测试LED光电特性的内容及方法介绍
LED产品光电性能的测试标准
LED产品光电性能的测试标准
光电性能对于LED 产品尤为重要,那么大家是否了解LED 产品有哪些光电性能呢?下面我们一起来学习一下LED 产品光电性能有哪些测试标准。
1.电特性
LED 的电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流以及反向电压,该项测试一般是利用电压电流表进行测试,在恒流恒压源供电情况下。通过LED 电特性的测试可获得最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流这些参数,此外,还可以获得LED 的最佳工作电功率值。
2.光特性
主要包括光通量和光效、光强和光强分布特性以及光谱参数。
光通量和光效:通常有两种方法,为积分球法和变角光度计法。虽然后者的测试结果最为精确,但因耗时较长,一般采用前者。在用积分球法进行测试时,可以将被测LED 放置在球心,也可以放置在球壁。测得光通量之后,配合电参数测试仪就可以测得LED 的发光效率,也就是光效。
光强和光强分布特性:LED 由于光强分布是不一致的,所以它的测试结果随测试距离和探测器孔径的大小变化而变化,可以让各个LED 在同一条件下进行光强测试与评价,这样结果比较准确。
光谱参数:主要包括峰值发射波长、光谱辐射带宽和光谱功率分布等。LED 的光谱特性都可由光谱功率分布表示,通过光谱功率分布,还可以得到色度参数。一般光谱功率分布的测试需要通过分光进行,将混合光中的单色光逐一区分出来进行测定,可采用棱镜和光栅实现分光。
3.开关特性
是指LED 通电和断电瞬间的光、电、色变化特性,通过这项测试可以
LED光电特性的测试方案
LED光电特性的测试方案
引言
LED(Light Emitting Diode)是一种半导体发光器件,具有能够将
电能直接转化为光能的特性,因此被广泛应用于照明、显示、通信等领域。为了确保LED的品质和稳定性,需要对其光电特性进行测试。本文将提出
一种精确的LED光电特性测试方案。
一、测试设备准备
1.光谱辐射计:用于测量LED的光谱辐射强度,可以得到不同波长的
光强。
2.积分球:用于收集和均匀分布LED发出的光线,保证测试时的稳定
性和准确性。
3.恒流电源:用于提供恒定的电流,确保测试过程中LED的工作在恒
定状态下。
4.温湿度计:用于监测测试环境的温度和湿度,确保测试环境的稳定性。
5.计算机:用于存储测试结果、分析数据和生成报告。
二、测试环境准备
1.温度:测试环境的温度应保持在25±1℃,避免温度变化对测试结
果产生影响。
2.湿度:测试环境的相对湿度应在40%~70%之间,过高的湿度可能导
致氧化,影响LED的性能。
三、测试步骤
1.连接测试设备:将积分球和光谱辐射计与计算机相连接,并通过恒
流电源将LED与积分球连接,保证测试准确可靠。
2.测试前准备:打开测试设备,等待其进入工作状态。校准光谱辐射计,确保其能够准确测量光谱强度。
3.设置测试参数:根据测试需求,设置光谱辐射计的测试参数,如设
置波长范围,采样间隔等。
4.测试光谱辐射强度:将LED置于积分球内,启动测试程序,测得不
同波长下的光强,并记录下来。
5.测试光电转换效率:利用测试得到的光谱辐射强度,结合LED的电
流输入,计算出LED的光电转换效率。
LED测试方法范文
LED测试方法范文
LED(Light-Emitting Diode)是一种利用固体半导体材料发光的电
子器件。由于其低功耗、长寿命、高亮度等特点,被广泛应用于各种照明、显示和指示领域。在生产和应用过程中,对LED进行测试是十分重要的。
本文将介绍LED的测试方法。
一、光电特性测试
1.亮度测试:亮度是衡量LED发光强度的重要指标。亮度测试可以通
过光度计、光谱仪或光强计进行。测试时,将LED放置在一定距离的距离上,直接测量光强。对于一些专门用于照明的LED产品,还可以使用照度
计测试照度。
2.色温和色坐标测试:色温和色坐标是描述光的色彩性质的参数。色
温通常使用开尔文(K)作为单位,可以通过色温计进行测试,常见的测
试方法包括色差仪和光谱仪测量。色坐标可以通过色差仪或者光谱仪测量,通常使用CIE1931XYZ或CIE1976L*a*b*色彩空间表示。
3.色温漂移测试:色温漂移是指LED在使用中,由于温度的影响导致
