LM 和TM 的精髓 测量及与新国标的关联 俞安琪

LM79、LM80和TM21的精髓、测量及与新国标的关联俞安琪国家电光源质量监督检验中心(上海)国家灯具质量监督检验中心上海时代之光照明电器检测有限公司报告人的信息*国家电光源质量监督检验中心（上海）副主任*国家灯具质量监督检验中心*上海时代之光照明电器检测有限公司技术负责人*教授级高工；高级审核员；3C高级工厂检查员；*国家认监委3C认证TC05照明电器技术组组长*上海市照明学会理事长*复旦大学电光源研究所教授*全国照明电器标准化技术委员会委员*照明基础分委员会副主任委员俞安琪Tel:021-54337202021-51097935转3072•网址：www.saltnet.com.cn•E-mail:yuaq@saltnet.com.cnyuaq@sqi.org.cnIEC62031标准的热管理图针对LED的结点----tj；针对PN结点最有关联性，且最具有热传导稳定性点---tc；针对LED灯具外壳的点----ta与性能热标志类似性：tc---tp(Tmp);ta---tqLM79的精髓*搞LED应用产品研发的人一定知道，LED模组的声称光效都远高于实际使用的光效。这是因为模组生产企业都是用脉冲电流测量的，此时LED的结温只处于常温状态。tj不同，光、色和电参数也不同。*LED的结温处于常温状态下测量的光、色和电参数对应用产品研发是没有实际的意义的。*LM79的精髓是，测量LED模组的光、色和电参数时，必须要按最终产品在预期/实际使用的tj温度下进行，这样的光、色和电参数对应用产品研发才有实际的意义。*tc/tp(Tmp)点的设定是为了使监控tj的便捷。Tj与tc/tp点的关系*确定最终产品在预期/实际使用的tj温度或者相关联的tc/tp(Tmp)点的温度。其基础是按LM80及TM21进行光衰和寿命推算为前提的（尽管又出现了LM82、LM-84和TM-28）。*LED照明产品特征高效长寿，但是国标的试验周期起码3000h（近5个月时间），评估全寿命起码6000h，需要9个多月，尽管这样，全寿命评估还需要符合“6倍法则”，其综合置信度也仅90%左右。*这样的试验评估时间，企业研发人员等不起，企业等不起，各招标及 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 承包方等不起，各级政府领导的样板工程更等不起。*生产企业对LED照明产品的光衰和寿命快速推算必须采用简洁有效的新方法。PN结工作结温是保证光衰和寿命的核心参数当结温为74℃时，K=70000，得：P=100·exp(-6000/70000)=91.79（2.5万小时）当结温为63℃时，K=100000，得：P=100·exp(-6000/100000)=94.18（3.57万小时）尽管这一光衰对寿命推算的置信度还不高且有一些争论，但LED照明产品光衰和寿命与PN结工作结温紧密相关是不容置疑的。tp点温度与PN结的结温的关系及特点PN结1、tp---体现LED灯具性能的特征温度点，可以与安全要求的tc点重合。通过监控tc/tp点温度来达到监控结温tj的目的，从而实现预期的使用寿命。2、tp点与tj点具有稳定的温度传导 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 关系（依据全自动和可靠的封装工艺来保证）。3、在测量LED模组K值的基础上及预期的驱动电流下，同时测量结温和Tp点温度确立两者函数关系。不同的驱动电流以及不同的预期寿命将导致不同的函数关系，所控tp点的温度也不同4、当LED模组装入照明产品后，采用通用的测量器具能方便地测量Tp点温度。Tp点tp点的标注不仅是一个标志，更重要的是承前启后的作用5、tp点温度的标注是在预期的驱动电流下，按照LM80方法对LED模组进行过6000h光衰和寿命试验而确立关系的，在得到结温和Tp点温度的相互关系以及光衰的前提下再标注出Tp，*在标注的同时还可得此时光效和光色参数。6、tp点的标注温度应该由LED封装企业或有能力的实验室根据预期的工作条件测量后提供。封装企业在卖LED模组时还应按需求提供不同的驱动电流以及不同的预期寿命下tp点温度的不同限值。这样才是合格及负责任的企业。7、终端产品制造企业按不同的需求，当LED灯具在正常工作条件下达到热平衡时，不仅能实现预期的光效、光色，而且只要tp点的实测温度不高于其标称值，那么该LED灯具光衰就能达到预期值。