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    景泰源LED平板凈化燈質量上比較可靠,決不同行高端企業的差

    2017-03-08 09:46:01 admin
    隨著LED芯片光效提高,封裝技術不斷改進,以及LED凈化燈燈具散熱技術的發展,LED凈化燈光源在照明領域拓展迅速,LED平板燈產業一派繁榮。

      LED平板燈具有發光均勻、低眩光、安裝簡單等眾多優點,市場發展前景良好,引領現代時尚室內照明的新潮流。但是,目前市場上LED平板燈質量良莠不齊,有些生產廠商不顧產品質量,一味壓低價格,進行惡性競爭,嚴重影響了產業的健康發展。

      由于LED平板燈目前尚未出臺國家標準,2014年中國電子工業標準化技術協會和華聚產業共同標準推動基金會共同公布了兩岸共通標準GT004-2012“室內一般照明用LED平板燈具”,對LED平板燈做出了安全和性能上的規定,規范LED平板燈的質量要求,作為平板燈生產廠家生產的參照依據,也使得市場管理能有法可依。參照兩岸共通標準要求,下面對如何控制LED平板燈質量進行探討。

      1、結構特點

      LED平板燈結構與其他燈具相比具有獨特性,其主要由光源、導光板、擴散板、反射紙、驅動電源等組成,比其他燈具多了導光板、擴散板、反射紙等類似LED背光源產品的結構。

     ?。?)LED凈化燈光源

      LED平板燈生產廠家在LED光源的使用上基本上都是采用SMD貼片系列,比如3528、3014等。LED平板燈生產廠家所面對的市場是動態的,廠家將根據客戶對產品的實際需要來選擇滿足設計要求的光源。LED光源的選擇對產品性能提升極為關鍵,是提高LED平板燈品質的重要因素之一。

     ?。?)導光板

      導光板的作用是將LED凈化燈點光源發出的光通過光學技術轉變成面光源,將側面LED光通過網點折射使光線從正面均勻導出。目前主要采用印刷形導光板形式,導光板質量將直接影響到產品的亮度及均勻性,要求有良好的透光性能。

      導光板是LED凈化燈平板燈質量控制的關鍵點,網點設計不好,得到的整體光效就差,出光不均勻,還會出現中間亮兩邊暗、進光處有亮光帶、可見局部暗區、不同角度亮度不一致等情況。要提高導光板的光效主要靠網點的設計,其次是板材的質量,宜選擇透光率高的合格板材。

     ?。?)擴散板

      擴散板的主要作用在于將導光板的光均勻導出,讓光的分布更加均勻。當光線射到擴散點時,反射光會往各個角度擴散,然后再由導光板正面射出,利用各種疏密、大小不一的擴散點,使導光板均勻發光,提高導光板的亮度。還能起到模糊網點作用。

      擴散板一般使用亞克力2.0的板材或PC料,差點的就是PS材料。亞克力的成本較低且透光率比PC稍高,抗老化性能弱;PC的價格稍為昂貴,但抗老化性能強。擴散板在裝上以后不能看到網點,且透光率要在90%左右。亞克力透光率在92%,PC約為90%,PS約為88%,廠家可以根據需求進行擴散板材料的選擇,目前多數廠商都是采用亞克力材料。

     ?。?)反光紙

      反光紙的作用是將導光板下溢出的光全反射,使得LED發出的光充分利用,盡可能選用反射率接近100%反光紙,使其光利用最大化,提高LED平板燈的輸出亮度,一般為RW250。

     ?。?)后蓋板

      主要作用就是密封LED平板燈,一般采用鋁板,同時還可起到散熱作用。

     ?。?)驅動電源

      目前有兩種LED驅動電源,一是使用恒流電源,此模式效率高,PF值高達0.95,性價比高;二是使用恒壓帶恒流電源,性能穩定,但是效率低,成本高,一般使用這種電源主要是為出口,對方有認證要求。實際上家庭使用恒流電源是安全的,因為用戶都難以接觸到電源,而燈體本身使用的是安全低電壓。

    2、效能提高

      效能高低是評價LED平板燈性能的一個重要指標。光效(luminousefficacy)是光源發出的光通量與其所消耗的電功率之比,單位為lm/W。燈具效能(luminaireefficacy)是指在燈具的聲稱使用條件下,燈具發出的初始總光通量與其所消耗的功率之比,單位為lm/W。

      “光效”用于評價LED光源,“燈具效能”用于評價LED燈具,LED光源光效與LED燈具效能都表示電能轉化為光能的效率,是描述照明產品節能特性的指標,但其內涵是不同的。按照GT004-2012“室內一般照明用LED平板燈具”標準,測量應在相對濕度不超過65%、溫度為25℃±1℃的無空氣對流環境下進行,并應使LED平板燈具處于穩定工作狀態。

