八種常見的LED燈具光學(xué)參數(shù)的測試技術(shù)

1、發(fā)光強度檢測

光強即光的強度，是指在某一特定角度內(nèi)所放射光的量。因LED的光線較集中，在近距離情況下不適用平方反比定律，CIE127標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對光強的測量提出了測量條件A(遠(yuǎn)場條件)、測量條件B(近場條件)兩種測量平均法向光強的條件，2種條件的探測器面積均為1cm2。通常情況下，使用標(biāo)準(zhǔn)條件B測量發(fā)光強度。

2、光通量和光效檢測

光通量是光源所發(fā)出的光量之總和，即發(fā)光量。檢測方法主要包括以下2種：

(1)積分法。在積分球內(nèi)依次點燃標(biāo)準(zhǔn)燈和被測燈，記錄它們在光電轉(zhuǎn)換器的讀數(shù)分別為Es和ED。標(biāo)準(zhǔn)燈光通量為已知Φs，則被測燈的光通量ΦD＝ED×Φs/Es。積分法利用“點光源”原理，操作簡單，但受標(biāo)準(zhǔn)燈與被測燈的色溫偏差影響，測量誤差較大。

(2)分光法。通過光譜能量P(λ)分布計算得出光通量。使用單色儀，在積分球內(nèi)對標(biāo)準(zhǔn)燈的380nm～780nm光譜進(jìn)行測量，然后在同條件下對被測燈的光譜進(jìn)行測量，對比計算出被測燈的光通量。

光效為光源發(fā)出的光通量與其所消耗功率之比，通常采用恒流方式測量LED的光效。

3、光譜特性檢測

LED的光譜特性檢測包括光譜功率分布、色坐標(biāo)、色溫、顯色指數(shù)等內(nèi)容。

光譜功率分布表示光源的光是許多不同波長的色輻射組成的，各個波長的輻射功率大小也不同，這種不同隨波長順序排列就稱為光源的光譜功率分布。利用光譜光度計(單色儀)和標(biāo)準(zhǔn)燈對光源進(jìn)行比對測量獲得。

色坐標(biāo)是以數(shù)字方式在坐標(biāo)圖上表示光源的發(fā)光顏色的量。表示顏色的坐標(biāo)圖有多種坐標(biāo)系，通常采用X、Y坐標(biāo)系。

色溫是表示人眼看到的光源色表(外觀顏色表現(xiàn))的量。光源發(fā)射的光與某一溫度下絕對黑體發(fā)射的光顏色相同時，該溫度即為色溫。在照明領(lǐng)域，色溫是描述光源光學(xué)特性的一個重要參數(shù)。色溫的相關(guān)理論源于黑體輻射，可通過光源的色坐標(biāo)從包含有黑體軌跡的色坐標(biāo)中獲得。

顯色指數(shù)表明光源發(fā)射的光對被照物顏色正確反映的量，通常用一般顯色指數(shù)Ra表示，Ra是光源對8個色樣顯色指數(shù)的算術(shù)平均值。顯色指數(shù)是光源質(zhì)量的重要參量，它決定著光源的應(yīng)用范圍，提高白光LED的顯色指數(shù)是LED研發(fā)的重要任務(wù)之一。

4、光強分布測試

光強隨空間角度(方向)而變的關(guān)系稱假光強分布，由此種分布連成的封閉曲線稱為光強分布曲線。由于測點較多，且每點都經(jīng)數(shù)據(jù)處理，通常采用自動的分布光度計進(jìn)行測量。

5、溫度效應(yīng)對LED光學(xué)特性的影響

溫度會影響LED的光學(xué)特性。大量的實驗可以說明，溫度影響LED發(fā)射光譜及色坐標(biāo)。

6、表面亮度測量

光源在某方向的亮度為光源在該方向單位投影面積上的發(fā)光強度，一般使用表面亮度計、瞄準(zhǔn)式亮度計測量表面亮度，有瞄準(zhǔn)光路及測量光路2個部分。

LED燈具其他性能參數(shù)的測量

1、LED燈具電參數(shù)的測量

電學(xué)參數(shù)主要包括正向、反向電壓和反向電流，關(guān)系到LED燈具能否正常工作，是判定LED燈具基本性能優(yōu)劣的依據(jù)之一。LED燈具的電性參數(shù)測量有2種：即電流一定的情況下，測試電壓參數(shù)；電壓一定的情況下，測試電流參數(shù)。具體方法如下：

(1)正向電壓。給待檢測的LED燈施加正向電流，其兩端會產(chǎn)生電壓降。調(diào)節(jié)電流值確定的電源，記錄直流電壓表上的相關(guān)讀數(shù)，即為LED燈具的正向電壓。根據(jù)相關(guān)常識，LED正向?qū)〞r，電阻較小，使用電流表外接法比較精確。

(2)反向電流。給被檢測的LED燈具施加反向電壓，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源，電流表的讀數(shù)就是被測LED燈具的反向電流。與測量正向電壓同理，因為LED反向?qū)〞r電阻較大，采用電流表內(nèi)接法。

2、LED燈具熱學(xué)特性測試

LED的熱學(xué)特性，對LED的的光學(xué)特性、電學(xué)特性有重要影響。熱阻和結(jié)溫，是LED2大主要熱學(xué)特性。熱阻是指PN結(jié)到殼體表面之間的熱阻，即沿?zé)崃魍ǖ郎系臏囟炔钆c通道上耗散的功率之比，結(jié)溫是指LED的PN結(jié)的溫度。

測量LED結(jié)溫與熱阻的方法一般有：紅外微象儀法、光譜法、電學(xué)參數(shù)法、光熱阻掃描法等。采用紅外測溫顯微鏡或微型熱偶測得LED芯片表面溫度作為LED的結(jié)溫，精確度不夠。

目前普遍采用的電參數(shù)法是利用LEDPN結(jié)的正向壓降與PN結(jié)溫度成線性關(guān)系的特性，通過測量不同溫度下正向壓降差得到LED的結(jié)溫。