8、前、后工序利用共同的tp点温度，使测量参数通用。▲Tp点标注温度的作用与限值*对于企业来讲，基本都具备测量tp点温度的能力。根据上面的要求获得正确标注出tp点温度的LED模块后， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 人员可根据灯具的结构，设计合适的散热器，以保证LED灯具在ta(tq)的环境和正常使用的条件下，连续工作达到热平衡时，灯具内LED模块的tp点的实测温度不高于其标注温度，那么，该灯具就基本能达到预期的光衰和使用寿命。*在评估该LED灯具的性能指标时，检测机构在进行灯具热试验时，只要测量tp点温度不超过其标称值，就认为该灯具基本能达到其设计的预期使用寿命。*可惜到目前为止，封装企业没有标注，终端产品生产也没有用，各工程发标方都没有按照这一北美和欧洲已开始使用的方法对工程用LED灯具进行评估。（有实物产品没有参数；有了的参数也不可信；生产企业不懂得索取参数及如何应用。）结温和标注Tp点温度的实例光通量（lm）275中心光强（cd）620灯功率（w）4.7Tp/Tj(℃)67.1/76.8光效（lm/w）58.5L70光通维持率推算寿命（h）（6048小时试验）138000色温(k)299036288显色指数82L90光通维持率推算寿命（h）35400*上述实例是Cree公司产品做成MR16形式的LED灯的测量数据。*按照LM80进行了6048（h）,按照IESNATM21-2011的“6倍法则”，L70光通维持率推算寿命不得超过6倍的试验时间（h）,所以L70只能标36288（h）。随着试验时间的延长，L70的时间也能标长。但允许标L90=35400（h）。结论（LM80和IESNATM21的精髓）*结温是LED照明产品的核心参数，通过测量和控制工作结温，能快速地判断LED照明产品的散热合理性和预期使用寿命，并且确定合适的成本和性价比。*但结温不易测量，所以美国和欧盟都通过在预计的工作条件下，建立LED模组的tj与tp(Tmp)的函数关系，从而通过测量tp(Tmp)值也能快速且较准确地判断LED的预期寿命。*在建立LED模组的tj与tp(Tmp)的函数关系的基础上，当LED应用在器具内，在正常工作条件下达到热平衡并接近和不超过tp(Tmp)时，器具不仅能实现预期的光效、光色，而且该LED器具的光衰也能达到预期值。它实现前、后工序利用共同的Tp点温度，使测量参数通用，起到承前启后的作用。*LM80标准规范了LED模组进行光衰和寿命推算的基本方法并且提出了L70的概念。*TM21标准在LM80标准的基础上提出了通过测量某一组（20个或以上）模组55℃和85℃的一套光衰参数，然后再根据该组模组在照明产品中的实际使用温度，按上述的一套光衰参数推算出照明产品预期的L70的使用寿命。*LM-84和TM-28用1.直接外延方法和2.组合外延程序方法类似GB/T29294-2012LED筒灯性能要求与LM80及TM21的内在关联性*GB/T29294-2012《LED筒灯性能要求》2012年12月31日颁布，于2013年9月1日实施。*灯具性能的环境温度（tq）tq（性能）≤ta（安全）*对于给定的寿命时间，tq温度是一个定值，不是变值。但是，根据声称的寿命时间，可以有多于一个的tq温度（与tp对应）。*tp-点tp-point在LED模块表面测量性能温度tp点的位置*tp（性能）≤tc（安全），这是仅当tp点与tc点位置相同时的情况。tp与tc的位置可以不同，但tc值是主要的。*tp可能多于一个，取决于声称的寿命时间，（tp越高，寿命越短），对于给定的寿命时间，tp温度是一个定值，不是变值。GB/T29294-2012《LED筒灯性能要求》与温度有关的内容*带有调光控制的LED灯具应调节到最大输出功率进行所有试验。*光通量维持率试验期间，在LED模块上制造商指定的最高温度点上的温度tp不应超过制造商的指定值。如制造商没有指定最高温度点及其温度，LED模块外壳最高温度不应超过65℃，LED控制装置外壳的最高温度不能超过50℃。*7.4.5色维持在光通量维持率试验结束时，LED筒灯的色度与初始值的偏差应在CIE1976（u’v’）图中的0.007内。GB/T29294-2012《LED筒灯性能要求》与温度有关的内容7.6热试验*当灯具在tq下工作时，LED光源不应超过其性能温度tp。