CN105842634A - 一种led灯具光衰的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED灯具光衰的检测方法，包含有，步骤S1，提供LED灯具样品；步骤S2，验证所述LED灯具样品的可靠性；步骤S3，获取所述LED灯具样品的正向电压与结温关系曲线；步骤S4，根据所述关系曲线得到所述LED灯具样品在正常工作的情况下所对应的结温值T_J；以及，步骤S5，结合所述结温值T_J与美国能源之星LM‑80测试报告数据，推算出所述LED灯具样品的光通维持率。本发明的优点在于为检测LED灯具的光通维持率提供新的途径，具有耗时短、成本低和操作简便的优点，对LED灯具光通维持率的检测和其寿命的准确推算具有广泛的应用前景。

Description

一种LED灯具光衰的检测方法

技术领域

本发明涉及一种LED灯具光衰的检测方法。

背景技术

在国家产业政策的引导和支持下，耗能高的普通照明白炽灯逐渐退出市场，取而代之的是更加节能环保的高效照明产品。我国半导体照明产业正在进入快速发展时期，已经形成了基本完整的产业链。随着半导体照明技术的飞速进步和市场规模的不断扩大，大量的LED照明替代产品进入了室内外照明领域。

LED照明产品以其高效节能、长寿命和稳定可靠等特点正在逐渐成为照明产品的主流方向。但是，由于照明市场同质化的竞争激烈，市面上的LED照明产品的质量参差不齐。LED照明产品不同于传统照明产品，如何正确评价其寿命与可靠性是极具挑战的问题。以与寿命相关的光衰为例，一般认为，LED照明产品的寿命是其光通维持率降到70％时所需要消耗的时间。确定了LED照明产品的光通维持率，就可以明确该LED照明产品的光衰。

对于LED灯具而言，目前检测其光通维持率的方法主要有两种。一种是在LED灯具的正常工作状态下自然点灯，然后根据其声称的寿命进行光通维持率的测试；另一种是根据北美标准IESNA LM-84-14，测试LED灯具的6000小时(或9000小时)光通维持率数据，再用这些测试数据根据IESNA TM-28-14推算出其达到寿命时的光通维持率。由于LED灯具的声称寿命是数万小时，所以前一种方法周期长、成本高；后一种方法缩短了测试时间，但是对于长寿命(超过50000小时)的LED灯具，仍然需要增加测试时间到接近1万小时，而且该方法没有考虑LED灯具的可靠性试验，增加了测试样品的早期失效数量，降低了检测效率。因此，如何快速准确的检测出其光通维持率就显得非常重要。该方法不仅适用于LED灯具产品的光衰检测，而且可以为LED灯具新产品的开发提供技术参考。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中测试时间长且准确性不高的问题，提供 一种新型的LED灯具光衰的检测方法。

为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种LED灯具光衰的检测方法，包含有，

步骤S1，提供LED灯具样品，所述LED灯具样品的模组具有美国能源之星LM-80测试报告；

步骤S2，验证所述LED灯具样品的可靠性；

步骤S3，获取所述LED灯具样品的正向电压与结温关系曲线；

步骤S4，根据所述正向电压与结温关系曲线得到所述LED灯具样品在环境温度为室温且正常工作的情况下所对应的结温值T_J；以及，

步骤S5，结合所述结温值T_J与美国能源之星LM-80测试报告，推算出所述LED灯具样品的光通维持率。

作为一种LED灯具光衰的检测方法的优选方案，步骤S2中，进一步地包含有，

步骤S21，对所述灯具样品进行加速状态下的温度循环试验；以及，

步骤S22，根据所述温度循环试验结果，判定所述灯具样品是否可靠。

作为一种LED灯具光衰的检测方法的优选方案，所述温度循环试验的试验条件：低温极端值为-40℃，高温极端值为+50℃，以4小时为一个循环周期，循环次数为500次，试验时间合计2000小时；进一步地，所述循环周期包含有在高温极端值下的保持时间1小时、由高温极端值逐步至低温极端值的转换时间1小时、在低温极端值下的保持时间1小时及由低温极端值逐步至高温极端值的转换时间1小时；更进一步地，转换时间内的升降温速率为1℃/分钟。

作为一种LED灯具光衰的检测方法的优选方案，步骤S22中，判定所述灯具样品是否可靠的标准：所述LED灯具样品的标贴应无开裂、卷曲或脱落，所 述LED灯具样品无明显的损坏，且按GB/T 9468规定测得的温度循环试验后的光通量Φ₁要求相对于0小时状态下的光通率Φ₀的变化不应超过10％。

作为一种LED灯具光衰的检测方法的优选方案，步骤S3中，获取所述LED灯具样品的正向电压与结温关系曲线的方式系根据中国专利CN102193053A公开的“一种灯具内LED正向电压与结温的关系曲线的测量方法”。

