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                                       LED的測試方法
　　1、前言
　　半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于指示燈、信號燈、儀表顯示、手機(jī)背光源、車載光源等場合，白光LED技術(shù)也不斷地發(fā)展，LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。過去，對于LED的測試沒有較全面的標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)實(shí)踐中只能以相對參數(shù)為依據(jù)，不同的廠家、用戶、研究機(jī)構(gòu)對此爭議很大，導(dǎo)致國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到很大影響。結(jié)合國內(nèi)外關(guān)于LED測試方法的標(biāo)準(zhǔn)，基于LED各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)際需求，筆者從電特性、光特性、開關(guān)特性、顏色特性、熱學(xué)特性、可靠性等方面進(jìn)行了介紹。
　　2、電特性測試方法

LED光強(qiáng)測試
　　LED是一個(gè)由半導(dǎo)體無機(jī)材料構(gòu)成的單極性PN結(jié)二極管，其電壓與電流之間的關(guān)系稱為伏安特性。LED電特性參數(shù)包括正向電流、正向電壓、反向電流和反向電壓，LED必須在合適的電流電壓驅(qū)動(dòng)下才能正常工作（如圖1所示）。通過LED電特性的測試可以獲得LED的大允許正向電壓、正向電流及反向電壓、電流，此外也可以測定LED的佳工作電功率。
　　LED電特性的測試一般在相應(yīng)的恒流恒壓源供電下，利用電壓電流表進(jìn)行測試。
　　3、光特性測試

CIE-127推薦LED光強(qiáng)測試條件
　　類似于其它光源，LED光特性的測試主要包括光通量、發(fā)光效率、輻射通量、輻射效率、光強(qiáng)、光強(qiáng)分布特性和光譜參數(shù)等。
3.1光通量和光效
　　光通量的測試有兩種方法，即積分球法和變角光度計(jì)法。變角光度計(jì)法是測試光通量的方法，但是由于其耗時(shí)較長，所以一般采用積分球法測試光通量?，F(xiàn)有的積分球法測LED光通量中有兩種測試結(jié)構(gòu)，一種是將被測LED放置在球心，另外一種是將其放在球壁
　　積分球法測LED光通量
　　由于采用積分球法測試光通量時(shí)，光源對光的自吸收會對測試結(jié)果造成影響。因此，往往需要引入輔助燈法消除自吸收影響
　　在測得光通量之后，配合電參數(shù)測試儀可以測得LED的發(fā)光效率。而輻射通量和輻射效率的測試方法類似于光通量和發(fā)光效率的測試。
3.2光強(qiáng)和光強(qiáng)分布特性
　　光強(qiáng)測試中的問題
　　點(diǎn)光源光強(qiáng)在空間各方向均勻分布，在不同距離處用不同接收孔徑的探測器接收得到的測試結(jié)果不會改變。但是，LED由于其光強(qiáng)分布不一致，使得測試結(jié)果隨測試距離和探測器孔徑而變化。因此，CIE-127提出了兩種推薦測試條件，使得各個(gè)LED在同一條件下進(jìn)行光強(qiáng)測試與評價(jià)如圖5所示。目前，CIE-127推薦測試條件已經(jīng)被各LED制造商和檢測機(jī)構(gòu)引用。
　　推薦LED光強(qiáng)測試條件
3.3光譜參數(shù)
　　LED的光譜特性參數(shù)主要包括峰值發(fā)射波長、光譜輻射帶寬和光譜功率分布等。單色LED的光譜為單一波峰，特性以峰值波長和帶寬表示，而白光LED的光譜由多種單色光譜合成。所有LED的光譜特性都可由光譜功率分布表示，白光LED光譜功率分布如圖6所示。而由LED的光譜功率分布還可計(jì)算得到色度參數(shù)。
　　光譜功率分布的測試需要通過分光進(jìn)行，將各色光從混合的光中區(qū)分出來進(jìn)行測定，一般可以采用棱鏡和光柵實(shí)現(xiàn)分光。
