LED照明产品在生产在线测试的可行性与必要性

2014-11-27 13:49:38来源: eccn

前言
led因其省电、环保的特性,普遍被认为是下世代的主流照明技术,各厂商各国政府无不看好此项技术,纷纷投入大量资源投资,然而时至今日,led照明相对偏高的价格,让市场的开展始终不如预期。除了价格因素之外,led照明的规格标示不一、参差不齐的质量、无法预期的可靠度等等,也都是led照明市场推广的阻碍。有鉴于此,各led照明标准纷纷出台,对量测手法也多所著墨,如IES LM-79便规范了积分球与分布亮度计等量测方式。然而标准规范的方式往往只考虑了准确性,对使用上的方便性、测试所需花费的时间等等其他因素往往忽略,使得标准所规范的量测方式只能在实验室应用,如积分球与分布亮度计的上下料件便利性,测试所需花费的空间与时间等,均使其在生产在线不易使用,而只在实验室里的少量测试,对于整体led照明产品的质量提升帮助有限,也使消费者不易更广泛的接受led照明产品。

系统原理
若能有一测试方式能满足1)方便上下料件,2)设备尺寸适中,3)量测时间快速,4)测试成本低廉,5)量测数值能与实验室设备有良好比对结果,若能满足这些条件,则led照明产品在生产在线百分之百测试将是可行,led照明产品的质量问题也才能不再为消费者诟病。

因此,假若能在led待测物周围,以适当的方式布满光侦测器,则此量测设备本身将只比待测物尺寸略大一些,而此量测设备亦较容易与自动化结合。

致茂电子推出一创新之量测方式,采用单晶硅太阳能板(mono-crystalline silicon solar cell)为光侦测器,在待测物周围适当布满,如图一的灯泡测试与图二的灯管测试结构,利用太阳能板的光电转换原理,以及太阳能板相对大面积与成本较低廉之特点,不仅大幅缩减了量测设备尺寸,也大幅提升了测试速度,含上下料件时间在内,每颗led灯泡的所有光电参数测试可在六秒钟内完成,实现了在生产在线测试的可能性。




  

本方法利用太阳能板接收到光的能量能转换成电的特性,来达成光能量侦测的目的。一般商用单晶硅太阳能板对波长的响应如图三所示,图中列了三片太阳能板的波长响应实际量测数据,由图中可知,在一般led的波长应用范围内,单晶硅太阳能板均能有不错的响应。而太阳能板的短路电流,其电流值大小为其所接收光能量的函式,由此特性,便能藉由量测此短路电流的数值,而得知led照明产品所发出光的能量,亦即其流明值。当然,太阳能板的质量须经过严格的筛选程序,方能用来做为光侦测器,例如每片太阳能板上各区的响应度均需一致等等条件。


系统架构
在led照明市场推广过程中,各国政府无不推行各相关标准规范,如美国的能源之星计划,便要求led照明厂家提供光电参数规格予消费者,诸如光通量流明(lumen)、功率因子(power factor)、色温(CCT)、演色性(CRI)、发光效率(efficacy, lm/W)…等等,所以一完善的生产量测设备,需有能力能完成这些所有的光电参数量测。因此,此量测系统包含了交流电源、数字功率表、直流电源、与光学量测模块。光学量测模块如上述图一与图二所示,模块根据待测物尺寸做适当设计,于模块内侧各面贴附太阳能板做为光侦测器,并配备有光谱仪与多信道光纤,如图六所示,用以量测颜色相关参数。

以球泡灯量测设备为例,其系统架构如图四,光学量测模块如图五所示。其中各模块之功能如下:

  • 交流电源:提供待测物交流电源
  • 直流电源:提供待测物直流电源
  • 数位功率表:量测相关电性参数
  • 光学量测模块:提供光学参数量测之光路与工具
  • 光谱仪:量测颜色相关参数


 

系统表现
可由两主要指标来衡量此生产测试设备之表现,一为量测之重复性,一为量测之精准度。实验结果显示流明值与颜色相关参数的重复性表现均极为优秀,量测数值与积分球比对也具有高度关联性。从系统重复性与精准度的表现,可知此量测方式用于生产在线的测试是极为恰当。

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关键字:LED  照明产品  生产在线测试

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/1127/article_10197.html
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