的色温偏移现象。测试方法包括在不同温度下对LED进行测试,然后比较
不同温度下的色温值。
二、电学特性测试
1.正向电压测试:正向电压是指LED在正向工作时的电压值。通过使
用万用表或电压表,将测试电极与LED的正负极连接,测量正向电压值。
2.电流测试:电流是指LED在正向工作时通过的电流。电流测试可以
通过万用表、电流表或电流传感器进行,将测试电极与LED的正负极连接,测量通过的电流。
3.反向电压测试:反向电压是指LED在反向工作时的电压值。通过使
用万用表或电压表,将测试电极与LED的正负极连接,测量反向电压值。
ies lm-79-19标准
ies lm-79-19标准
IES LM-79-19标准是国际照明工程师协会(Illuminating Engineering Society,简称IES)发布的测试方法和报告要求的指导标准,旨在评估LED照明产品的性能和能效。本文将介绍IES LM-79-19标准的主要内
容和应用,并探讨其对照明产品行业的重要性。
一. 概述
IES LM-79-19标准是一项关于LED照明产品性能测试的国际标准。该标准规定了测试项目、测试装置的配置和要求,以及测试结果的报
告方式等方面的内容。它通过准确的测试方法和严格的评估标准,帮
助用户了解LED照明产品的光电特性、颜色性能、电气特性和能源效
率等重要参数。
二. 测试项目
1. 光电特性测试:该测试项目主要包括光通量、光效、光分布和色
温等指标的测量。光通量是指照明产品所辐射或发射的总光功率,是
衡量光源亮度的重要参数;光效是指单位功率所产生的可见光强度,
是LED照明产品能效的关键指标;光分布是指照明产品所辐射光的方
向性和均匀性,对于照明效果和应用场景选择具有重要影响;色温是
指照明产品所辐射光的颜色特性,常用来描述照明光源的冷暖色性能。
2. 颜色性能测试:该测试项目主要包括色坐标、色容差和显色指数
等指标的测量。色坐标用于描述照明产品光的颜色,通常使用CIE 1931标准色度图来表示;色容差是指测试样品与标准光源之间的颜色
差异,其值越小表示颜色越接近理想;显色指数是用来评价光源对物体颜色还原的能力,对于需要高保真度的照明应用尤为重要。
3. 电气特性测试:该测试项目主要包括电压、电流和功率等参数的测量。电压是指照明产品工作时所需的电压值;电流是指照明产品工作时所需的电流值;功率是指照明产品在单位时间内消耗的能量。
led灯检测标准方法
led灯检测标准方法
LED灯检测标准方法。
LED灯是一种新型的照明产品,具有节能、环保、寿命长等优点,因此在市场上受到了广泛的关注和应用。然而,由于LED灯的特殊性,其检测方法也需要与
传统照明产品有所不同。本文将介绍LED灯检测的标准方法,希望能够为LED灯
的生产和质量控制提供一定的参考。
首先,LED灯的光通量是其最重要的性能之一,因此在检测时需要使用光通量测量仪器。在进行测量之前,需要先对测量仪器进行校准,确保其准确度和稳定性。在测量过程中,要保持环境的稳定,避免外界光线的干扰,以确保测量结果的准确性。另外,还需要注意测量距离和角度的选择,以保证测量结果的可比性。
其次,LED灯的色温和色彩均匀性也是需要进行检测的重要参数。色温可以通过色温计进行测量,而色彩均匀性则需要使用光谱分析仪进行检测。在进行色温和色彩均匀性检测时,需要选择合适的测量点和方法,以确保测量结果的准确性和可靠性。
此外,LED灯的光电参数(如光效、光电衰减等)也需要进行检测。光效可以通过光通量和功率的比值来计算,而光电衰减则需要通过长时间的光通量测量来进行评估。在进行光电参数检测时,需要注意测量时间和环境的稳定性,以确保测量结果的准确性和可靠性。
最后,LED灯的电气参数(如电压、电流、功率因素等)也是需要进行检测的重要指标。在进行电气参数检测时,需要选择合适的电气参数测量仪器,并确保其准确度和稳定性。另外,还需要注意测量电路的连接和环境的稳定性,以确保测量结果的准确性和可靠性。
总之,LED灯的检测标准方法涉及到光通量、色温、色彩均匀性、光电参数和电气参数等多个方面,需要使用合适的仪器和方法进行检测,以确保LED灯的质
LED照明系统中的光电性能测试
LED照明系统中的光电性能测试
随着科技的不断进步和人们生活的不断提高,LED照明技术逐渐成为了新时代照明的主力军,其能耗低,寿命长,光质优等优点成为了LED照明技术的独特优势,其在工业、交通等领域的广泛应用也彰显了其巨大的市场潜力。然而,在