　　白光LED光譜功率分布
4、LED開關(guān)特性測試
　　LED開關(guān)特性是指LED在通電和斷電瞬間的光、電、色變化特性。通過LED開關(guān)特性的測試可以獲得LED在通斷電瞬間的工作狀態(tài)、物質(zhì)屬性等的變化規(guī)律，由此不僅可了解通斷電對LED的損耗，也可用以指導(dǎo)LED驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)等。
5、顏色特性
　　LED的顏色特性主要包括色品坐標(biāo)、主波長、色純度、色溫及顯色性等，LED的顏色特性對白光LED尤為重要。
　　現(xiàn)有的顏色特性測試方法有分光光度法和積分法。分光光度法是通過單色儀分光測得LED光譜功率分布，然后利用色度加權(quán)函數(shù)積分獲得對應(yīng)色度參數(shù)；積分法是利用特定濾色片配合光電探測器直接測得色度。分光光度法的準(zhǔn)確性要大大高于積分法。
　　顏色特性測試方法
6、熱學(xué)特性
　　LED的熱學(xué)特性主要指熱阻和結(jié)溫。熱阻是指沿?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)溫度。LED的熱阻和結(jié)溫是影響LED光電性能的重要因素。
　　現(xiàn)有的對LED結(jié)溫的測試一般有兩種方法：一種是采用紅外測溫顯微鏡或微型熱偶測得LED芯片表面的溫度并視其為LED的結(jié)溫，但是準(zhǔn)確度不夠；另外一種是利用確定電流下的正向偏壓與結(jié)溫之間反比變化的關(guān)系來判定LED的結(jié)溫。
7、可靠性
　　LED的可靠性包括靜電敏感度特性、壽命、環(huán)境特性等。靜電敏感度特性是指LED能承受的靜電放電電壓。某些LED由于電阻率較高，且正負(fù)電極距離很短，當(dāng)兩端的靜電電荷累積到一定值時(shí)，這一靜電電壓會擊穿PN結(jié)，嚴(yán)重時(shí)可將PN結(jié)擊穿導(dǎo)致LED失效。因此必須對LED的靜電敏感度特性進(jìn)行測試，獲得LED的靜電放電故障臨界電壓。目前，一般采用人體模式、機(jī)器模式、器件充電模式來模擬現(xiàn)實(shí)生活中的靜電放電現(xiàn)象。
　　為了觀察LED長期連續(xù)使用時(shí)光性能的變化規(guī)律，需要對LED進(jìn)行抽樣試驗(yàn)，通過長期觀察和統(tǒng)計(jì)來獲得LED的壽命參數(shù)。
　　對于LED環(huán)境特性的試驗(yàn)往往采用模擬LED在應(yīng)用中遇到的各類自然侵襲的方法，一般有高低溫沖擊試驗(yàn)、濕度循環(huán)試驗(yàn)、潮濕試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)、沙塵試驗(yàn)、輻照試驗(yàn)、振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)、離心加速度試驗(yàn)等。
　　總結(jié)以上測試方法，半導(dǎo)體發(fā)光二極管測試方法標(biāo)準(zhǔn)對LED電特性、光學(xué)特性、熱學(xué)特性、靜電特性及壽命測試都作了相應(yīng)的規(guī)定。
　　對于電特性測試，標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定了LED正向電壓、反向電壓、反向電流的測試框圖；對于光通量測試，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用2π立體角測試結(jié)構(gòu)；對于光強(qiáng)測試，標(biāo)準(zhǔn)引用了CIE-127的推薦條件；此外，對光譜測試、熱學(xué)特性測試、靜電放電敏感度測試、壽命測試等都作了明確的規(guī)定。
　　結(jié)論
