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是时候重新审视L70标准了?

时间:2018-09-10 作者:Yoelit Hiebert 阅读:
“客户并不关心流明,他们关心的是他们室内的光线如何。客户想要知道的是,他们的光照度能否在一段时间内维持在一定水平。”

最近关于L70度量标准在表征LED照明预期寿命的实用性方面出现了不小的议论。问题在于,照明制造商是否应该重新核准性能指标,以便更紧密地与客户期望保持一致。

对于那些不熟悉L70度量标准的人,普及一下,它是以小时为单位的时间点,在该时间点,光源预计只能提供初始流明的70%。与白炽灯会突然变暗不一样,LED流明输出会随着时间而降低,因此需要度量。

在理想的工作条件下,LED可以持续发光数万小时。因此,我们便可计算出L70度量指标,通过将一组有限的、灯具中所用LED封装的流明维持率测试数据(IES LM-80-15,IES所批准方法:《Measuring Luminous Flux and Color Maintenance of LED Packages, Arrays and Modules(测量LED封装、阵列和模块的光通量和颜色维持率)》)应用到一个外推协议(《IES TM-21-11,Projecting Long Term Lumen Maintenance of LED Light Sources(预测LED光源的长期流明维持率)》),即可达到此值。这种方法有一些局限性:

  • LED封装制造商不会收集每种封装排列的流明维持率数据。
  • 其他退化机制(例如镜头退化、在不适当环境中操作、污垢积聚等)会影响总体的灯具流明维持率。
  • 在受控的测试实验室环境中测量输出流明与最终产品的实际操作环境不同。
  • 也许最重要的是,客户最终并不关心流明输出本身。客户只是希望他们的员工能够看得见,从而能够安全地完成他们的工作。正如Flex公司LED产品和技术高级总监Jordon Musser所说,“客户并不关心流明,他们关心的是他们室内的光线如何。客户想要知道的是,他们的光照度能否在一段时间内维持在一定水平。”

重要的是要认识到,有些超出制造商控制范围之外的参数会直接影响光照水平。室内的物理环境(例如,油漆和家具颜色)可能会影响工作场所的照明,在不适合产品的环境中工作也如此。

鉴于上述情况,客户可以做些什么,来确保他们想要购买的LED照明产品能“在一定时间内在一定水平工作”?Flex最近发表的一篇白皮书《How Do You Avoid Specifying the Wrong LED High Bay?(如何避免指定错误的LED高棚灯?)》中提供了一些建议。

驱动器预期寿命

驱动器通常是照明系统中使用寿命最短的器件,而热量是导致其过早失效的最大因素。因此,确定预期环境温度下的预期寿命非常重要,可以通过图1这种图表进行确定。

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图1:驱动器寿命与驱动器外壳温度之间的关系。(图片由Flex Lighting Solutions提供)

请注意,在这个典型示例中,驱动器外壳温度高于75℃时的预期寿命会大幅下降。由于外壳温度随着环境温度的升高而增加,客户可以预期,环境工作温度越高,灯具驱动器需要更换的频率越高。

灯具功效

如图2所示,随着LED封装功效的不断提高,150lm/W的灯具功效正变得越来越普遍。虽然这不是绝对指标,但较低功效的产品可能表明,它采用了低质量的LED封装,或其他可能影响长期流明维持率的降成本措施。

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图2:在25℃和35A/cm2输入电流密度下测得的商用LED封装的功效。(图片来源:美国能源部《2017 Suggested Research Topics Supplement: Technology and Market Context(2017年建议研究课题补充:技术和市场背景)》)

TM-21 L70投影

如上所述,TM-21是IES批准、用于预测LED光源长期流明维持率的方法。关键指标是在指定流明维持率水平(例如,L70)下的“报告小时数”。TM-21方法既考虑了对LED封装施加的驱动电流,也考虑到这些封装的外壳工作温度。报告的小时数被限制为预测所基于的、LM-80 LED封装流明维持率数据的总测试持续时间的六倍(例如,如果LM-80测试持续时间为6000小时,则报告小时数不得超过36,000小时,见表1)。

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表1:外推报告(根据现场输入温度预测)。(图片由Flex照明解决方案提供)

除了前述L70度量限制之外,TM-21方法也不能解释灯具电路或LED完全停止发光的“硬”故障、如上所述的LED驱动器故障或色度偏移。作为采购评估的一部分,了解TM-21报告能和不能提供哪些信息非常重要。

Flex照明解决方案的北美高级业务开发经理Waled Johnson分享了这一观点:“人工照明的主要功能是让人类能够看到其原本无法看到的东西。由于LED技术已经开始主导照明行业,我们已经失去了对这一基本功能的关注。我们开始迷恋于LED利用传感器和物联网技术的能力。照明行业无法准确与消费者沟通,他们的LED确切能够在特定环境中使用多长时间,这是一个根本的失败。”

LM-80/TM-21方法是在LED照明仍然相对较新的时候开发的,那时迫切需要对制造商如何向客户传达预期使用寿命进行一些标准化。但随着LED技术的发展、改进和变得越来越普遍,也许现在是时候业界再次关注长期性能的表征方式了,以便它可以更贴近最终客户的真实需要。

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Yoelit Hiebert
Yoelit Hiebert过去十年一直从事LED照明领域的工作,在行业制造和最终用户方面拥有丰富的经验。 她与照明工程协会一起,积极参与固态照明和控制标准的开发。Yoelit拥有密苏里科技大学的电子工程学士学位和硕士学位。她是注册专业工程师,通过认证的能源经理,并获得了国家照明行业资格认证委员会的照明认证。
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