LED照明系统的开发和应用过程中,可能会存在各种光电性能问题,如亮度不足、色温不符等,需要通过光电性能测试来进行评估和优化。
LED照明系统中的光电性能指的是LED灯具的亮度、色温、光衰、光分布等
多个方面的表现,这也是LED产品中较为重要的特性之一。因此,LED制造商和
照明系统开发人员需要对LED照明系统进行全面测试,以确保其符合要求,且能
满足消费者的要求。
光电性能测试是LED照明系统开发和产品设计的必须环节,在光电性能测试中,我们需要测试 LED灯具的亮度(流明)、色温(K)、显色指数(CRI)、光
衰(Lumen Maintenance)等参数。测试的目的主要是为了验证LED灯款的可靠性,以及对其进行产品质量控制。通过测试数据的收集和分析,制造商可以在开发和制造工艺中引入相应的改进,从而提高产品的品质和竞争力。
下面从亮度、色温、显色指数、光衰四个方面来介绍LED照明系统中的光电
性能测试。
1. 亮度测试
亮度测试是LED照明系统中的重要测试之一,用于衡量LED灯具的亮度,衡
量单位为流明(lm)。在亮度测试中,我们可以测量灯具发出的总照明度,也可
以对灯具的光分布进行测量。亮度测试时,需要使用光度计或分光度计等仪器对LED灯具进行测量,并按照国际标准进行分类和评价。
光电二极管特性测试
实验20 半导体光电二极管伏安特性的测定
半导体光电二极管在光测技术、光纤通信、自动检测和自动控制等技术领域中应用十分广泛。了解光电二极管结构、工作原理、伏安特性及其测量技术,是学习和掌握近代科学技术必不可少的基础知识。熟悉光电二极管的基本性能和掌握它在光电转换技术中的正确使用方法可为今后在科研设计中使用半导体光电二极管打下一定基础. 【实验目的】
了解光电二极管结构及工作原理 熟悉光电二极管的基本性能 学习光电二极管伏安特性的测量技术 了解光电二极管在光电转换技术中的正确使用方法 【实验仪器】:
MOE--A 型光电二极管伏安特性测试仪 电阻箱 电阻 导线等 【实验原理】:
1. 半导体光电二极管的结构及工作原理
半导体光电二极管除与普通的半导体二极管一样,具有一个 p-n 结外,表现还在其管壳上有一个能让光照射入其光敏区的窗口。与普通二极管不同,它经常
图1 光电二极管的结构及工作方式
工作在反向偏置电压状态(如图1a 所示)或无偏压状态(如图1b 所示)。在反偏电压状态下,p-n 结的空间电荷区的势垒增高、宽度加大、结电阻增加、结电容减小,所有这些均有利于提高光电二极管的高频响应性能。无光照射时,反向偏置的p-n 结只有很小的反向漏电流,称为暗电流。当有光子能量大于p-n 结半导体材料的带隙宽度Eg 的光波照射到光电二极管的管芯时,p-n 结各区域中的价电子吸收光能后将挣脱价键的束缚而成为自由电子,与此同时也产生一个自由空穴,这些由光照产生的自由电子空穴对统称为光生载流子。在远离空间电荷区(亦称耗尽区)的p 区和n 区内,电场强度很弱,光生载流子只有扩散运动,它们在向空间电荷区扩散的途中因复合而被消失掉,故不能形成光电流。形成光电流的主要靠空间电荷区的光生载流子,因为在空间电荷区内电场很强,在此强电场作用下,光生自由电子空穴对将以很高的速度分别向n 区和p 区运动,并很快越过这些区域到达电极沿外电路闭合形成光电流,光电流的方向是从二极管的负极流向它的正极,并且在无偏压短路的情况下与入射的光功率成正比,因此在光电二极管的p-n 结中,增加空间电荷区的宽度对提高光电转换效率有着密切关系。为此目的,若在p-n 结p 区和n 区之间再加一层杂志浓度很低以致可近似为本征半导体(用i 表示)的i 层,就形成了具有p-I-n 三层结构的半导体光电二极管,简称PIN 管,PIN 光电二极管的p-n 结除具有较宽的空间电荷区外,还具有很大的结电阻和很小的结电容,这些特点使得PIN 管在光电转换效率和高频响应特性等方面与普通光电二极管相比均得到了很大改善。
LED的光电参数解析及测试方法
图.7 四个光参数的形像对比
亮度和照度的区分 1、亮度:指的是人在看光源时,眼睛感觉到的光亮度.亮 度高低决定于光源的色温高低和光源的光通量,光源的 光通量多少是决定性因素.光源的光通量多,亮度就高. 2、照度:指的是光源照射到周围空间或地面上,单位被照 射面积上的光通量.单位被照射面积上的光通量多,照度 就高.