　　標(biāo)準(zhǔn)的制定總結(jié)了現(xiàn)有LED的測試方法，將其中的科學(xué)適用的方法升級為標(biāo)準(zhǔn)測試方法，很好地消除了各界在LED測試領(lǐng)域存在的分歧，也使測試結(jié)果更加真實(shí)地反映我國LED產(chǎn)業(yè)的整體水平。但是鑒于LED技術(shù)還在處于不斷地發(fā)展之中，標(biāo)準(zhǔn)的制定并不是一勞永逸的，應(yīng)當(dāng)時(shí)刻將合適的測試技術(shù)引入標(biāo)準(zhǔn)之中。
LED產(chǎn)品質(zhì)量往往受到復(fù)雜多變的氣候環(huán)境影響，如何有效的檢測LED產(chǎn)品，勤卓環(huán)測科技憑著多年在環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，特別總結(jié)一下七種有效的LED產(chǎn)品質(zhì)量檢測方法，共LED生產(chǎn)企業(yè)參考和借鑒。

東莞勤卓環(huán)境科技針對LED設(shè)計(jì)的國標(biāo)環(huán)境檢測方法

勤卓環(huán)測科技專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)，LED高低溫試驗(yàn)箱|LED恒溫恒濕試驗(yàn)箱|LED冷熱沖擊試驗(yàn)箱|模擬運(yùn)輸振動(dòng)臺|高溫老化箱。在LED檢測設(shè)備行業(yè)，勤卓環(huán)測科技是國內(nèi)早研發(fā)生產(chǎn)LED試驗(yàn)設(shè)備的大型廠家。
一、高溫高壓及其沖擊測試：
針對對象：LED燈具（含LED Driver的成品燈具）
參照標(biāo)準(zhǔn)：行業(yè)經(jīng)驗(yàn)
使用設(shè)備：勤卓COK型號冷熱沖擊試驗(yàn)箱
測試方法：
1，將5款LED燈具放置在一個(gè)室溫為60℃的房間；
2，通過調(diào)壓器將LED燈具的輸入電壓調(diào)為大額定輸入電壓的1.1倍；
3，接通電源，點(diǎn)燈24H，并觀察燈具是否有損壞、材料受熱變形等異?，F(xiàn)象；
4，點(diǎn)燈測試后，通過繼電器控制燈具在此環(huán)境下進(jìn)行沖擊測試，測試設(shè)置為：點(diǎn)燈20s、熄燈20s，循環(huán)100次。
測試要求：
A，燈具在經(jīng)過高溫高壓測試后，不能發(fā)生表面脫漆、變色、開裂、材料變形等異?，F(xiàn)象；
B，燈具在經(jīng)過沖擊測試后，不能發(fā)生漏電、點(diǎn)燈不亮等電氣異?，F(xiàn)象。
二，低溫低壓及其沖擊測試：
針對對象：LED燈具（含LED Driver的成品燈具）
參照標(biāo)準(zhǔn)：行業(yè)經(jīng)驗(yàn)
使用設(shè)備：勤卓COK型號冷熱沖擊試驗(yàn)箱
測試方法：
1，將5款LED燈具放置在一個(gè)-15℃的環(huán)境下；
2，通過調(diào)壓器將LED燈具的輸入電壓調(diào)為小額定輸入電壓的0.9倍；
3，接通電源，點(diǎn)燈24H，并觀察燈具是否有損壞、材料受熱變形等異常現(xiàn)象；
4，點(diǎn)燈測試后，通過繼電器控制燈具在此環(huán)境下進(jìn)行沖擊測試，測試設(shè)置為：點(diǎn)燈20s、熄燈20s，循環(huán)100次。
測試要求：
A，燈具在經(jīng)過低溫低壓測試后，不能發(fā)生表面脫漆、變色、開裂、材料變形等異?，F(xiàn)象；
B，燈具在經(jīng)過沖擊測試后，不能發(fā)生漏電、點(diǎn)燈不亮等電氣異?，F(xiàn)象。
三，常溫常壓沖擊測試：
針對對象：LED燈具（含LED Driver的成品燈具）
參照標(biāo)準(zhǔn)：行業(yè)經(jīng)驗(yàn)
使用設(shè)備：勤卓JK型號高低溫試驗(yàn)箱
測試方法：
1，將5款LED燈具放置在一個(gè)室溫為25℃的環(huán)境下；
2，按LED燈具的額定輸入電壓接通電源點(diǎn)燈；
3，通過繼電器控制燈具在常溫常壓下進(jìn)行沖擊測試，測試設(shè)置為：點(diǎn)燈30s、熄燈30s，循環(huán)10000次。
測試要求：
A，燈具在經(jīng)過常溫常壓沖擊測試后，不能發(fā)生漏電、點(diǎn)燈不亮等電氣異常現(xiàn)象。
四，溫度循環(huán)測試：
針對對象：LED燈具（含LED Driver的成品燈具）
