LED-testistandardit ja -testausmenetelmät

Mikä on LED-testausstandardi?
Puolijohdevalodiodi (LED) on uudentyyppinen valoa emittoiva kappale, jolla on korkea sähköoptinen hyötysuhde, pieni koko, pitkä käyttöikä, matala jännite, energiansäästö ja ympäristönsuojelu. Se on ihanteellinen valaistuslaite seuraavalle sukupolvelle. LED-valosähköinen testaus on tärkeä ja ainoa tapa testata LED-valosähköistä suorituskykyä, ja vastaavat testitulokset ovat perusta maan LED-teollisuuden nykyisen kehitystason arvioinnille ja heijastamiselle. LED-optoelektronisten testausmenetelmien standardien kehittäminen on tärkeä tapa mitata LED-tuotteiden optoelektronisia ominaisuuksia yhdenmukaisesti, ja lähtökohtana on, että testitulokset todella heijastavat maan LED-teollisuuden kehitystasoa. Yhdessä uusimman kansallisen LED-testausmenetelmästandardin kanssa tässä artikkelissa esitellään useita LED-valosähköisen suorituskykytestin päänäkökohtia.

1. Esittely
Puolijohde-LEDejä (LED) on käytetty laajalti merkkivaloissa, signaalivaloissa, mittariston näytöissä, matkapuhelinten taustavaloissa, ajoneuvojen valonlähteissä ja muissa tilanteissa. Erityisesti valkoisen LED-teknologian kehittyessä LEDien käyttö valaistusalalla on yleistynyt. Aikaisemmin ei kuitenkaan ollut kattavia kansallisia standardeja ja alan standardeja LED-testaukselle. Tuotantokäytännössä käytettiin perustana vain suhteellisia parametreja. Eri valmistajien, käyttäjien ja tutkimuslaitosten välillä oli paljon kiistoja tästä, mikä on vaikuttanut merkittävästi kotimaisen LED-teollisuuden kehitykseen. Siksi syntyi kansallinen standardi puolijohde-LEDien testausmenetelmille.

2. LED-testausmenetelmä
Erilaisten LED-sovellusalueiden todellisten tarpeiden perusteella LED-testauksen on sisällettävä monia näkökohtia, mukaan lukien: sähköiset ominaisuudet, optiset ominaisuudet, kytkentäominaisuudet, väriominaisuudet, lämpöominaisuudet, luotettavuus ja niin edelleen.

2.1 Sähköiset ominaisuudet
LED on puolijohteisista epäorgaanisista materiaaleista valmistettu unipolaarinen PN-liitosdiodi, jonka jännitteen ja virran välistä suhdetta kutsutaan voltti-ampeeriominaiskäyräksi. Alla olevasta kuvasta voidaan nähdä, että LEDin sähköiset ominaisuusparametrit ovat eteenpäin suuntautuva virta, eteenpäin suuntautuva jännite, vastavirta ja vastajännite. LEDin normaali toiminta edellyttää sopivaa virtaa ja jännitettä. LEDin sähköisten ominaisuuksien testaamisen avulla voidaan määrittää LEDin suurin sallittu eteenpäin suuntautuva jännite, eteenpäin suuntautuva virta sekä vastajännite ja -virta, ja myös LEDin optimaalinen käyttöteho.

LEDin voltti-ampeeriominaiskäyrä

LEDin sähköisten ominaisuuksien testaus suoritetaan yleensä jännite- ja ampeerimittarilla vastaavan vakiovirran ja vakiojännitelähteen virtalähteen alla.

2.2 Optiset ominaisuudet
Kuten muidenkin valonlähteiden, LED-valojen ominaisuuksien testaukseen kuuluvat pääasiassa valovirta ja valotehokkuus, säteilyvirta ja säteilytehokkuus, valon voimakkuus ja valon voimakkuuden jakautuminen sekä spektriparametrit.
(1) Valovirta ja valotehokkuus
Valovirran testaamiseen on kaksi menetelmää: integroivan pallon menetelmä ja muuttuvan kulman fotometrimenetelmä. Muuttuvan kulman fotometrimenetelmä on tarkin menetelmä valovirran testaamiseen, mutta koska se vie paljon aikaa, valovirran testaamiseen käytetään yleensä integroivan pallon menetelmää. Kuten alla olevassa kuvassa näkyy, LED-valovirran mittaamiseen on olemassa kaksi testausrakennetta olemassa olevalla integroivan pallon menetelmällä.

Täysi avaruuskulmatesti

2 jenin avaruuskulmatesti

Lisäksi valonlähteen itseabsorptio vaikuttaa testituloksiin, kun valovirta mitataan integroivalla pallomenetelmällä. Siksi käytetään usein apuvaloja, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty.