图.5 LED光强测试
表1:CIE-127规定了两种测试条件
五、半衰角的定义
光束角的定义为从LED正中央到侧面时,中心光 强衰减一半时的立体角度值。具体光束角主要是反映 经灯具反光罩反射后发出光斑的最大范围,一般是同 一平面上配光垂直中心光强的最大光强1/2处与二方 向之间的夹角。
图.6半衰角图像
练习
一个普通40瓦的白炽灯泡,其发光效率大约 是每瓦10流明,假如灯泡在空间上发光是均匀的, 求此光源的光通量和距离该灯泡1米处的照度?
LED光电参数的解析 光电参数的解析 及测试方法
制作:赵长亮
2009年12月1日
讲解内容
一、光的本质及光色组成 二、立体角的定义 三、光通量的定义及测试 四、光强的定义及测试方法 五、半衰角的定义 六、照度的定义 七、亮度的定义 八、小结
一、光的本质
光是指由光源发出的辐射能的一部分,即能产 生视觉的辐射能,所以又称为“可见光”。从物理 学的观点,光是一种电磁辐射能,即电磁波。将各 种电磁波按波长依次展布起来,就成为电磁波谱。
led光谱测试描述
led光谱测试描述
LED光谱测试是一种用于评估LED光源光谱性能的分析方法。在LED光谱测试中,使用光谱仪测量LED产生的光的波长和
光强度。光谱仪将光分解为不同波长的成分,并通过光敏元件记录其光强度。
LED光谱测试通常包括以下步骤:
1. 准备工作:调整光谱仪的设置和校准,确保测试结果准确可靠。
2. 测量样品:将待测LED光源放置在光谱仪的测量区域,并
进行稳定的电流驱动,以产生稳定而准确的光谱。
3. 数据收集:运行光谱测量软件,记录各个波长的光强度数据。这些数据通常以光谱图形的形式显示。
4. 分析结果:根据测得的数据和光谱图形,分析LED的光谱
特性,包括波长峰值、波长分布、色温、显色指数等。
5. 结果评估:与LED光谱性能要求或标准进行比较,评估
LED的光谱性能是否符合预期要求。
LED光谱测试的目的是了解和评估LED光源的光谱特性,以
确定其在不同应用场景中的适用性和性能优化的方向。光谱测试结果可以帮助优化LED的光谱配方、改进照明效果、提高
色彩还原等。
LED测试方法及测试内容
LED 测试方法及要求
半导体发光二极管(led)是新型的发光体,电光效率高、体积小、寿命长、电压低、节能和环保,是下一代理想的照明器件。LED光电测试是检验LED光电性能的重要而且唯一的手段,相应的测试结果是评价和反映当前我国LED产业发展水平的依据。制定LED光电测试方法的标准是统一衡量LED产品光电性能的重要途径,是使测试结果真实反映我国LED产业发展水平的前提。本文结合最新的LED测试方法的国家标准,介绍了LED的光电性能测试的几个主要方面。
一、引言
半导体发光二极管(LED)已经被广泛应用于指示灯、信号灯、仪表显示、背光源、车载光源等场合,尤其是白光LED技术的发展,LED在照明领域的应用也越来越广泛。但是过去对于LED的测试没有较全面的国家标准和行业标准,在生产实践中只能以相对参数为依据,不同的厂家、用户、研究机构对此争议很大,导致国内LED产业的发展受到严重影响。因此,半导体发光二极管测试方法国家标准应运而生。
二、LED测试方法
基于LED各个应用领域的实际需求,LED的测试需要包含多方面的内容,包括:电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等。
1、电特性
LED是一个由半导体无机材料构成的单极性PN结二极管,它是半导体PN结二极管中的一种,其电压-电流之间的关系称为伏安特性。由图1可知,LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电压,LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。通过LED电特性的测试可以获得LED的最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流,此外也可以测定LED的最佳工作电功率。
LED光电特性的测试内容与方法介绍
LED光电特性的测试内容与方法介绍