參照標(biāo)準(zhǔn)：行業(yè)經(jīng)驗(yàn)
使用設(shè)備：勤卓CK型號高低溫循環(huán)試驗(yàn)箱
測試方法：
1，將5款LED燈具放置在一個(gè)測試箱，測試箱的溫度可以調(diào)節(jié)溫度變化速率；
2，按LED燈具的額定輸入電壓接通電源點(diǎn)燈；
3，測試箱的溫度變化范圍設(shè)置為從-10℃到50℃，溫變速率為：大于1℃/min，但小于5℃/min；
4，測試箱在高溫和低溫各保持0.5H，循環(huán)8次。
測試要求：
A，燈具在經(jīng)過溫度循環(huán)測試后，不能發(fā)生漏電、點(diǎn)燈不亮等電氣異?，F(xiàn)象。
五，恒定濕熱測試：
針對對象：LED燈具（含LED Driver的成品燈具）
參照標(biāo)準(zhǔn)：行業(yè)經(jīng)驗(yàn)
使用設(shè)備：勤卓HK型號恒溫恒濕試驗(yàn)箱
測試方法：
1，將5款LED燈具放置在一個(gè)恒溫恒濕箱，恒溫恒濕箱的設(shè)置為相對濕度95%，溫度為45℃；
2，按LED燈具的額定輸入電壓接通電源點(diǎn)燈48H；
3，將樣品取出后擦干表面水珠，放在正常大氣壓和常溫下恢復(fù)2H后進(jìn)行檢查。
測試要求：1，外觀無銹蝕、裂痕或其它機(jī)械損傷；
2，燈具不能發(fā)生漏電、點(diǎn)燈不亮等電氣異常現(xiàn)象。
六，振動(dòng)測試：
針對對象：LED燈具（含LED Driver的成品燈具）
參照標(biāo)準(zhǔn)：行業(yè)經(jīng)驗(yàn)
使用設(shè)備：勤卓ZK型號模擬振動(dòng)試驗(yàn)臺
測試方法：
1，將5款LED燈具樣品包裝好放置在振動(dòng)測試臺上；
2，將振動(dòng)測試儀的振動(dòng)速度設(shè)為300轉(zhuǎn)/分鐘，振幅設(shè)為2.54厘米，啟動(dòng)振動(dòng)儀；
3，將燈具按以上方法在上下、左右、前后三個(gè)方向上分別測試30分鐘。
測試要求：
A，燈具在經(jīng)過振動(dòng)測試后，不能發(fā)生零件脫落、結(jié)構(gòu)損壞、點(diǎn)燈不亮等異?，F(xiàn)象。
七，壽命測試：
針對對象：LED燈具（含LED Driver的成品燈具）
參照標(biāo)準(zhǔn)：行業(yè)經(jīng)驗(yàn)
使用設(shè)備：勤卓SK型號紫外線老化試驗(yàn)箱
測試方法：
1，將5款LED燈具在室溫25℃的環(huán)境下，按額定輸入進(jìn)行初始光通、功率、色溫等參數(shù)的測試；
2，初始測試完成后，將這些樣品放置在一個(gè)室溫為25℃的環(huán)境下，按額定輸入電壓接通電源點(diǎn)燈；
3，前三個(gè)月，每隔10天對這些樣品進(jìn)行一次和初始測試同等環(huán)境、同樣條件的測試，將測試的光通、功率、色溫等記錄下來并和初始參數(shù)進(jìn)行對比；
4，測試進(jìn)行到三個(gè)月之后，則調(diào)整測試間隔為每月進(jìn)行一次參數(shù)測試，記錄數(shù)據(jù)并和初始值對比；
測試要求：
1，燈具在壽命測試中，當(dāng)光通衰減為其初始光通的70%的時(shí)間，則為該樣品的壽命，通過所有樣品的壽命的平均值計(jì)算可得出該LED燈具的平均壽命；
2，LED樣品在測試過程中出現(xiàn)點(diǎn)燈不亮的現(xiàn)象，則為其壽命時(shí)間。
以上七種LED產(chǎn)品檢測，需要借助高低溫試驗(yàn)箱|高低溫循環(huán)試驗(yàn)箱|冷熱沖擊試驗(yàn)箱|恒溫恒濕試驗(yàn)箱|模擬運(yùn)輸振動(dòng)試驗(yàn)臺|高溫老化試驗(yàn)箱等試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。歡迎LED生產(chǎn)企業(yè)致電，咨詢LED試驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)和價(jià)格，我司為您量身定做科學(xué)試驗(yàn)設(shè)備。
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