作为一种LED灯具光衰的检测方法的优选方案，步骤S4中，将所述LED灯具样品置于正常工作位置并在额定电压及额定频率的条件下正常工作，待所述LED灯具样品达到热平衡后，对所述LED灯具产品输入测量电流I_f(根据LED灯具功率、规格型号的不同，I_f在满足测量要求的前提下尽量小)，每次测量的时间为1ms，以获得所述LED灯具样品的模组在室温下的正向电压V_f，并根据所述正向电压V_f结合所述正向电压与结温关系曲线中得到对应的所述结温值T_J。

作为一种LED灯具光衰的检测方法的优选方案，步骤S4中，所述LED灯具样品置于在GB 7000.1标准的附录D规定的防风罩内。

作为一种LED灯具光衰的检测方法的优选方案，步骤S5中，结合美国能源之星LM-80测试报告确定与所述结温值T_J最为邻近的第一焊点温度值T₁和第二焊点温度值T₂(T₂＞T₁)，进而再确定与所述第一焊点温度值T₁和所述第二焊点温度值T₂分别对应在试验时间为6000小时(或9000小时)的光通维持率L_LED(T₁)和光通维持率L_LED(T₂)，“相关温度”是指LM-80测试报告中的较低测试温度，在这里就是指T₁的温度；

若T_J≤T₁时，采用美国能源之星LM-80测试报告中相关温度下的6000小时(或9000小时)光通维持率作为所述LED灯具样品在6000小时(或9000小时)的光通维持率；

若T₁<T_J≤T₂时，利用公式通过插入法推算出所述LED灯具样品在试验时间为6000小时(或9000小时)的光通维持率；

若T_J>T₂时，利用公式通过插入法推算出所述LED灯具样品在试验时间为6000小时(或9000小时)的光通维持率。

与现有技术相比，本发明的优点至少在于：考虑LED灯具的可靠性试验和LED灯具的结温，为检测LED灯具的光通维持率提供新的途径，具有耗时短、成本低和操作简便的优点，对LED灯具光通维持率的检测和其寿命的准确推算具有广泛的应用前景。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。

LED灯具中的模组具有LM-80测试报告数据，企业对产品的声称寿命不超过35000小时，需要LED灯具6000小时的光通维持率，如果LED灯具寿命超过35000小时，则需要9000小时或者更长时间的光通维持率，相应的试验时间也要增加。这里以6000小时光通维持率为例。本实施例的具体实施步骤如下：

1、按GB/T 9468规定测试0小时状态下LED灯具的初始光通量Φ₀。

2、对LED灯具进行加速状态下的温度循环试验。试验温度为低温-40℃，高温+50℃，4小时一个循环，循环次数为500次，试验时间为2000小时。1个4小时周期包括在每个极端温度下各保持1小时和温度极限之间的1小时转换时间。 升降温速率为1℃/min，接通和断开灯具时间17分钟。温度循环试验中温度变化的加速因子由Coffin-Mason公式计算。

${\mathrm{TE}}_{AF}={\left(\frac{{\mathrm{\&Delta;T}}_{stress}}{{\mathrm{\&Delta;T}}_{normal}}\right)}^n$

其中，△T_stress为加速试验下的温度变化，△T_normal为正常应力下的温度变化，n为温度变化的系数，与缺陷机制和材料相关。对于无铅焊点，这个加速系数取1.9～2.0，这里取1.9。对于正常状态下的温度循环试验，温度范围假设为-10～40℃，加速因子为TE＝(90/50)^1.9＝3。对于试验时间为2000小时来说，加速因子为3的情况下等效于正常状态6000小时LED灯具的光衰。

3、试验项目结束后，要对LED灯具产品进行合格判定，样品要标贴完整，没有明显的损坏，而且按GB/T 9468的规定测量LED灯具的光通量Φ₁，Φ₁相对于初始光通量Φ₀的变化不应超过10％。如果判定结果为不合格，则该LED灯具未能通过可靠性试验验证，直接判定为不合格产品；如果判定结果为合格，则进入下一步骤。

4、采用中国发明专利“一种灯具内LED正向电压与结温的关系曲线的测量方法”(专利号：ZL 201010119389.3)中提出的方法，获得该LED灯具正向电压与结温(V_f-T_J)关系曲线。专利号：ZL 201010119389.3中的所有内容以引文的形式并入本实施例中。

5、把LED灯具放在GB 7000.1标准的附录D规定的防风罩内，灯具处于正常工作位置，在额定电压及额定频率下正常工作。灯具达到热平衡后，从测量端口输入一组测量电流I_f，根据LED灯具功率、规格型号的不同，I_f在满足测量要求的前提下尽量小，每次测量的时间为1ms，测量出LED灯具内的模组在这一温 度下的正向电压降V_f，从V_f-T_J关系曲线中读出对应的结温T_J的值。