LED(Light Emitting Diode)是一种能够将电能转化为光能的半导
体器件。在LED的光电特性测试中,常见的测量内容包括电流-电压(IV)特性、光功率-电流(LIV)特性、波长-电流(λ-IV)特性和光谱特性等。下面将逐一介绍LED光电特性的测试内容与方法。
1.电流-电压(IV)特性测试
电流-电压特性测试是LED基本的光电特性测试,用于测量LED器件
的电流-电压关系。测试方法通常是通过应用不同电压并测量对应的电流
来得到IV曲线。测试过程中需要使用电源和电流表来提供电流,使用电
压表来测量电压。测试时需按照设定的电流范围逐步增加电流,同时记录
电压。通常会进行多个测试点,以获取IV曲线。
2.光功率-电流(LIV)特性测试
光功率-电流特性测试是测量LED器件的功率与电流关系的一个重要
测试。测试方法是通过改变LED器件的电流并测量对应的输出光功率。测
试过程中需要使用光功率计来测量光功率,同时使用电流表来测量电流。
测试时通常会在设定的电流范围内逐步增加电流,并记录对应的光功率。
3.波长-电流(λ-IV)特性测试
波长-电流特性测试是用于测量LED器件的波长与电流关系的测试方法。测试过程中需要使用光谱仪来测量LED的发光波长,同时使用电流表
来测量电流。测试方法是在设定的电流范围内逐步增加电流,并记录对应
的波长数据。
4.光谱特性测试
光谱特性测试是为了测量LED器件的发光光谱,包括波长分布、光强
分布等内容。测试过程中需要使用光谱仪来测量LED的光谱数据。测试方
LED原理性能参数及测试方法
课程设计说明书第II页
目录
1.LED发光原理分析 (1)
1.1LED性能参数介绍 (1)
1.2LED的极限参数 (2)
2.LED的性能参数即测试方法 (3)
2.1电特性测试方法 (3)
2.2光特性测试 (4)
2.3光谱参数 (6)
2.4LED开关特性测试 (7)
2.5颜色特性 (7)
2.6热学特性 (7)
2.7可靠性 (8)
1.LED发光原理分析
LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附着在一个支架上,是负极,另一端连接电源的正极,整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色,是由形成P-N 结材料决定的。
1.1LED性能参数介绍
(1)光通量(lm)
由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度,我们不能直接用光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量,必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单位----光通量来衡量。光通量用符号Φ表示,单位为流明(lm)。
(2).发光强度(cd)
光通量是说明某一光源向四周空间发射出的总光能量。不同光源发出的光通量在空间的分布是不同的。发光强度的单位为坎德拉,符号为cd,它表示光源在某单位球面度立体角(该物体表面对点光源形成的角)内发射出的光通量。1 cd = 1 lm/1 sr (sr:立体角的球面度单位)。
LED检测方法
LED检测测试方法 LED测试
一、低温低压及其冲击测试:
针对对象:LED灯具(含LED Driver的成品灯具)参照标准:行业经验测试方法:
1,将5款LED灯具放置在一个-15℃的环境下;
2,通过调压器将LED灯具的输入电压调为最小额定输入电压的0.8倍;
3,接通电源,点灯24H,并观察灯具是否有损坏、材料受热变形等异常现象;
4,点灯测试后,通过继电器控制灯具在此环境下进行冲击测试,测试设置为:点灯30s、熄灯30s,循环100次。
测试要求:
A,灯具在经过低温低压测试后,不能发生表面脱漆、变色、开裂、材料变形等异常现象;
B,灯具在经过冲击测试后,不能发生漏电、点灯不亮等电气异常现象。
二、常温常压冲击测试:
针对对象:
LED灯具(含LED Driver的成品灯具
参照标准:
行业经验
测试方法:
1,将5款LED灯具放置在一个室温为25℃的环境下;
