盤點(diǎn)L70度量標(biāo)準(zhǔn)在LED照明預(yù)期壽命中的應(yīng)用

最近關(guān)于L70度量標(biāo)準(zhǔn)在表征LED照明預(yù)期壽命的實(shí)用性方面出現(xiàn)了不小的議論。問題在于，照明制造商是否應(yīng)該重新核準(zhǔn)性能指標(biāo)，以便更緊密地與客戶期望保持一致。

對于那些不熟悉L70度量標(biāo)準(zhǔn)的人，普及一下，它是以小時(shí)為單位的時(shí)間點(diǎn)，在該時(shí)間點(diǎn)，光源預(yù)計(jì)只能提供初始流明的70%。與白熾燈會(huì)突然變暗不一樣，LED流明輸出會(huì)隨著時(shí)間而降低，因此需要度量。

在理想的工作條件下，LED可以持續(xù)發(fā)光數(shù)萬小時(shí)。因此，我們便可計(jì)算出L70度量指標(biāo)，通過將一組有限的、燈具中所用LED封裝的流明維持率測試數(shù)據(jù)（IES LM-80-15，IES所批準(zhǔn)方法：《Measuring Luminous Flux and Color Maintenance of LED Packages, Arrays and Modules（測量LED封裝、陣列和模塊的光通量和顏色維持率）》）應(yīng)用到一個(gè)外推協(xié)議（《IES TM-21-11，Projecting Long Term Lumen Maintenance of LED Light Sources（預(yù)測LED光源的長期流明維持率）》），即可達(dá)到此值。這種方法有一些局限性：

LED封裝制造商不會(huì)收集每種封裝排列的流明維持率數(shù)據(jù)。

其他退化機(jī)制（例如鏡頭退化、在不適當(dāng)環(huán)境中操作、污垢積聚等）會(huì)影響總體的燈具流明維持率。

在受控的測試實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中測量輸出流明與最終產(chǎn)品的實(shí)際操作環(huán)境不同。

也許最重要的是，客戶最終并不關(guān)心流明輸出本身。客戶只是希望他們的員工能夠看得見，從而能夠安全地完成他們的工作。正如Flex公司LED產(chǎn)品和技術(shù)高級總監(jiān)Jordon Musser所說，“客戶并不關(guān)心流明，他們關(guān)心的是他們室內(nèi)的光線如何。客戶想要知道的是，他們的光照度能否在一段時(shí)間內(nèi)維持在一定水平。”

重要的是要認(rèn)識(shí)到，有些超出制造商控制范圍之外的參數(shù)會(huì)直接影響光照水平。室內(nèi)的物理環(huán)境（例如，油漆和家具顏色）可能會(huì)影響工作場所的照明，在不適合產(chǎn)品的環(huán)境中工作也如此。

鑒于上述情況，客戶可以做些什么，來確保他們想要購買的LED照明產(chǎn)品能“在一定時(shí)間內(nèi)在一定水平工作”？Flex最近發(fā)表的一篇白皮書《How Do You Avoid Specifying the Wrong LED High Bay?（如何避免指定錯(cuò)誤的LED高棚燈？）》中提供了一些建議。

驅(qū)動(dòng)器預(yù)期壽命

驅(qū)動(dòng)器通常是照明系統(tǒng)中使用壽命最短的器件，而熱量是導(dǎo)致其過早失效的最大因素。因此，確定預(yù)期環(huán)境溫度下的預(yù)期壽命非常重要，可以通過圖1這種圖表進(jìn)行確定。

圖1：驅(qū)動(dòng)器壽命與驅(qū)動(dòng)器外殼溫度之間的關(guān)系。（圖片由Flex Lighting Solutions提供）

請注意，在這個(gè)典型示例中，驅(qū)動(dòng)器外殼溫度高于75℃時(shí)的預(yù)期壽命會(huì)大幅下降。由于外殼溫度隨著環(huán)境溫度的升高而增加，客戶可以預(yù)期，環(huán)境工作溫度越高，燈具驅(qū)動(dòng)器需要更換的頻率越高。

燈具功效

如圖2所示，隨著LED封裝功效的不斷提高，150lm/W的燈具功效正變得越來越普遍。雖然這不是絕對指標(biāo)，但較低功效的產(chǎn)品可能表明，它采用了低質(zhì)量的LED封裝，或其他可能影響長期流明維持率的降成本措施。

圖2：在25℃和35A/cm2輸入電流密度下測得的商用LED封裝的功效。（圖片來源：美國能源部《2017 Suggested Research Topics Supplement: Technology and Market Context（2017年建議研究課題補(bǔ)充：技術(shù)和市場背景）》）

TM-21 L70投影

如上所述，TM-21是IES批準(zhǔn)、用于預(yù)測LED光源長期流明維持率的方法。關(guān)鍵指標(biāo)是在指定流明維持率水平（例如，L70）下的“報(bào)告小時(shí)數(shù)”。TM-21方法既考慮了對LED封裝施加的驅(qū)動(dòng)電流，也考慮到這些封裝的外殼工作溫度。報(bào)告的小時(shí)數(shù)被限制為預(yù)測所基于的、LM-80 LED封裝流明維持率數(shù)據(jù)的總測試持續(xù)時(shí)間的六倍（例如，如果LM-80測試持續(xù)時(shí)間為6000小時(shí)，則報(bào)告小時(shí)數(shù)不得超過36,000小時(shí)，見表1）。

表1：外推報(bào)告（根據(jù)現(xiàn)場輸入溫度預(yù)測）。（圖片由Flex照明解決方案提供）

除了前述L70度量限制之外，TM-21方法也不能解釋燈具電路或LED完全停止發(fā)光的“硬”故障、如上所述的LED驅(qū)動(dòng)器故障或色度偏移。作為采購評估的一部分，了解TM-21報(bào)告能和不能提供哪些信息非常重要。

Flex照明解決方案的北美高級業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Waled Johnson分享了這一觀點(diǎn)：“人工照明的主要功能是讓人類能夠看到其原本無法看到的東西。由于LED技術(shù)已經(jīng)開始主導(dǎo)照明行業(yè)，我們已經(jīng)失去了對這一基本功能的關(guān)注。我們開始迷戀于LED利用傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能力。照明行業(yè)無法準(zhǔn)確與消費(fèi)者溝通，他們的LED確切能夠在特定環(huán)境中使用多長時(shí)間，這是一個(gè)根本的失敗。”

LM-80/TM-21方法是在LED照明仍然相對較新的時(shí)候開發(fā)的，那時(shí)迫切需要對制造商如何向客戶傳達(dá)預(yù)期使用壽命進(jìn)行一些標(biāo)準(zhǔn)化。但隨著LED技術(shù)的發(fā)展、改進(jìn)和變得越來越普遍，也許現(xiàn)在是時(shí)候業(yè)界再次關(guān)注長期性能的表征方式了，以便它可以更貼近最終客戶的真實(shí)需要。