6、LED灯具中LED模组提供LM-80测试报告测试数据，其中有两个焊点温度T₁和T₂(本实施例中，T₁是55℃，T₂是85℃)，T₁和T₂温度点的光通维持率分别为0.9542和0.9344(光通量数据经过了归一化处理)。根据测定的LED灯具的结温和LM-80测试报告数据，确定LED灯具的光通维持率。

当T_J＝50℃时，直接采用LM-80测试报告中55℃下的6000小时光通维持率作为LED灯具在6000小时的光通维持率0.9542；

当T_J＝70℃时，通过公式用插入法推算出LED灯具6000小时的光通维持率L₁＝0.9443；

当T_J＝100℃时，通过公式推算出LED灯具6000小时的光通维持率L₁＝0.9245。

按照本发明的方法，可以推算出多个LED灯具样品的6000小时的光通维持率，从而可以推算出LED灯具的寿命。

以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种LED灯具光衰的检测方法，其特征在于，包含有，

步骤S1，提供LED灯具样品，所述LED灯具样品的模组具有美国能源之星LM-80测试报告；

步骤S2，验证所述LED灯具样品的可靠性；

步骤S3，获取所述LED灯具样品的正向电压与结温关系曲线；

步骤S4，根据所述正向电压与结温关系曲线得到所述LED灯具样品在环境温度为室温且正常工作的情况下所对应的结温值T_J；以及，

步骤S5，结合所述结温值T_J与美国能源之星LM-80测试报告，推算出所述LED灯具样品的光通维持率。

2.根据权利要求1所述一种LED灯具光衰的检测方法，其特征在于，步骤S2中，进一步地包含有，

步骤S21，对所述LED灯具样品进行加速状态下的温度循环试验；以及，

步骤S22，根据所述温度循环试验的结果，判定所述LED灯具样品是否可靠。

3.根据权利要求2所述一种LED灯具光衰的检测方法，其特征在于，步骤S21中，所述温度循环试验的试验条件：

低温极端值为-40℃，高温极端值为+50℃，以4小时为一个循环周期，循环次数为500次，试验时间合计2000小时；进一步地，所述循环周期包含有在高温极端值下的保持时间1小时、由高温极端值逐步至低温极端值的转换时间1小时、在低温极端值下的保持时间1小时及由低温极端值逐步至高温极端值的转换时间1小时；更进一步地，转换时间内的升降温速率为1℃/分钟。

4.根据权利要求2或3所述一种LED灯具光衰的检测方法，其特征在于，步骤S22中，判定所述灯具样品是否可靠的标准：所述LED灯具样品的标贴应无开裂、卷曲或脱落，所述LED灯具样品无明显的损坏，且按GB/T 9468规定测得的温度循环试验后的光通量Φ₁要求相对于0小时状态下的光通率Φ₀的变化不应超过10％。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述一种LED灯具光衰的检测方法，其特征在于，步骤S3中，获取所述LED灯具样品的正向电压与结温关系曲线的方式系根据中国专利CN102193053A公开的“一种灯具内LED正向电压与结温的关系曲线的测量方法”。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述一种LED灯具光衰的检测方法，其特征在于，步骤S4中，将所述LED灯具样品置于正常工作位置并在额定电压及额定频率的条件下正常工作，待所述LED灯具样品达到热平衡后，对所述LED灯具产品输入测量电流I_f(根据LED灯具功率、规格型号的不同，I_f在满足测量要求的前提下尽量小)，每次测量的时间为1ms，以获得所述LED灯具样品的模组在室温下的正向电压V_f，并根据所述正向电压V_f结合所述正向电压与结温关系曲线中得到对应的所述结温值T_J。

7.根据权利要求6所述一种LED灯具光衰的检测方法，其特征在于，步骤S4中，所述LED灯具样品置于在GB 7000.1标准的附录D规定的防风罩内。

8.根据权利要求1至7所述一种LED灯具光衰的检测方法，其特征在于，步骤S5中，结合美国能源之星LM-80测试报告确定与所述结温值T_J最为邻近的第一焊点温度值T₁和第二焊点温度值T₂(T₂＞T₁)，进而再确定与所述第一焊点温度值T₁和所述第二焊点温度值T₂分别对应在试验时间为6000小时(或9000小时)的光通维持率L_LED(T₁)和光通维持率L_LED(T₂)；

若T_J≤T₁时，采用美国能源之星LM-80测试报告中相关温度下的6000小时(或9000小时)光通维持率作为所述LED灯具样品在6000小时(或9000小时)的光通维持率；

若T₁<T_J≤T₂时，利用公式通过插入法推算出所述LED灯具样品在试验时间为6000小时(或9000小时)的光通维持率；

若T_J>T₂时，利用公式通过插入法推算出所述LED灯具样品在试验时间为6000小时(或9000小时)的光通维持率。