2,按LED灯具的额定输入电压接通电源点灯;
3,通过继电器控制灯具在常温常压下进行冲击测试,测试设置为:点灯30s、熄灯30s,循环10000次。
测试要求:
A,灯具在经过常温常压冲击测试后,不能发生漏电、点灯不亮等电气异常现象。
三、高温高压及其冲击测试:
针对对象:
LED灯具(含LED Driver的成品灯具)
参照标准:
行业经验
测试方法:
1,将5款LED灯具放置在一个室温为60℃的房间;
2,通过调压器将LED灯具的输入电压调为最大额定输入电压的1.2倍;
3,接通电源,点灯24H,并观察灯具是否有损坏、材料受热变形等异常现象;
4,点灯测试后,通过继电器控制灯具在此环境下进行冲击测试,
LED器件常用光电参数及检测原理技术上
3.相对光谱能量(功率)分布:P(λ) (Relative Spectral Distributions):在光辐射波长范围内,各个波长的辐 射能量分布情况。
4.峰值发射波长λp(Peak-emission Wavelength):光谱辐 射功率最大的值所对应的波长。
点光源在某一方向上所张的立体角元
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LED发光强度
在LED测量的许多实际应用场合中,往往是测量距 离不够长,光源的尺寸相对太大或者是LED与探测器 表面构成的立体角太大,在这种近场条件下,不能保 证距离平方反比定律。
为了解决这个问题,CIE推荐使用“平均发光强度 ”概念:照射在离LED一定距离处的光探测器上的光 通量ΦV与由探测器构成的立体角的比值。
21
平均发光强度的概念,与光通量的测量和测量机 构的设计有关。
2021/3/5
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LED发光强度
CIE关于近场条件下的LED测量,有两个推荐的标准条件: CIE标准条件A和CIE标准条件B。这两个条件都要求,所用的探 测器有一个面积为1cm2(相应直径为11.3mm)的圆入射孔径
2021/3/5
14
LED发光强度
第三讲
LED器件常用光电参数 及检测原理、技术 (上)
LED特性及光度测量实验
图 9 三种 LED 的 -I 曲线
从图 9 可以清晰看出,白光 LED 的光效率最大,绿光 LED 第二,蓝光 LED 光效最低。图
中分别对 3 种 LED 的 -I 数据进行拟合,发现三种 LED 均存在相关系数很高的指数衰减拟
合,三种 LED 对应的拟合曲线方程如下:
绿光 LED :
的匹配程度,使之比较符合人眼的观测效果。
d) 发光强度:发光二极管的发光强度取决于 p-n 结中辐射型复合机率与非辐射 型复合机率之比,通常是指法线方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为 (1/683)W/sr(即一单位立体角度内光通量为 1 lm)时,则称其发光强度为 1 坎德拉 (candela),符号为 cd。
1
归结出人眼标准光度观测者光谱光效率函数 V ( ),它在 555nm 上有最大值,此时 1W 辐射通量等于 683lm,如图 3 示,其中 V’( )为暗视觉条件(亮度为 m2 以下)下的光谱 光视效率。
图 3 明视觉和暗视觉条件下的光谱光效率函数
c) 通常,光通量的测量以明视觉
条件作为测量条件,在测量时为了得到
e) 色温:不同的光源,由于发光物质成份不同,其光谱功率分布有很大差异,一
种确定的光谱功率分布显示为一种相应的光色。人们用黑体加热到不同温度所发出的不
同光色来表达一个光源的颜色,称作光源的颜色温度,简称色温。用光源最接近黑体轨
LED测试方法及测试内容
LED 测试方法及要求
半导体发光二极管(led)是新型的发光体,电光效率高、体积小、寿命长、电压低、节能和环保,是下一代理想的照明器件。LED光电测试是检验LED光电性能的重要而且唯一的手段,相应的测试结果是评价和反映当前我国LED产业发展水平的依据。制定LED光电测试方法的标准是统一衡量LED产品光电性能的重要途径,是使测试结果真实反映我国LED产业发展水平的前提。本文结合最新的LED测试方法的国家标准,介绍了LED的光电性能测试的几个主要方面。
