Microsoft Word - IES TM 中文

Size: px

Start display at page:

Download "Microsoft Word - IES TM 中文"

婚袍孟
5 years ago
Views:

1 IES TM 光源长期流明维持率的预测翻译 : 深圳市迈昂科技有限公司联系人 : 陈云明电话 : 手机 : 网站 : 邮箱 :chenyunming@manyoung.com 博客 : 委员会的出版报告已获 IES 批准修订建议请直接反馈给 IES 由 IES 测试程序委员会内的固态照明委员会起草

2 IES TM 目录简介适用范围引用规范定义 LED 光源被测物额定流明维持寿命 Lp(IES LM-80-08) 测试数据及样品规模使用数据推荐样品规模光通量数据采集流明维持寿命推算方法流程规范化平均曲线拟合的数据曲线拟合结果的调整流明维持寿命预测的符号温度数据插值选择测试壳温把所有温度值转换为单位 K... 9

3 IES TM 用 Arrhenius 方程计算插值流明维持寿命方程的适用性推断限制报告格式... 11

4 简介 LED 光源的好处之一就是使用寿命长其和其他照明技术不同, 在使用过程中通常不会突然失效然而, 随着时间的推移, 光输出也会逐渐衰减在某一时间点, LED 发出的光衰减至某一水平而不再被认为达到了足够的应用要求对于照明设计而言, 理解 LED 光源何时达到使用寿命非常重要 IES LM 是用于测量 LED 光源流明维持率的方法针对于 LED 阵列和模组, 其定义了安装条件和流明维持率的测试流程 LM 是 IES 推荐的方法, 并被广泛用于描述 LED 光衰特性 LED 器件生产厂家提供的 LM 日常测试报告采用的数据都来自于持续测试 6000 小时或更多时间内的测试数据然而, 对于被测产品, LM 并没有很好的定义对于收集到的数据, 如何被实际用于确定 LED 的有效寿命额定流明维持寿命是指 LED 光源的光输出相对于初始光输出达到某一给定百分比所经过的运行时间这个值被定义为 Lp,p 即百分比值比如 L70 的含义是 LED 光输出下降至初始光输出的 70% 所经过的时间 LED 光源达到其额定流明维持寿命取决于很多变量, 包括运行温度驱动电流产品结构的技术与材料因此, 产品流明维持率不仅仅是制造商之间不同, 并且在同一生产厂家内不同封装型式的 LED 之间也不相同该技术备忘录推荐了一种方法, 即根据 LM 测试过程中获得的数据, 来进行推算 LED 光源的流明维持率该文件由 TM-21 工作组, 即一个 LED 行业专家小组所开发其分析的 LM 测试数据由主要的 LED 生产商提供, 以有力的支持该文档有很多数据都超过小时甚至更多 1.0 适用范围当 LED 光源的测试数据是按照 IES LM-80-08( 即 IES 批准的用于测量 LED 光源流明维持率的方法 ) 获得, 则该文档提供了一个推荐方法, 可用于评估 LED 光源的长期流明维持率 4 / 12

5 2.0 引用规范 IES LM-80-08,LED 光源流明维持率测量方法 3.0 定义 3.1 LED 光源 LED 封装阵列或带有辅助驱动器的模组 3.2 被测物被测器件即是 LED 光源, 在 3.1 节已有定义 3.3 额定流明维持寿命 Lp(IES LM-80-08) LED 光源达到相对于初始光输出的某一百分比 p 所经过的运行时间例如 : L70( 小时 ): 到 70% 的流明维持率时所需时间 L50( 小时 ): 到 50% 的流明维持率时所需时间 4.0 测试数据及样品规模 4.1 使用数据在本推算方法中所采用的数据应该是按照 IES LM 所描述的方法采集所得 4.2 推荐样品规模对于从 LM 测试报告中获得的所有针对于某一特定产品的壳温驱动电流等数据, 都应用于流明维持寿命的推算推荐的样品规模集最小为 20 颗, 并可以在流明维持寿命推算中, 相对于寿命测试持续时间, 可以采用 6 的乘法因子 ( 或节指定值 ) 在使用者指定的评估方法要求下, 也可以少于 20 颗样品规模当样品规模小于 20 颗时, 样品规模数量应在使用该方法的报告中加以说明任何样品规模的改变, 都将导致不确定度和流明维持寿命推算的时间间隔的改变对于样品规模为 10 到 19 的情况, 则用于流明维持寿命推算的倍增因子为 5.5 倍测试时间, 在中有说明对于样品规模小于 10 颗的情况, 本方法不允许采用 4.3 光通量数据采集在初始的 1000 小时后, 鼓励增加测量点, 即测量时间间隔小于 1000 小时 ( 每一个 1000 小时点必须测量 ) 也鼓励超过 6000 小时的附加测量, 其可以提高流明维持率的推算准确性 5 / 12

