LED燈具偵測技術

LED燈具偵測技術

LED光源與傳統光源在物理尺寸以及光通量、光譜和光強度的空間分佈上有很大差異。 LED偵測無法照搬傳統光源的偵測標準與方法。 以下是常見LED燈具的檢測技術。

LED燈具光學參數檢測

1.發光強度檢測

光強度，光的強度，是指在特定角度下發出的光量。 由於LED的光線集中，平方反比定律在近距離範圍內不適用。 CIE127標準規定了兩種測量平均方法：用於測量光強度的測量條件A（遠場條件）和測量條件B（近場條件）。 在光強度的情況下，兩種條件的偵測器面積均為1cm 2 。 通常，發光強度採用標準條件B測量。

2、光通量和光效率檢測

光通量是光源所發出的光量的總和，即發光量。 檢測方法主要有以下兩種：

(1)積分法。 標準燈和待測燈在積分球中依序點燃，並記錄它們在光電轉換器中的讀數。

(2)光譜法。 光通量是根據光譜能量 P(λ) 分佈計算得出的。

發光效率是光源發出的光通量與其消耗的功率的比值，LED的發光效率通常會採用恆定電流法來測量。

3.光譜特性檢測

LED的光譜特性偵測包括光譜功率分佈、色座標、色溫、顯色指數等。

光譜功率分佈顯示光源的光是由許多不同波長的彩色輻射組成的，每個波長的輻射功率也不同。 這種差異隨波長依序排列，稱為光源的光譜功率分佈。 光源是透過使用分光光度計（單色儀）和標準燈進行比較測量而獲得的。

顏色座標是圖表上光源的發光顏色量的數字表示。 表示顏色的座標圖有多個座標系，通常是X和Y座標系。

色溫是人眼看到的光源色表（外觀顏色外觀）的量。 當光源發出的光與一定溫度下絕對黑體發出的光的顏色相同時，此溫度就是色溫。 在照明領域，色溫是描述光源光學特性的重要參數。 色溫的理論來自於黑體輻射，可以透過光源的色座標從黑體軌跡的色座標得到。

顯色指數表示光源發出的光正確反映物體顏色的量，通常以一般顯色指數Ra來表示，它是八種顏色顯色指數的算術平均值樣本。 顯色指數是光源品質的重要參數，它決定了光源的應用範圍。 提高白光LED的顯色指數是LED研發的重要任務之一。

4.光強度分佈測試

光強度與空間角度（方向）的關係稱為偽光強度分佈，這種分佈所形成的閉合曲線稱為光強度分佈曲線。 由於測量點較多，且每個點都經過資料處理，因此通常採用自動分佈光度計進行測量。

5.溫度效應對LED光學特性的影響

溫度影響 LED 的光學特性。 大量實驗可以表明，溫度影響LED發射光譜和色坐標。

6.表面亮度測量

光源在某一方向上的亮度是光源在光源投影面積上的發光強度。 一般採用表面亮度計和瞄準亮度計來測量表面亮度，有瞄準光路和測量光路兩部分。

LED燈具其他性能參數的測量

1.LED燈具電參數測量

電氣參數主要包括正向、反向電壓和反向電流。 關係到LED燈具能否正常運作。 是判斷LED燈具基本性能的依據之一。 LED燈具的電參數測量有兩種：即電流恆定時，測試電壓參數； 當電壓恆定時，測試電流參數。 具體方法如下：

(1) 正向電壓。 對待檢測的LED燈施加正向電流，兩端產生壓力降。 調節電流值決定供電電源，記錄直流電壓表上的相關讀數，即為LED燈具的正向電壓。 根據常理，LED正向導通時，電阻較小，採用電錶的外接方法是比較準確的。

(2)反向電流。 對被測LED燈具施加反向電壓，調節穩壓電源，電錶讀數即為被測LED燈具的反向電流。 與測量正向電壓相同，因為反向導通時LED的電阻反向，所以內部連接電流表。

2、LED燈熱特性測試

LED的熱特性對LED的光學和電氣性能有重要影響。 熱阻與結溫是LED的主要熱特性2.熱阻是指PN結與外殼表面之間的熱阻，即沿熱流路徑的溫差與耗散功率的比值在頻道上。 結溫是指LED的PN結的溫度。

測量LED結溫和熱阻的方法一般包括：紅外線顯微成像儀法、光譜法、電參數法、光熱阻掃描法等。 採用紅外線測溫顯微鏡或微型熱電偶測量LED晶片的表面溫度作為LED的結溫，精度不夠。

常用的電參數法是利用LED PN結的正向壓降與PN結溫度成線性關係的特性，透過測量不同溫度下的正向壓降差來獲得LED的結溫。