一、引言
半导体发光二极管(LED)已经被广泛应用于指示灯、信号灯、仪表显示、背光源、车载光源等场合,尤其是白光LED技术的发展,LED在照明领域的应用也越来越广泛。但是过去对于LED的测试没有较全面的国家标准和行业标准,在生产实践中只能以相对参数为依据,不同的厂家、用户、研究机构对此争议很大,导致国内LED产业的发展受到严重影响。因此,半导体发光二极管测试方法国家标准应运而生。
二、LED测试方法
基于LED各个应用领域的实际需求,LED的测试需要包含多方面的内容,包括:电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等。
1、电特性
LED是一个由半导体无机材料构成的单极性PN结二极管,它是半导体PN结二极管中的一种,其电压-电流之间的关系称为伏安特性。由图1可知,LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电压,LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。通过LED电特性的测试可以获得LED的最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流,此外也可以测定LED的最佳工作电功率。
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LED灯具检测方法关键缺陷及改善策略
传统的 led 及其模块光、色、电参数检测方法有电脉冲驱动,CCD 快速光谱测量法,也有在一定的条件下,热平衡后的测量法,但这些方法的测量条件和结果与LED 进入照明器具内的实际工作情况都相差甚远。文章介绍了通过Vf—TJ 曲线的标出并控制LED 在控定的结温下测量其光、色、电参数不仅对采用LED的照明器具的如何保证LED 工作结温提供了目标限位,同时也使LED 及其模块的光、色、电参数的测量参数更接近于实际的应用条件。文章还介绍了采用LED的照明器具如测量LED 的结温并确定LED 参考点的限值温度与结温的函数关系。这对快速评估采用LED 的照明器具的工作状态和使用寿命提供了一个有效的途径。
一、序言
对于一个新兴的产品,其产品自身的发展总是先于产品标准和检测方法。虽然产品的标准和检测方法不可能先于产品的研发,但是,产品的标准和检测方法应尽可能地紧跟产品设计开发的进度,因为产品的标准和检测方法的制定过程本身就是对产品研发过程的回顾研讨和小结,只要条件基本成熟,产品标准和检测方法的制订越及时,就越能减少产品研发过程的盲目性。LED 照明产业发展到现在,我们对LED 照明产品标准和检测方法的回顾、小结的时候已经基本到来。
二、 LED 模块的光电参数和检测方法的现状和改进方法
1、传统的LED 模块的检测方法
目前传统的 LED 模块的检测方法主要有两种,第一种是采用脉冲测量的方法,它是把照明LED 模块固定在测量装置上(例如积分球的测量位置等),采用脉冲恒流电源与瞬时测量光谱仪的同步联动,即对LED 发出数十毫秒~数佰毫秒恒流的脉冲电流的同时,同步打开瞬时测量光谱仪器的快门,对LED 发出的光参数(光通量、光色参数等)进行快速检测,同时,也同步采集LED 的正向压降和功率等参数。由于这种方式在检测过程中,LED 的结温几乎等同于室温,所以,测量结果的光效高,光色和电参数与实际使用情况有明显差异,这一般都是LED 芯片(器件)生产商采用的快速检测方法,而与LED 实际应用在最终照明器具中的状态不具有可参比性。