Apuvalaisimen menetelmä itseabsorptiovaikutuksen poistamiseksi

Valovirran mittaamisen jälkeen LEDin valotehokkuus voidaan mitata sähköisten parametrien testerillä. Säteilyvuon ja säteilytehokkuuden testausmenetelmät ovat samanlaiset kuin valovirran ja valotehokkuuden testausmenetelmät.

(2) Valon voimakkuus ja valon voimakkuuden jakautuminen

Pistevalotesti

LED-valon voimakkuustesti

Kuten alla olevassa kuvassa näkyy, pistemäisen valonlähteen valonvoimakkuus jakautuu tasaisesti kaikkiin suuntiin avaruudessa, eivätkä eri vastaanottoaukoilla varustettujen ilmaisimien eri etäisyyksillä vastaanottamat testitulokset muutu. LEDien epäjohdonmukaisen valonvoimakkuuden jakautumisen vuoksi testitulokset kuitenkin vaihtelevat. Testietäisyyden ja ilmaisimen aukon vaihtelu. Siksi CIE-127 ehdottaa kahta suositeltua testiolosuhdetta, jotta kutakin LEDiä voidaan testata ja arvioida valonvoimakkuuden osalta samoissa olosuhteissa. Tällä hetkellä useat LED-valmistajat ja testauslaitokset ovat maininneet CIE-127-olosuhteet.

CIE-127-standardin suositellut LED-valon voimakkuuden testausolosuhteet

High Precision Rotation Luminaire Goniophotometer 

(3) Spektriparametrit
LEDien spektraaliset ominaisparametrit sisältävät pääasiassa huippuaallonpituuden, spektraalisen säteilyn kaistanleveyden ja spektraalisen tehon jakauman. Monokromaattisen LEDin spektri on yksi huippu, ja sen ominaisuudet ilmaistaan ​​huippuaallonpituuden ja kaistanleveyden avulla, kun taas valkoisen LEDin spektri koostuu useista monokromaattisista spektreistä. Kaikkien LEDien spektraaliset ominaisuudet voidaan esittää spektraalisen tehon jakauman avulla, ja kromaattisuusparametrit voidaan myös laskea LEDien spektraalisen tehon jakaumasta.
Spektraalisen tehojakauman testaus on suoritettava spektroskooppisesti, jolloin mitataan kunkin värin valon ja sekavalon erottelu. Yleensä valon jakamiseen voidaan käyttää prismoja ja hiloja.

Valkoisen LEDin spektraalinen tehonjako

2.3 Kytkimen ominaisuudet
LED-kytkentäominaisuudet viittaavat valon, sähkön ja värin muutoksiin LED-valon kytkemisen ja katkaisemisen yhteydessä. LED-kytkentäominaisuuksia testaamalla voidaan saada selville LED-valon toimintatilan ja materiaaliominaisuuksien muutokset kytkemisen ja katkaisemisen yhteydessä.

2.4 Väriominaisuudet
LEDien väriominaisuuksiin kuuluvat pääasiassa kromaattisuuskoordinaatit, hallitseva aallonpituus, värin puhtaus, värilämpötila ja värintoisto jne. LEDien väriominaisuudet ovat erityisen tärkeitä valkoisille LEDeille.
Olemassa olevia väriominaisuuksien testausmenetelmiä ovat spektrofotometria ja integrointimenetelmä. Kuten alla olevassa kuvassa on esitetty: Spektrofotometrisessä menetelmässä mitataan LEDin spektraalinen tehojakauma monokromaattorin avulla ja sitten käytetään kromaattisuuden painotusfunktiota integrointiin vastaavien kromaattisuusparametrien saamiseksi; integrointimenetelmässä käytetään erityistä värisuodatinta ja fotodetektoria kromaattisten parametrien suoraan mittaamiseen; spektrofotometrian tarkkuus on paljon suurempi kuin integroinnin.

LED-väriominaisuuksien testausmenetelmä

LPCE-2(LMS-9000)Erittäin tarkka spektroradiometrinen integroiva pallojärjestelmä

2.5 Lämpöominaisuudet
LEDien lämpöominaisuudet viittaavat pääasiassa lämpöresistanssiin ja liitoskohdan lämpötilaan. Lämmönresistanssi on lämpövirtausreitin ylittävän lämpötilaeron suhde reitin ylittävään tehoon. Liitoskohdan lämpötila viittaa LEDin PN-liitoksen lämpötilaan. LEDien lämpöresistanssi ja liitoskohdan lämpötila ovat tärkeitä tekijöitä, jotka vaikuttavat LEDien optoelektroniseen suorituskykyyn.
LED-liitoslämpötilan testaamiseen on yleensä kaksi menetelmää: toinen on mitata LED-sirun pintalämpötila infrapunalämpötilan mittausmikroskoopilla tai mikrolämpöparilla ja pitää sitä LED-liitoslämpötilana, mutta tarkkuus ei riitä; Ensimmäinen on määrittää LED-liitoslämpötila käyttämällä käänteistä suhdetta eteenpäin suuntautuvan esijännitteen ja liitoslämpötilan välillä tietyllä virralla.

