Tiêu chuẩn thử nghiệm LED và phương pháp thử nghiệm

Tiêu chuẩn kiểm tra LED là gì？
Điốt phát quang bán dẫn (LED) là một loại thân đèn phát sáng mới, có hiệu suất điện quang cao, kích thước nhỏ, tuổi thọ cao, điện áp thấp, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, là thiết bị chiếu sáng lý tưởng cho thế hệ tiếp theo . Thử nghiệm quang điện LED là phương tiện quan trọng và duy nhất để kiểm tra hiệu suất quang điện của LED, kết quả thử nghiệm tương ứng là cơ sở để đánh giá và phản ánh trình độ phát triển hiện nay của ngành công nghiệp LED ở nước ta. Việc xây dựng các tiêu chuẩn về phương pháp thử quang điện tử LED là một cách quan trọng để đo lường thống nhất các đặc tính quang điện tử của các sản phẩm LED, và nó là tiền đề để kết quả thử nghiệm phản ánh chân thực trình độ phát triển của ngành LED nước ta. Kết hợp với tiêu chuẩn quốc gia mới nhất về phương pháp thử nghiệm LED, bài báo này giới thiệu một số khía cạnh chính của thử nghiệm hiệu suất quang điện của LED.

1. Giới thiệu
Điốt phát quang bán dẫn (LED) đã được sử dụng rộng rãi trong đèn báo, đèn tín hiệu, màn hình hiển thị thiết bị, đèn nền điện thoại di động, nguồn sáng xe cộ và các dịp khác, đặc biệt với sự phát triển của công nghệ LED trắng, đèn LED ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn trong lĩnh vực chiếu sáng. Tuy nhiên, trước đây, không có tiêu chuẩn quốc gia và tiêu chuẩn công nghiệp toàn diện về thử nghiệm đèn LED. Trong thực tế sản xuất, chỉ các thông số tương đối được sử dụng làm cơ sở. Các nhà sản xuất, người dùng và cơ quan nghiên cứu khác nhau đã có nhiều tranh chấp về vấn đề này, dẫn đến ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển của ngành công nghiệp đèn LED trong nước. Vì vậy, tiêu chuẩn quốc gia về phương pháp thử nghiệm của điốt phát quang bán dẫn ra đời.

2. Phương pháp kiểm tra LED
Dựa trên nhu cầu thực tế của các lĩnh vực ứng dụng LED khác nhau, việc kiểm tra LED cần bao gồm nhiều khía cạnh, bao gồm: đặc tính điện, đặc tính quang học, đặc tính chuyển mạch, đặc điểm màu sắc, đặc tính nhiệt, độ tin cậy, v.v.

2.1 Đặc tính điện
LED là một diode tiếp giáp PN đơn cực được làm bằng vật liệu vô cơ bán dẫn, là một loại diode tiếp giáp PN bán dẫn, và mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện của nó được gọi là đặc tính vôn-ampe. Có thể thấy từ hình bên dưới rằng các thông số đặc tính điện của đèn LED bao gồm dòng điện thuận, điện áp thuận, dòng nghịch và điện áp ngược. Đèn LED phải được dẫn động bởi dòng điện và điện áp thích hợp để hoạt động bình thường. Thông qua thử nghiệm các đặc tính điện của đèn LED, có thể thu được điện áp thuận, dòng điện thuận và điện áp ngược và dòng điện tối đa cho phép của đèn LED và cũng có thể xác định được công suất điện làm việc tối ưu của đèn LED.

Thử nghiệm đặc tính điện của đèn LED thường được thực hiện với điện áp và ampe kế dưới nguồn điện của nguồn điện áp không đổi và dòng điện không đổi tương ứng.

2.2 Đặc điểm quang học
Tương tự như các nguồn sáng khác, việc kiểm tra các đặc tính của ánh sáng LED chủ yếu bao gồm quang thông và hiệu suất phát sáng, thông lượng bức xạ và hiệu suất bức xạ, cường độ ánh sáng và đặc điểm phân bố cường độ sáng và các thông số phổ.
(1) Quang thông và hiệu suất ánh sáng
Có hai phương pháp để kiểm tra quang thông, phương pháp quả cầu tích phân và phương pháp quang kế góc thay đổi. Phương pháp quang kế góc thay đổi là phương pháp chính xác nhất để kiểm tra quang thông, nhưng vì mất nhiều thời gian nên phương pháp quả cầu tích phân thường được sử dụng để kiểm tra quang thông. Như trong hình dưới đây, có hai cấu trúc thử nghiệm để đo quang thông của đèn LED bằng phương pháp hình cầu tích hợp hiện có.

Ngoài ra, hiện tượng tự hấp thụ ánh sáng của nguồn sáng sẽ ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm khi đo quang thông bằng phương pháp quả cầu tích phân. Do đó, đèn phụ thường được giới thiệu, như trong hình bên dưới.

Sau khi đo quang thông, có thể đo hiệu suất phát sáng của đèn LED bằng máy đo thông số điện. Các phương pháp kiểm tra thông lượng bức xạ và hiệu suất bức xạ tương tự như các phương pháp kiểm tra quang thông và hiệu suất phát sáng.