第二种检测方法是把LED模块安装在检测装置上后,可能带上一固定的散热器(也可能具有基座控温功能),给LED施加其声称的工作电流,受传统的照明光源检测方法的影响,也是等到LED达到热平衡后再开始测量它的光电参数。这种方法看似比较严密,但实际上,它的热平衡条件和工作条件与此类LED装入最终的照明器具中的状态仍没有好的关联性,因此所测的光电参数与今后实际的应用状态的参数仍不具有可参比性。已经颁布的GB/T24824—2009/CIE 127-2007NEQ《普通照明用LED模块的基本性能的测量方法》标准中,在这方面是这样规定的:“试验或测量时LED模块应工作在热平衡状态下,在监视环境温度的同时,最好能监视LED模块自身的工作温度,以保证试验的可复现性。如可能监测LED模块结电压,则应首选监测结电压。否则,应监测LED模块指定温度测量点的温度”。可见在监测结电压的条件下来测量LED 模块的光电参数是保证检测重现性的首选方案,但是,标准中没有指明在模拟实际使用结温条件下检测LED 模块的光、色、电参数。
2、LED 模块测量方法的改进
众所周知,LED 的光、电参数特性与它的工作时的结温密切相关,同一个LED 产品,结温的不会造成这些参数的明显不同,这也造成了同一个LED 光、色、电参数测量结果的明显不一致性,所以测量LED 的光电参数首先应考虑在设定的工作结温的条件下来进行。另外,LED 因为封装的工艺、材料等差异,其声称的最高工作结温是明显不同的,为了保证LED 照明产品具有高效、长寿的特点,LED 实际的工作结温应明显低于最高工作结温。例如,目前我们大量采用的LED 封装方法和技术,在LED 的发光面前,都具有高分子硅胶加荧光粉的覆盖层。实践证明,要使此类LED 照明器具,到70%的光通维持率的时间要≥6 万小时,其工作结温必须保持在70℃~75℃以下。从提高光效和使用寿命的角度来讲,LED 的工作结温能保持在60℃以下更好,但从照明器具的造型、体积、性价比来讲,则应该控制在能达到预期的光效和使用寿命的基础上把LED的最高工作结温控制在70℃~75℃最为合适。为了使LED 及其模块的光、色、电参数的检测也尽可能接近于实际应用的结温状态,就必须解决如何测量LED的结温并能在这一结温下进行光、色、电参数的检测问题。
(1)目前LED 的结温测量方法
1)通过测量管脚温度和芯片耗散功率和热阻系数求得结温。但是因为耗散功率和热阻系数的不准确,所以测量精度比较低。
2)红外热成像法,利用红外非接触温度仪直接测量LED 芯片的温度,但要求被测器件处于未封装的状态,另外对LED 封装材料折射率有特殊要求,否则无法准确测量,测量精度比较低。
3)利用发光光谱峰位移测定结温,也是一种非接触的测量方法,直接从发光光谱确定禁带宽度移动技术来测量结温,这一方法对光谱测试仪器分辨精度要求较高,发光峰位的精度测定难度较大,而光谱峰位移1 纳米的误差变化就对应着测量结温约30 度的变化,所以测量精度和重复性都比较低。
4)向列型液晶热成像技术,对仪器分辨率要求高,只能测量未封装的单个裸芯片,不能测量封装后的LED。
5)利用二极管 PN 结电压与结温的Vf-TJ 关系曲线,来测量LED 的结温。
从上述介绍的各种 LED 结温的测量方法可看出,采用监视二极管PN 结电压的变化来推算结温的方法最具有可行性并且测量精度也最高,所以在很多集成IC 电路中,为了检测IC 芯片的工作结温,往往会刻出或值入1 个或几个二极管,通过测量其正向电压降的变化来达到测量芯片结温的目的。
(2)目前国际上较先进的Vf—TJ 测量方法
目前国际上先进的 Vf—TJ 测量方法是把被测的LED 连上引出线放入在硅油缸内,随后加热硅油缸使硅油的温度达到140℃左右,随后让缸内硅油自然冷却,只要冷却时硅油温度下降的速度足够慢,就可以认为LED 的结温与LED 的热沉的温度是基本一致的,在此过程中,根据所测的硅油温度,每下降2℃~10℃时瞬时给LED 输入规定的电流脉冲,并测量其在这一温度下的正向电压降,把这一测量点的温度和正向电压降导入到电脑软件的数据库,从140℃左右开始,随温度的下降,每下降一个设定的等分温度测量一次热沉温度和正向电压降,一直测量到25℃左右,当完成这一组测量数据并导入到电脑软件的数据库后,由软件产生一个Vf—TJ 曲线。这一方法属于在温度下降时测量方法,对于测量来说是可行的,但是因为试验室的环境温度是衡定的(一般为25℃),而硅油缸的油温是从高到低下降的,这就造成当硅油缸的油温较高时,因为与试验室环境温度的温差大而使冷却速度较快,为了保证测量的准确性采用了适当的措施使硅油缸在温度较高时温度下降不致于太快,但当硅油缸温度较低时,因为与室温的温差太小而使冷却的速