6 5.0 流明维持寿命推算深圳市迈昂科技有限公司方法推荐采用的流明维持率推算方法是对采集到的数据进行曲线拟合, 以推算出流明维持率衰减到可接受的最小值的时间 ( 比如, 初始光通量的 70%) 这个时间点就是流明维持寿命同样的曲线拟合方法, 也可用于推算到达未来某个时间点时的光通量输出值 ( 比如,25000 小时,35000 小时 ) 对于按照 LM 方法进行试验的每一组被测单元所采集的运行数据 ( 比如驱动电流 ) 和环境数据 ( 比如壳温 ), 都应分别单独采用该方法进行曲线拟合 5.2 流程规范化把每颗 DUT 所有采集的数据都归一化到 0 时 (100%) 的数据平均把按照 5.1 节定义的相同数据集里的每一个测量点的每一个样品的规范化测试数据进行平均曲线拟合的数据测试持续时间 D, 从 6000 小时至小时, 对于其数据集中用于曲线拟合的数据应该是最后 5000 小时的数据对于 1000 小时以前的读数, 不应用于曲线拟合对于测试持续时间大于小时的数据集, 在总体测量持续时间的 50% 点以后的数据都应用于曲线拟合换句话说, 在 D/2 到 D 之间的数据都应用于曲线拟合例如, 如果测试持续时间是小时, 使用的数据应该是 6500 小时至小时之间测量所得如果没有 D/2 点的测量数据, 则下一个稍低时间点的数据应该包含在拟合数据集内例如,D 为小时, 每 1000 小时采集一次数据, 则使用 6000 小时至小时之间的数据曲线拟合下面的公式说明了通过节指定的平均值法, 按照指数最小二乘法拟合曲线 ( 计算示 6 / 12

7 例请看附录 E): Φ(t) = B exp (-αt) 在这里 : t = 运行时间 ( 小时 ) Φ(t) = 在时间 t 时的光通量输出归一化平均值 ; B = 由最小二乘曲线拟合派生出的推算初始化常数 ; α= 最小二乘曲线拟合派生出的衰减率常数用下面的公式推算流明维持寿命 : 或者对于任何数值的流明维持率, 采用下面的通用公式 : 这里 : Lp = 以小时表示的流明维持寿命,p 是剩余流明与初始流明的百分比当 α>0 时, 指数拟合曲线会衰减至零,Lp 是正值 ; 当 α< 0 时, 指数拟合曲线会随着时间的增加而增加, 但 Lp 是负值当 Lp 值落在 LM 实验过程中的某一时间点, 则报告值为通过最接近于该值的两个测试点之间的线性内插获得, 且该值的优先级高于通过以上公式预测所获得的任何值 7 / 12

8 5.2.5 结果的调整对于样品规模为 20 或更多的情况, 预测光通量值的时间范围不应超过具有测试数据的总寿命试验时间的 6 倍对于样品规模为颗的情况, 预测光通量的时间范围不应超过具有测试数据的总寿命试验时间 5.5 倍当计算所得的流明维持寿命 ( 比如 L70) 是正值, 并小于或等于 6 倍 ( 对于样品规模为颗的情况, 该值为 5.5) 的总寿命试验持续时间, 计算所得的流明维持寿命就是可以出具报告的流明维持寿命当计算出的流明维持寿命是正值且大于 6 倍 ( 对于样品规模为颗的情况, 该值为 5.5) 的寿命持续试验时间, 则报告的流明维持寿命时间应限制在 6 倍 ( 对于样品规模为颗的情况, 该值为 5.5) 的总寿命试验时间当计算出的流明维持寿命为负值时, 则报告出具的流明维持寿命应该为 6( 对于样品规模为颗的情况, 该值为 5.5) 倍的总寿命试验持续时间对于在指定运行时间内的归一化流明输出预测值超过了持续测试时间内的流明值, 都应报告, 并使其等于归一化流明输出值最后一个测试点的值流明维持寿命预测的符号在本方法中, 预测的流明维持寿命使用下列符号表示 : p 是剩余流明输出与初始流明输出的百分比 ;D 是按小时计算的总测试持续时间除以 1000 并四舍五入取整所得值例如 : L70(6k) 意为 6000 小时测试数据 ; L70(10k) 意为小时测试数据如果计算所得 Lp 值满足 6 倍规则 ( 对于样品规模为颗的情况, 该值为 5.5) ( 见节 ), 则流明维持寿命值应表示为 > 符号例如 : L70(6k)> 小时 (Ts = 55, IF = 350mA) 如果 Lp 值达到了 LM 试验过程中的某个值, 流明维持寿命应该被表示为 D 等于 Lp 除以 1000 并四舍五入取整所得值 L70 (4k) = 4400 小时 ( Ts = 55, IF = 350 ma). 6.0 温度数据插值 8 / 12