      LED凈化燈光源光效中的光源光通量是指裸光源(還未裝入燈具的狀態)發出的光通量。LED燈具效能中的分子光通量是指光源裝入燈具,同時使用所需的LED控制裝置或LED控制裝置的電源后,燈具發出的光通量。LED光源消耗的電功率小于LED凈化燈燈具消耗的電功率。

      LED光源光效遠大于燈具效能。其一是因為LED進入燈具后,色溫升高,光輸出減少;其二因為光源進入燈具、使用LED控制裝置或電源后存在的系統損耗;其三是光線經過燈具光學系統后的損失,上述因素均會造成燈具光效降低。GT004-2012“室內一般照明用LED平板燈具”標準規定了不同色溫的燈具效能等級(下表)。

      對LED平板燈測試時發現,提高效能必須做好以下兩點:一是要選擇高光效、高亮度的LED,既可以提高效能,也可以降低成本,更重要的是改善LED平板燈的品質。二是對LED發出的光要充分利用,如果只是關注LED的亮度,而未能對光路進行設計改善,有效提高光的利用率,對提升LED平板燈效能效果不大。

      從LED光源發射至導光板、反射板,直到最后的LED平板燈顯示輸出的整個過程,光的利用率從亮度指標來看會減少30%左右,LED平板燈從導光板到最終利用率不到70%。要提高光利用率,需要選擇質量優良的導光板、反射紙等材料,不僅要符合LED平板燈設計技術性能指標,還要在規格尺寸上相互配合。由于直下式的模塊較厚,不符合輕薄美觀的趨勢,因此,目前多以側光為主。

      導光板的作用在于引導光的散射方向,用來提高面板的亮度,并確保面板亮度的均勻性?,F在應用的導光板越來越薄,其品質對LED平板燈質量影響極大,導光板的透光率和光學均勻性指標優劣是側光式LED平板燈效能提升的關鍵。

      導光板是利用射出成型的方法將丙烯壓制成表面光滑的板塊,或是利用現成的壓克力平板,透光率達到90%以上;然后用具有高反射且不吸光的材料,在導光板的底面用網版印制的方式印上擴散點,反光紙將溢出底面的光全反射回導光板中,用來提高光的使用效率和正面的亮度。經過實驗室測試,結果顯示LED專業廠家生產的LED平板燈效能在色溫5500K時可以達到110lm/W,但是能夠達到效能一級的廠家還不多。

      3、良好的均勻性

      LED平板燈的另一個重要指標是其發光的均勻性,兩岸共通標準GT004-2012“室內一般照明用LED平板燈具”提出亮度均勻度(luminanceuniformity)的要求,是指燈具發光面上最小亮度和亮度算術平均值的比值。

      作為LED平板燈,發光的不均勻性將導致面板顯示亮度的均勻不一,造成人眼感知上的不舒服。按照GT004-2012標準要求,LED平板燈具的亮度均勻度應不小于0.8。測試方法主要是根據屏幕尺寸的大小,選擇適當的測試點,測出各點的亮度值。

      正方形的邊長L、長方形的長邊L和圓直徑D不大于20cm的LED平板燈具,按下圖(a)的要求布點;大于20cm的LED平板燈具按下圖(b)的要求布點。在LED平板燈具發光面上的測試圓斑直徑為2cm~3cm,將各點的亮度值與平均亮度相減后取最大值,再將最大值除以平均亮度取百分比即為亮度均勻性。一般認為均勻性能達到80%以上對人眼的感知就影響不大。

      平板燈具的亮度均勻度測試是首次在標準中對室內燈具的表面亮度提出要求。它體現平板燈具特色參數,是這一類燈具的重要特點之一。在室內照明中,面發光燈具營造柔和簡單的照明效果是其它支架燈具或格柵燈具不能替代的。

      室內照明中,帶擴散板的熒光燈具同樣是具有面發光效果,已使用很多年,但達不到LED平板燈具的亮度均勻度水平。原因是熒光燈管是全向發光的光源,無法再調整光學系統使其達到更佳的亮度均勻度,且燈具效能是40lm/W的水平。而LED燈具的光源是半空間發光,在燈具內,光線利用率高,燈具效能均可達到80lm/W以上,同時亮度均勻度能達到較高的水平。

      采用側導光結構LED平板燈,LED發光管是排列在導光板的側面,燈具的視覺效果比較好。目前國內廠商大多數仍采用印刷式的導光板作為導光組件,利用各種疏密、大小不一的擴散點,使導光板均勻發光,以獲得良好的發光均勻性。

      從檢測結果來看,小尺寸LED平板燈亮度均勻性容易達到要求,即使均勻性有點偏離,人眼對其也不易感覺出來。較大面積LED平板燈,有時會由于導光板的質量問題出現亮度上的不均勻性,還有工藝原因造成上述的進光處亮光帶,或者可見局部暗區現象。因此,導光板、擴散板、和反射紙等主要原材料的選擇要做好質量評價,并在原材料進廠要嚴格把關,生產企業應配備必要光學亮度計和透光率測試儀器。

