国标GB_T 24824-2009和北美技术规范LM79-2008的异同比较.doc

标准 国标GB/T 24824-2009和北美技术规范LM-79-2008的异同比较发布日期：2011-09-13 来源：照明工程师社区 作者：李倩 杨培芳 潘建根 浏览次数：551摘要：北美照明学会发布的IES LM-79-2008Approved Method: Electrical and Photometric Measurements of Solid-State Lighting P摘要：北美照明学会发布的IES LM-79-2008Approved Method: Electrical and Photometric Measurements of Solid-State Lighting Products和中国国家标准GB/T 24824-2009 普通照明用LED模块测试方法是全球范围内率先发布的两项关于LED产品测量方法的标准，两者都对LED产品的光电性能测量方法作出了较为明确的规定，有很多相同点，但也存在一些区别。本文主要从试验的一般要求、光通量、空间光强分布以及颜色参数测量等方面来阐述上述两个标准的异同，希望能对读者更深入地理解和应用这两个标准有所帮助。关键词：标准，LED，光通量，光强分布，颜色不均匀性，绝对测量Keywords: standard，LED，luminous flux，luminous intensity distribution，spatial colornon-uniformity，absolute measurement一、概述近年来，国内外半导体照明飞速发展，LED因其特殊的发光机制和性能，其检测方法和评价标准成为了世界LED产业所面临的共同挑战，世界各主要发达国家均把LED标准和检测技术的开发放在了极为重视的地位。其中，美国是LED产业最发达，同时也是最重视LED检测和标准化的国家之一。2008年，北美照明学会率先推出LM-79-2008Approved Method: Electrical and Photometric Measurements of Solid-State Lighting Products (固态照明产品批准的电气和光度测量方法)，该标准也被用作美国能源之星(Energy Star)认证和美国商用LED产品有效评估和报告(CALiPER)项目的主要参考标准之一。我国也十分重视半导体照明检测和标准，科技部启动了多项国家863高新技术项目，攻克LED检测中的诸多技术难题。与此同时，国家标准化管理委员会和相关机构也适时展开了LED的标准化工作，业内众多专家学者都参与到了这些标准化工作中。2009年，我国首个关于LED产品光电性能检测的国家标准GB/T 24824-2009普通照明用LED模块测试方法正式出台，实际上，该标准早在2008年底就完成了报批稿。GB/T 24824-2009适用于各种功率大于1W的LED模块，根据国际电工委员会(IEC)和我国标准的定义，LED模块是半导体照明标准化解决方案的基础，也包括封装LED、LED灯和灯具等LED相关产品，因此相关LED产品的国家标准1,2,3在涉及相关的检测内容时都直接引用了GB/T 24824-2009标准。LM-79-2008和GB/T 24824-2009都主要涉及LED产品的光电性能检测，有很多共通的地方，具有很强的可比性。GB/T 24824-2009的主要起草人，曾参加了美国有关LM-79的讨论，并根据国内LED标准化工作的基础，并对其草案提出了一些意见，从最后发布的版本来看，不少意见也被采纳。2008年受美国NIST邀请，GB/T 24824-2009的主要起草人与美国LM-79主要技术负责人在NIST就LED标准化问题进行了专题研讨。本文将就GB/T 24824-2009和LM-79-2008这两则标准的异同进行比较，希望能给业界以参考。二、总体比较两则标准的总体比较见表1，两者在试验的一般要求上基本相似，对光通量测量、光强分布测量、颜色特性测量所采用的方案也基本相同。LM-79-2008中强调了LED产品必须采用绝对测量，国标GB/T 24824-2009也采用了绝对方法测量光学性能参数。除了一般的光电性能检测外，GB/T 24824-2009还包括开关、寿命和发光维持特性试验。此外，两者在测量操作的具体方面也存在差异，这些差异也可能会在一定程度上影响测量结果，下文将给出进一步的比较和阐述。三、试验的一般要求在试验的一般要求中，LED产品的稳定性是最重要的，两则标准都充分考虑了温度、气流、燃点姿态、热管理等影响稳定性的因素，但也存在一些小的差异，如表2所示。