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图文解析北美能源之星LED照明测量标准及检测细节

时间:02-02 来源:3721RD 点击:

  为加速LED照明商品化,北美能源之星针对LED照明产品特性,订定迥异于传统照明的测试规范,包含环境温度测试、积分球量测、配光曲线等,透过LED照明产品测试方式定义的一致性,区分出LED照明装置的优良,有利于质量升级。

美国能源之星(Energy Star)已陆续发布针对固态照明产品的检测规范定义,文件当中包含检测项目、检测方法依据的规范、须检测的样品数量及合格判定的规格数值,另外对于可进行测试的授权实验室也有明确说明。在能源之星对固态照明产品测试所引用的规范当中,异于传统照明的部分,包含ANSI C78.377-2008、北美照明协会(IESNA)LM-79-08、IESNA LM-80-08三份规范(图1),本篇文章将仅就ANSI C78.377-2008及IESNA LM-79-08的检测细节进行说明,并针对检测所需的仪器设备原理介绍。

\ 图1 能源之星对固态照明之检测规范依据:ANSI C78.377-2008、IESNA LM-79-08、IESNA LM-80-08

  固态照明灯具色温等级较广

  此规范包含美国国家标准中针对固态照明产品的光色特性规格定义,适用于室内使用的灯具,不包括户外灯具。其中,重点有两部分,其一是定义相对色温(CCT)的分级,其次是针对同一相对色温标称等级其允许的色温变异范围作定义。

  规范中所述固态照明的光色规格要求,源自于荧光灯的光色分级规格,但有鉴于固态照明尚处于起步阶段,未如荧光灯发展已趋于成熟,因此在定义光色要求时,采取较大的变异范围。目前规范对固态照明灯具区分为八个色温等级,分别为2700K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、5700K及6500K(图2)。

\ 图2 八个相对色温指定值在CIE 1931之区域定义

  图2中六个椭圆区块为ANSI C78.376定义荧光灯的色温等级区块,其所采取的色温允许变异范围为七阶MacAdam椭圆范围。对于固态照明,将允许变异范围加大,图2中的八个菱形区块即为固态照明的八个色温等级色度坐标(x,y)范围。色温分级有助于固态照明供货商及使用者有共同的色温标准语言。另外,此规范也定义演色性(Color Rendering Index, CRI),作为评估固态照明光色特性的另一指标。对于量测光色特性的方式,则对应到LM-79规范。

  固态照明不适用传统量测 IESNA定义新方法

  IESNA LM79-08于2008年公布,为测试方法的标准规范,内容针对固态照明的发光效率(单位:每瓦流明数(lm/W))、光通量(单位:流明(lm))、光强度的空间分布、色度、色差、光色空间均匀性、相对色温及演色性等进行量测方式与对应设备要求定义。

  先前传统照明多是将灯具及光源分开量测,但固态照明可能出现灯具及光源合为一体的情况,因此原先针对传统照明定义的规范并不适用。IESNA特别制定此规范,希望藉由定义量测程序方法,将表现固态照明特性的参数,具有量测可重现性,并统一固态照明产品光电特性的量测手法,避免因量测方式不同造成争议。

  该规范适用于以发光二极管(LED)为主包含电子控制装置及散热机构,且使用交流或直流电源驱动的固态照明产品。此规范所涵盖的固态照明产品是一个结合灯具与灯源的照明产品,如整合式LED灯泡,不包含须额外使用电子控制装置或散热机构(如LED芯片、LED组件及LED模块)的固态照明产品,也不涵盖供LED光源使用但不包含LED光源贩卖形式的灯具。另外,此规范也不适用于确定个体间产品性能的差异。

  测试环境温度须控制

  此份规范定义量测时的环境温度为25±1℃,且量测时,温度量测点须距离灯具1公尺内,高度须与灯具同高并避免光源的辐射热影响。量测时固定灯具的治具,也须避免热传导及阻碍空气的自然流动。此外,此规范量测的光电性能,不须将灯源或灯具进行1,000小时的点灯后才进行测试。

  为确保待测灯具在测试过程中是稳定的,测试前灯具须进行热灯动作,使温度达到平衡,热灯时间则依灯具而定,如整合式LED灯泡约需30分钟就能达到平衡,大型灯具可能需1小时或更久的时间。

  是否达到稳定的标准,可用光源输出如固定点的光强度或消耗功率的表现来判定。若热灯30分钟,在15分钟内至少取三个量测值,将最大值减最小值的差除以平均值,结果须小于0.5%,如此可判别灯具是否已热机完成,实际热灯时间须于检测报告中注明。量测过程中灯具的摆放方式须为灯具在正常使用下的姿态。

  此份规范定义两种光通量的量测系统方法,一是使用积分球系统,另一种则为使用配光曲线仪系统。使用哪种系统须依据所要量测的量(颜色、光强度分布)及待测样品尺寸等来决定。

  积分球量测系统不需暗房条件

此方法适用于量测小尺寸固态照明灯具的

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