9 当 DUT 的实际现场壳温 Ts,j 与 LM 里面所提及的测试温度 (55,85 或生产厂家指定的第三个温度 ) 不同时, 应该采用下面的流程来预测对应于某一壳温下的流明维持寿命, 运行条件应相同或降低 ( 比如驱动电流 ) 6.1 选择测试壳温用于流明维持寿命现场壳温插值的测试壳温, 其应为相对于现场壳温插值的较低者 Ts1 和较高值 Ts2 6.2 把所有温度值转换为单位 K 下列公式将被用于把温度单位转换为 K: 只有单位为 K 的值才能被用于下列计算公式 6.3 用 Arrhenius 方程计算插值流明维持寿命下面的 Arrhenius 方程用于计算现场光衰常数 αi 其中 A = 指前因子 Ea = 能量 ( 电子伏 ev) Ts,i = 使用现场绝对温度 (K) kb =. 波茨曼常数 (8.6173x10-5 ev/k) 为了找到一个在 Ts1 与 Ts2 之间的现场温度所对应的衰减率常数 αi, 需要执行下面的中间计算步骤步骤 1:α1 和 α2 对应于温度 Ts1 和 Ts2, 即在曲线拟合中计算所得 ( 见节 ) 的比率 : 9 / 12

10 步骤 2: 利用上述系数插入 Ts1 以计算指前因子 A: 上述步骤中, 可以用 α2 和 Ts2 代替 α1 和 Ts1 步骤 3: 计算 B0, 其中 B1 = 较低温度的初始预测常数 ; B2 = 较高温度的初始预测常数步骤 4: 利用上述结果 B0, 针对于现场壳温 Tsj 所对应的 Lp, 计算流明维持寿命以上步骤计算所得结果也就是表 2 中计算所用的参数步骤 5: 计算现场光通量输出, 即在 Tsi 条件下的 Φi(t) 见附录 E 的计算示例 6.4 方程的适用性只有当光衰常数 α1 和 α2 都为正时,Arrhenius 方程才适用当 α1 或 α2 为负值时 ( 例如光通量随时间增加而增加 ), 应使用下列的保守预测如果只有一个 α 值为正, 则应采用对应于某一 Tsi 值的流明维持率预测值和 Lp 值如果两个 α 值均为负, 则对应于某一 Tsi 的流明维持寿命和 L70 值, 应为总寿命测试时间的 6 倍 ( 对于样品规模为颗的情况, 该值为 5.5 倍 ) 并且所预测的归一 10 / 12

11 化流明输出值应该等于 Ts1 与 Ts2 温度对应的最后一个测试点对应的归一化流明输出值的较低者 6.5 推断限制对于高于 LM 测试条件的温度, 不能推算其对应的 Lp 值例如, 假设 LM 试验条件的最高温度为 85, 则不能推算对应于 100 的 Lp 值如果实际运行温度低于 LM 中采用的最低测试温度, 则报告中采用的 Lp 值应采用 LM 中最低温度对应的 Lp 值例如, 如果 LM 中最低测试温度为 55, 则 45 对应的 Lp 值应该采用 55 对应的 Lp 值 7.0 报告格式流明维持寿命预测报告应包括表 1 中的信息计算所得 L70 值应该四舍五入至 3 位数 α 和 B 值应四舍五入至 4 位数表 1: 推荐信息包含 LM 中的每一个测试条件光源描述 1 ( 厂家型号类型 ) 样品规模失效样品数量驱动电流总测试时间 ma 小时测试壳温预测持续时间段小时 - 小时 α B 值 L70(Dk) 计算值 L70(Dk) 报告值小时数小时数当使用插值算法时, 表 2 中的信息应该呈现在报告中插值报告应包括下列推荐信息 ( 请参考 6 节定义 ) Ts1( ) Ts1(K) Ea/k B A α1 B 0 11 / 12

12 B1 Tsi( ) 深圳市迈昂科技有限公司 Ts2( ) Ts2(K) α1 B1 Tsi(K) Αi Projected L70(Dk) Reported L70(Dk) 12 / 12

项目 / 参数名称 Fixtures) 荧光灯的电气和光度测量 IES LM 光输出描述 LED 光引擎和一体化 LED 灯的电气光度特性与温度的关系 IES LM 室内荧光灯具的光度测试的认定方法 IES LM 户外荧光灯具的光度测试 IES LM-10

项目 / 参数名称 Fixtures) 荧光灯的电气和光度测量 IES LM 光输出描述 LED 光引擎和一体化 LED 灯的电气光度特性与温度的关系 IES LM 室内荧光灯具的光度测试的认定方法 IES LM 户外荧光灯具的光度测试 IES LM-10 名称 : 佛山市沃特测试技术服务有限公司地址 : 广东省佛山市顺德区陈村镇顺联国际机械城 2 座二楼 13-19 号注册号 :CNAS L6478 认可依据 :ISO/IEC 17025 EPA 能源之星以及 CNAS 特定认可要求签发日期 :2017 年 03 月 23 日有效期至 :2022 年 10 月 21 日附件 6 认可的能源之星检测能力范围项目 / 参数名称未分组 1 灯具