GB/T 24824-2009在附录中给出了几个修正系数，用来修正非规定条件（如环境温度25以外，被测物处在非规定燃点姿态等）下的测量结果。与LM-79-2008相比，国标提高了测量的可操作性，但实际上是放宽了测量要求。在高精度测量场合，GB/T 24824-2009仍要求LED产品应在标准规定条件下操作。四、光通量的测量方法1. 积分球替代法两个标准都推荐了4和2两种积分球的测量几何，测量示意图如1和2所示。如图1(b)和图2(c)所示，2测量几何的取光口位于积分球顶部虽然能够使多数LED产品按照其标准的燃点姿态工作，但测试安装比较困难，且积分球内容易积累灰尘，影响积分球涂层反射率的稳定性。考虑到上述问题，图1(b)所示的侧边取样口方案更具有可行性。为了使积分球替代法达到比较好的测量精度，用于定标或校准的标准灯是关键。GB/T 24824-2009和LM-79-2008都提出了尽量使用同类型的标准LED产品作为标准灯，以减小误差，标准LED产品的量值可通过更精确的方法测量，如国家计量院、高精度分布光度计等。LM-79规定采用90%98%的高反射率涂层；而GB/T24824-2009则允许80%左右或者90%98%两种反射率涂层，并且建议当用分光法(积分球光谱辐射计)测量时，使用高涂层反射率(90%98%)；利用积分法(积分球光度计)测量时，使用稳定的低涂层反射率(80%左右)。CIE 84-1989光通量测量方法文件推荐使用80%反射率涂层，众多欧洲权威实验室也使用80%反射率涂层。GB/T24824-2009在积分球涂层方面有更大包容性，允许按整体检测设备配备选择最合适涂层。2. 分布光度计系统GB/T 24824-2009和LM-79-2008中关于分布光度计系统都提供了两种测量方法：照度积分法和光强积分法，测量原理如图3所示。由于照度积分法的测量对距离和被测光源的位置不敏感，且测量光束可以不经过反光镜等中间过程，从而能够实现很高的测量精度，是很多国家建立光通量国家基准的测量方法。GB/T 24824-2009中同样将照度积分法规定为基准测量方法，LM-79-2008虽然没有明确将照度积分法定位基准测量方法，但其所描述精确测量光通量的条件即为照度积分法的条件。值得一提的是，LM-79标准的主要起草人Yoshi Ohno博士在美国宣贯LM-79标准时，还将由我国自主研发的GO-R5000全空间快速分布光度计列为实现LM-79-2008“分布光度计法”测量的设备之一4。表3比较了照度积分法和光强积分法及其测量要求：五、空间光强分布的测量方法利用分布光度计来测量光强分布，需保证平方反比关系成立，即使测量距离足够大，能把被测物近似看成点光源。但两则标准对分布光度计的类型要求不同，GB/T 24824-2009规定各种类型均可，但应注意使用修正系数；而LM-79-2008则要求只能用C型分布光度计，以保证被测LED产品的稳定发光，从这方面来说，LM-79对测量设备要求更为严格。除此之外，上述两个标准对测量光强时的扫描角度间隔要求也不同，LM-79-2008要求平面间(水平)22.5、平面内(垂直)5；GB/T 24824-2009规定平面间角度间隔一般为10或更小，平面内的角度间隔一般为5或更小。六、颜色特性的测量方法光源颜色特性的测量是光源检测的一个重要方面，考虑到LED产品的颜色特性可能是空间不均匀的，测量时通常需要测量光源平均颜色和空间颜色分布。如表1所示，GB/T 24824-2009和LM-79-2008都指出通过积分球光谱辐射计来测量平均颜色，但在测量空间颜色分布时，两者除都利用分布光谱辐射计外，LM-79-2008还规定利用色度计获得空间积分的三刺激值，从而获得空间颜色分布的信息。GB/T 24824-2009和LM-79-2008对光源光谱分布的测量方法、色度参数计算以及空间颜色不均匀度的计算都有相应规定，如表4所示。七、总结综上所述，北美LM-79-2008标准和我国GB/T 24824-2009标准在LED和LED产品的检测方法上，有很多相同之处，但也存在较多的差异。通过本文的阐述，希望能给业界以参考，以便更好理解和应用上述两个标准。GB/T 24824-2009和LM-79-2008两个标准详细地规定了LED模块和LED产品测量方法，以美国LM-79-2008和中国GB/T 24824-2009为基础，进一步建立LED灯具的光辐射测量国际标准已势在必行，国际照明委员会已经成立了R2-42LED灯具的测量方法(Measurement Mehtods of LED Luminaires)，我国GB/T 24824-2009的主要起草人承担了这一项目的主要工作。相信，随着世界范围内LED产业的发展，LED检测和标准化建设也