    4、色差異

      從人眼的視覺敏感度來講,人對黃、綠色的顏色敏感,也就是說這兩種顏色稍微有點波動,人眼就能感覺到。同一生產企業生產出的LED平板燈,不同批次的產品不應該存在明顯的色差,否則用戶在產品出現故障后很難重新買到同樣顏色的產品。

      標準規定,隨機抽取3個LED平板燈具樣品間的光色應一致,三個樣品的平均色坐標值CIE1976(u’v’)的差異不應超過0.004。在光通量維持率試驗結束時,LED平板燈具的色度與初始值的偏差應在CIE1976(u’v’)圖中的0.007以內。

      在LED平板燈燈具中,常用的顏色有紅綠藍白黃,衡量顏色的單位是nm(納米),對顏色敏感的人來講,只要顏色稍微有點波動就可以感覺到。要控制好色差,就必須控制好原材料。為了避免顏色波長不同帶來的差異,燈具生產公司應對LED光源進行控制。

      如綠色波長525-530nm,相隔5nm,黃色580-585nm,相隔5nm。而紅色則可以為620-628nm,相隔8nm,綠色波長相隔5nm以上就能感覺的到,紅色即便是8nm以內也不會太明顯。但從減少色差,避免由于長期使用帶來的一些不確定因素,比如顏色漂移,同種顏色波長控制在2nm內為宜。所以對于顏色指標的控制常重要,因為不同的人對顏色辨別能力不一樣。

      對于白光,通常是用色溫標示,暖白一般為3000-3500K,正白3500-5000K,冷白5000K-6500K。一般封裝廠家LED色溫相隔500K,也有相隔1000K的,封裝廠內部對于色溫的誤差要求一般是正負200K。所以,應選擇顏色穩定的LED光源,生產工藝要嚴格控制。

      檢測LED平板燈色差時發現,選擇三個不同的平板燈樣品進行試驗,不同生產廠家的產品色差都不一樣,都會有一定的差距,有部分LED平板燈產品色差超過標準要求,經過分析認為主要原因是生產廠家在選取LED光源時未能進行認真有效的篩選,每個LED的光學性能指標一致性不好,導致不同的平板燈具發光顏色不一樣,大面積安裝時視覺觀感差,給人有不舒服的感覺。

      要改善這種常見問題,一是要做好供應商評價,選擇相對固定的廠商;二是要向LED供貨商提出產品一致性要求,確保供貨連續性且各種性能指標相對一致穩定;三是企業自身也要加強LED進貨檢驗,剔除色差超出要求的LED,確保生產出的LED平板燈一致性符合要求。

      5、存在問題

      目前,LED器件的性能在不斷地提高,其應用范圍也在日益擴大,LED燈具的可調光產品也在不斷創新之中,應用領域不斷拓展。高亮度白光LED光效的不斷提高,成就了對側式LED平板燈的需求,從而也促進了對新型LED平板燈的研究與開發,使得新型側式LED平板燈不斷地涌現出來。

      但是,LED平板燈也存在一些問題。

      一是燈具效能,對于側入式LED平板燈,提高效能低仍是一個急待解決的問題。一方面,要達到高亮度,必須增加芯片數量,提高功率,但節能效果體現不佳,特別是大尺寸的平板燈;另一方面,功率增加,照明器具內LED模塊的工作溫度也會增加,影響光衰和壽命,因此如何選擇高光效的LED光源需要綜合考慮,目前商業化的LED發光效率已經超過130lm/W。

      二是光衰不一致性,由于LED平板燈使用的LED數量較多,個體間光衰的不一致性一方面會使亮度下降,另一方面也可能造成LED平板燈的不均勻性機率增大,如果是使用RGB調色LED平板燈,不同顏色的LED光衰也不同,出現不均勻性的可能性更大。讓LED在額定功率以下工作,犧牲一定的效率,是一種比較好的解決方法,盡可能延長時間減少光衰。

      三是LED器件的參數離散性,基于LED平板燈亮度顯色性的要求,LED平板燈工作時,在恒壓源條件下,各個LED器件的電流應一致,在恒流源工作時,電壓應一致,同時各個LED的亮度和波長也應盡量一致。所以同一LED平板燈使用的LED要經過篩選,特別對發光效率、光通量、主波長、色溫和壓降等指標應在一定誤差允許范圍內。

      四是價格,基于LED應用在平板燈上的一些特殊要求,多個參數要基本一致,使企業對用于LED平板燈的LED器件,生產工藝過程要嚴格控制、分選,增加了生產企業的制造成本,近期內要全面取代傳統格柵燈不具有價格優勢。盡管還有上述一些需要解決的技術難題,但可以相信,LED平板燈必將是一個性能不斷提高,新品不斷創新的領域。


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