(2) Cường độ ánh sáng và đặc điểm phân bố cường độ ánh sáng

Như trong hình bên dưới, cường độ ánh sáng của nguồn sáng điểm được phân bố đồng đều theo mọi hướng trong không gian và kết quả thử nghiệm nhận được bởi các đầu báo có khẩu độ nhận khác nhau ở các khoảng cách khác nhau sẽ không thay đổi. Tuy nhiên, do sự phân bố cường độ ánh sáng của đèn LED không nhất quán, kết quả thử nghiệm khác nhau. Kiểm tra khoảng cách và sự thay đổi khẩu độ của máy dò. Do đó, CIE-127 đề xuất hai điều kiện thử nghiệm được khuyến nghị để mỗi đèn LED có thể được kiểm tra và đánh giá cường độ ánh sáng trong cùng điều kiện. Hiện tại, các điều kiện CIE-127 đã được các nhà sản xuất LED và cơ quan thử nghiệm khác nhau trích dẫn.

(3) Các thông số quang phổ
Các thông số đặc trưng phổ của LED chủ yếu bao gồm bước sóng phát xạ đỉnh, băng thông bức xạ phổ và phân bố công suất phổ. Quang phổ của đèn LED đơn sắc là một đỉnh đơn và các đặc điểm của nó được biểu thị bằng bước sóng và băng thông đỉnh, trong khi quang phổ của đèn LED trắng bao gồm nhiều phổ đơn sắc. Các đặc tính quang phổ của tất cả các đèn LED có thể được biểu thị bằng phân bố công suất phổ và các thông số màu sắc cũng có thể được tính toán từ phân bố công suất phổ của các đèn LED.
Việc kiểm tra sự phân bố công suất quang phổ cần được thực hiện bằng máy quang phổ phân biệt từng ánh sáng màu với ánh sáng hỗn hợp để đo. Nói chung, lăng kính và lưới có thể được sử dụng để đạt được sự phân tách ánh sáng.

2.3 Đặc điểm chuyển mạch
Đặc tính chuyển mạch của đèn LED đề cập đến các đặc điểm của ánh sáng, điện năng và sự thay đổi màu sắc tại thời điểm bật nguồn và tắt nguồn của đèn LED. Thông qua thử nghiệm các đặc tính đóng cắt của LED, có thể thu được các quy luật thay đổi của trạng thái làm việc và đặc tính vật liệu của LED tại thời điểm bật và tắt.

2.4 Đặc điểm màu sắc
Đặc tính màu sắc của đèn LED chủ yếu bao gồm tọa độ sắc độ, bước sóng ưu thế, độ tinh khiết của màu sắc, nhiệt độ màu và độ hoàn màu,… Đặc tính màu sắc của đèn LED đặc biệt quan trọng đối với đèn LED trắng.
Các phương pháp kiểm tra đặc trưng màu hiện có bao gồm phương pháp đo quang phổ và phương pháp tích phân. Như trong hình dưới đây: Phương pháp đo quang phổ là đo sự phân bố công suất phổ của đèn LED thông qua một bộ đơn sắc, sau đó sử dụng chức năng trọng lượng sắc độ để tích hợp để thu được các thông số sắc độ tương ứng; phương pháp tích hợp là sử dụng một bộ lọc màu cụ thể và một bộ tách sóng quang để đo trực tiếp các thông số Chromatic; độ chính xác của phép đo quang phổ cao hơn nhiều so với phép đo tích hợp.

2.5 Tính chất nhiệt
Các đặc tính nhiệt của đèn LED chủ yếu đề cập đến điện trở nhiệt và nhiệt độ đường giao nhau. Điện trở nhiệt là tỷ số giữa sự chênh lệch nhiệt độ trên đường dẫn dòng nhiệt với công suất tiêu tán trên đường dẫn. Nhiệt độ đường giao nhau đề cập đến nhiệt độ đường giao nhau PN của đèn LED. Điện trở nhiệt và nhiệt độ tiếp giáp của đèn LED là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất quang điện tử của đèn LED.
Nhìn chung, có hai phương pháp để kiểm tra nhiệt độ tiếp giáp LED: một là đo nhiệt độ bề mặt của chip LED bằng kính hiển vi đo nhiệt độ hồng ngoại hoặc cặp nhiệt điện siêu nhỏ và coi đó là nhiệt độ tiếp giáp của LED, nhưng độ chính xác là không đủ ; Đầu tiên là xác định nhiệt độ tiếp giáp của đèn LED bằng cách sử dụng mối quan hệ nghịch đảo giữa điện áp phân cực thuận và nhiệt độ tiếp giáp dưới một dòng điện nhất định.