*tp-点的温度不应超过LED模块标记的tp温度，LED灯不应超过相关标准或制造商给出的与灯具性能相关的温度限值。制造商没有提供相关温度时，LED光源外表面的最高温度不应超过65℃。*tp试验报告上应有图像或照片指出热试验时热电偶附着点的位置。*根据说明书规定的安装方式进行试验，如果未提供安装方式的说明，则应进行嵌入安装和固定安装两种安装方式的热试验。现实问题的提出*前面提到，我国的现实问题是封装企业没有给出相关的热参数，生产企业不懂得索取参数及如何应用这些参数对LED灯具的光衰进行评估。*做灯具的企业只会说：模组引线脚的温升X℃。模组引线脚可以设定为tp点，但是，没有在预期的驱动电流下热平衡时测得的tj和tp及相互关系（有时两者相差很大），仅有引线脚的温升对光衰的评估是毫无意义的。*如何对没有热参数的LED灯具在预期的工作状态开展准确的tj和tp测量并且得到相互关系，并且利用已知的相同类型的tj与光衰的关系进行大致的评估，这是LED的制造企业迫切需要解决的问题。这不仅关系到光衰寿命，而且还关系到性价比。LED整灯热管理 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 系统对LED整灯进行准确的tj和tp测量是时代之光与力兹公司联合申请并获得授权的发明专利，其最大的作用是：热分析：整灯在不同温度环境中及不同驱动电流下测得Tj-Tp关系及热阻。结合《LM80～LM84》《TM21～TM28》快速推测LED寿命。 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 选用：对基板等导热材料、粘接、散热、封装材料等进行对比选用。工艺验证：制造工艺设计、更改效果验证、长期点灯过程中连续监测热参数变化。结构设计：外壳结构设计、LED颗粒排布、外壳材料选用。供应商筛选：哪个供应商的材料更好。基本技术指标•工作电源：110V/220V50/60Hz；工作电流<0.5A；•定标参数•标定电流:1.0mA或5.0mA±0.2%；•最高标定电压:<100V或350V;•温控方式:阶梯升温式定标法/三点快速定标法/降温式定标法•温度误差:±0.5℃•结温测量参数:•读数点偏差:<12uS（34411A);采样脉冲宽度:<5mS•温度测量误差:Tj±1℃(单粒LED)•驱动方式:外置(成品驱动器或其他电源)•LED回路电流:<6A(LEDT300B)、<20A(LEDT300HC)•热阻公式：RQJR=(Tj-TR)/PR注意式中PR是加热功率，而电源给LED的功率必须减去发光的绝对功率才是加热功率。*这就涉及测光，现在大多是错误的。对220V2.5W钨丝灯状LED灯的测量LED灯整体测试电流：11mA输出电压：216V测试时间：2小时定标电流：1mA;结温：114.54℃（红色）外壳温度：（绿色）41.8℃CH2：环境温度；（蓝色）26.66℃T8直管灯20V18W定标电流：1mA结温：61.87℃（红色）结温：61.87℃（红色）CH2：环境温度；（蓝色）4.83℃LEDT8直管灯测试灯电流：283mA灯电压：65.1V测试时间：1小时光向上时60℃光向下61.87℃能测量LED结温和Tp点温度以及光效、光色参数的测量系统对加速寿命试验方法的预期*LED初看起来是一个与普通二极管差不多的电子元器件，但是，在照明应用时其前面涂覆的含有荧光粉的硅胶层具有较多有机材料，而有机材料组成的器件老化的客观规律与无机的电子元器件的客观规律完全不同，并且工作机理不同，所以目前通过高低温交变、电压应力、高温的（电子产品）加速试验方法，只能用来LED驱动等电子元器件和控制电路的可靠性评估，这也是评估LED照明产品早期失效和使用寿命的重要试验要求，但是不能代替对LED光源的光通维持率试验。*按理，加速寿命试验方法推算出来的数学模型对加速寿命的参数推算的结果应与正常寿命的试验参数吻合才认为其加速的有效性。但是可以预期，即使有机构声称其加速试验得出的数学模型对加速参数推算的结果与正常寿试参数吻合，那也是局部的而不是普遍能适用的。谢谢！www.saltnet.com.cnE-mail:yuaq@saltnet.com.cnyuaq@sqi.org.cn上海市江月路900号2号楼201114电话:021-54337202传真:021-54337000国家电光源质量监督检验中心（上海）国家灯具质量监督检验中心上海时代之光照明电器检测有限公司