(jī)LED（OLED）光源的電學(xué)和光度測(cè)量方法”， LM-XX5“LED可靠性測(cè)試”和LM-XX6“AC LED測(cè)量”.2

隨著時(shí)間的推移，隨著正在制定的標(biāo)準(zhǔn)和提出的標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，它們將消除對(duì)比較產(chǎn)品性能的猜測(cè)，使其成為可能。設(shè)計(jì)師和照明工程師更容易為特定應(yīng)用選擇最佳產(chǎn)品。