2.6 Độ tin cậy
Độ tin cậy của đèn LED bao gồm các đặc tính nhạy tĩnh điện, tuổi thọ, đặc điểm môi trường, v.v. Đặc tính độ nhạy tĩnh điện đề cập đến điện áp phóng tĩnh điện mà đèn LED có thể chịu được. Do điện trở suất cao của một số đèn LED và khoảng cách giữa các điện cực âm và dương ngắn, nếu điện tích ở hai đầu tích tụ đến một giá trị nhất định, điện áp tĩnh điện này sẽ phá vỡ điểm nối PN. Do đó, cần phải kiểm tra đặc tính nhạy tĩnh điện của đèn LED để có được điện áp ngưỡng của sự cố phóng điện của đèn LED. Hiện tại, chế độ cơ thể người, chế độ máy và chế độ sạc thiết bị thường được sử dụng để mô phỏng hiện tượng phóng tĩnh điện trong cuộc sống thực.

Để quan sát quy luật thay đổi hiệu suất ánh sáng của đèn LED trong điều kiện sử dụng liên tục trong thời gian dài, cần tiến hành thử nghiệm lấy mẫu của đèn LED, và thu được các thông số tuổi thọ của đèn LED thông qua quan sát và thống kê trong thời gian dài. Đối với thử nghiệm các đặc tính môi trường của đèn LED, nó thường được sử dụng để mô phỏng các sự xâm nhập tự nhiên khác nhau mà đèn LED gặp phải trong ứng dụng, nói chung: thử nghiệm tác động nhiệt độ cao và thấp, thử nghiệm chu kỳ độ ẩm, thử nghiệm phun muối, thử nghiệm cát và bụi, thử nghiệm chiếu xạ, rung và Thử nghiệm va đập, thử nghiệm rơi, thử nghiệm gia tốc ly tâm, v.v.

3. Xây dựng tiêu chuẩn quốc gia
Tổng hợp các phương pháp thử nghiệm trên, tiêu chuẩn quốc gia về phương pháp thử nghiệm điốt phát quang bán dẫn đã đưa ra các quy định tương ứng về các đặc tính điện, đặc tính quang, đặc tính nhiệt, đặc tính tĩnh điện và thử nghiệm tuổi thọ của đèn LED. Đối với thử nghiệm đặc tính điện, tiêu chuẩn quy định sơ đồ khối thử nghiệm của đèn LED điện áp thuận, điện áp ngược và dòng điện ngược; đối với thử nghiệm quang thông, tiêu chuẩn quy định cấu trúc thử nghiệm góc rắn 2π; đối với bài kiểm tra cường độ ánh sáng, tiêu chuẩn trích dẫn các điều kiện khuyến nghị CIE-127. Ngoài ra, kiểm tra quang phổ, kiểm tra đặc tính nhiệt, kiểm tra độ nhạy phóng điện, kiểm tra tuổi thọ, vv đã được quy định rõ ràng.

4. Phần kết luận
Việc xây dựng tiêu chuẩn quốc gia tóm tắt các phương pháp thử nghiệm LED hiện có và nâng cấp các phương pháp khoa học và áp dụng lên các phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn, giúp loại bỏ tốt sự khác biệt giữa mọi tầng lớp xã hội trong lĩnh vực thử nghiệm LED và cũng làm cho kết quả thử nghiệm thực tế hơn phản ánh đèn LED của đất nước tôi. mức độ tổng thể của ngành. Nhưng với sự phát triển không ngừng của công nghệ LED, việc xây dựng tiêu chuẩn quốc gia không phải thực hiện một lần và mãi mãi, và công nghệ thử nghiệm mới nhất và phù hợp nhất cần được đưa vào tiêu chuẩn mọi lúc.

Lisun Instruments Limited được tìm thấy bởi LISUN GROUP 2003. LISUN hệ thống chất lượng đã được chứng nhận nghiêm ngặt bởi ISO9001:2015. Với tư cách là thành viên CIE, LISUN các sản phẩm được thiết kế dựa trên CIE, IEC và các tiêu chuẩn quốc tế hoặc quốc gia khác. Tất cả các sản phẩm đều đạt chứng chỉ CE và được xác thực bởi phòng thí nghiệm của bên thứ ba.

Sản phẩm chính của chúng tôi là Máy đo huyết áp, Tích hợp hình cầu, Máy quang phổ, Surge Generator, Súng giả lập ESD, Bộ thu EMI, Thiết bị kiểm tra EMC, Kiểm tra an toàn điện, Phòng môi trường, Buồng nhiệt độ, Đài Khí tượng Thủy văn, Phòng nhiệt, Thử nghiệm phun muối, Phòng kiểm tra bụi, Kiểm tra không thấm nước, Kiểm tra RoHS (EDXRF), Kiểm tra dây phát sáng và Kiểm tra ngọn lửa kim.

Xin vui lòng liên hệ với chúng tôi nếu bạn cần bất kỳ hỗ trợ.
Khoa công nghệ: Service@Lisungroup.com, Di động / WhatsApp: +8615317907381
Phòng kinh doanh Sales@Lisungroup.com, Di động / WhatsApp: +8618117273997

Tags:ESD61000-2 , GDJS-015B , LPCE-2 (LMS-9000) , LPCE-3 , LSG-1890B , T5