T5_LED-lämpö- ja sähköinen suorituskykyanalysaattori

2.6 Luotettavuus
LEDien luotettavuuteen kuuluvat sähköstaattiset herkkyysominaisuudet, käyttöikä, ympäristöominaisuudet ja niin edelleen. Sähköstaattinen herkkyysominaisuus viittaa sähköstaattisen purkauksen jännitteeseen, jonka LED kestää. Joidenkin LEDien korkean resistiivisyyden ja positiivisen ja negatiivisen elektrodin välisen lyhyen etäisyyden vuoksi, jos sähköstaattinen varaus molemmissa päissä kasvaa tiettyyn arvoon, tämä sähköstaattinen jännite rikkoo PN-liitoksen. Siksi on tarpeen testata LEDien sähköstaattiset herkkyysominaisuudet, jotta saadaan LEDien sähköstaattisten purkausvikojen kynnysjännite. Tällä hetkellä ihmiskehotilaa, konetilaa ja laitteen lataustilaa käytetään yleensä sähköstaattisen purkauksen ilmiön simulointiin tosielämässä.

Jotta voidaan havaita LEDin valotehon muutoslaki pitkäaikaisessa jatkuvassa käytössä, on suoritettava LEDin näytteenottotesti ja määritettävä LEDin käyttöiän parametrit pitkäaikaisten havaintojen ja tilastojen avulla. LEDin ympäristöominaisuuksien testaamiseksi sitä käytetään usein simuloimaan erilaisia ​​luonnollisia vaikutuksia, joihin LED kohtaa sovelluksia, yleensä: korkean ja matalan lämpötilan iskukoe, kosteussyklikoe, suolasumutesti, hiekka- ja pölytesti, säteilytesti, tärinä- ja iskukoe, pudotuskoe, keskipakoiskiihtyvyyskoe jne.

Korkean ja matalan lämpötilan kosteuskammio

3. Kansallisten standardien laatiminen
Yhteenvetona edellä mainituista testausmenetelmistä voidaan todeta, että puolijohdevalodiodien testausmenetelmiä koskevassa kansallisessa standardissa on vastaavat määräykset LEDien sähköisistä ominaisuuksista, optisista ominaisuuksista, lämpöominaisuuksista, sähköstaattisista ominaisuuksista ja käyttöiän testistä. Sähköisten ominaisuuksien testiä varten standardi määrittelee LEDien etujännitteen, vastajännitteen ja vastavirran testilohkokaavion; valovirtatestiä varten standardi määrittelee 2π-avaruuskulmatestirakenteen; valonvoimakkuustestiä varten standardi viittaa CIE-127-standardin suosittelemiin olosuhteisiin. Lisäksi spektroskooppinen testi, lämpöominaisuuksien testi, sähköstaattisen purkauksen herkkyystesti, käyttöiän testi jne. on määritelty selkeästi.

ESD61000-2_Sähköstaattisen purkauksen simulaattori

4. Päätelmä
Kansallisen standardin muotoilu tiivistää olemassa olevat LED-testausmenetelmät ja päivittää tieteelliset ja sovellettavat menetelmät standarditestausmenetelmiksi, mikä poistaa hyvin eri elämänalojen väliset erot LED-testauksen alalla ja tekee myös testituloksista todenmukaisemman maan LED-alan yleisen tason. Mutta LED-teknologian jatkuvan kehityksen vuoksi kansallisten standardien muotoilua ei tehdä lopullisesti, ja uusin ja sopivin testaustekniikka tulisi ottaa käyttöön standardissa koko ajan.

Lisun Instruments Limitedin löysi LISUN GROUP vuonna 2003. LISUN laatujärjestelmä on tiukasti sertifioitu ISO9001:2015. CIE:n jäsenenä LISUN tuotteet on suunniteltu CIE:n, IEC:n ja muiden kansainvälisten tai kansallisten standardien perusteella. Kaikki tuotteet läpäisivät CE-sertifikaatin ja kolmannen osapuolen laboratorion todentavat.

Päätuotteitamme ovat Goniophotometri, Integroiva pallo, Spectroradiometri, Surge Generator, ESD-simulaattoriaseet, EMI-vastaanotin, EMC-testauslaitteet, Sähköturvallisuustesteri, Ympäristökamari, Lämpötilakammio, Ilmastokammio, Lämpökammio, Suolasumutesti, Pölytestauskammio, Vesitiivis testi, RoHS-testi (EDXRF), Hehkulangan testi ja Neulan liekkitesti.

Ota rohkeasti yhteyttä, jos tarvitset tukea.
Tekninen osasto: Service@Lisungroup.com, Solu/WhatsApp: +8615317907381
Myyntiosasto: Sales@Lisungroup.com, Solu/WhatsApp: +8618117273997