與傳統(tǒng)光源相比,LED照明產品是基于半導體固態(tài)照明(SSL)方式,LED照明產品的許多參數(shù)與其他光源不同,需要正確的正確掌握才能很好的應用。
一、 光效與光通量
傳統(tǒng)光源的發(fā)光效率與光通量變化不大,如熒光燈類,如果光源功率確定,其發(fā)光效與流明不會有太多的變化,而LED光源就不同了。
如5730封裝的燈珠光通量是50流明,當電流給定150mA。
Vf=3.0-3.2v,LED的功率是0.45-0.48瓦,發(fā)光效是111.11-104.17lm/w。
Vf=3.3-3.5v,LED的功率是0.495-0.525瓦,發(fā)光效是101.01-95.24lm/w。
可以看出,同樣的驅動電流下,由于LED的結電壓不同,燈珠的發(fā)光效率偏差很大,高流明并不意味是高光效。對于LED照明產品,高光效才是主要的指標,驅動電流與光效的關系曲線如圖:
從圖中可以看出,LED光源產品的發(fā)光效率是個可以調控的指標,通過控制驅動電流,不但可以控制發(fā)光效率,還可以控制光通量與燈具散熱指標。(注:圖中曲線不光滑的部分是測試過程中氣流擾動影響熱平衡導致的光通量變化引起,不影響趨勢方向)
二、 色溫與布朗克曲線
白熾燈、節(jié)能燈的色溫在批量產品中一致性較好,LED由于其制造工藝特點,每批次封裝的產品色溫偏差很大,而且LED光源的色溫是采用相關色溫(CCT)表示,這就意味著會產生色空間均勻度(Δuv)的問題,這是LED作為光源的一個缺點;
色溫的不一致性一直困擾著追求高品質的LED照明產品的制造企業(yè),色溫問題還表現(xiàn)為色溫值測試數(shù)值相同,但光色不同,這個稱為同溫異色,還有視覺的光色相同但測試的色溫值不同,這個稱之為同色異溫,色溫越低,同溫異色與同色異溫越嚴重,可以從下面CIE1931色度圖看出這個問題。
如同樣是3400K的QM與QP的光色會相差很大,這個色差是可以用人眼分辨出來的,而QO與PO的光色視覺相差會低于前者,準確的方法是采用光譜分析確定LED色坐標,再根據(jù)已設定的麥克亞當橢圓的階數(shù),運用混光技術與控制Δuv范圍來保證產品的色溫一致性,有條件的企業(yè)可以確定本企業(yè)的訂貨色溫范圍規(guī)則來避免出現(xiàn)同溫異色;
色差問題是LED光源的一個技術控制能力問題,解決同溫異色問題可以采用配色,配色需要有專業(yè)的技術進行計算,如果燈具是有擴散罩,色溫控制會較容易些,當產品色溫要求嚴格時,COB封裝也是一個好選擇。
當LED光源遇到了CIE1931表示光色均勻度時,在這個扭曲的空間里會讓許多人困惑,到不如使用CIE1960,那里是個色度均勻的空間,正真令人困惑的是在價格體系下,什么色度空間都會被扭曲,這些只是寫給想要做有品質產品的人。
三、 顯色性與標準
采用顯色指數(shù)(CRI)去衡量LED的顯色性一直存在爭議,這是因為顯色指數(shù)(CRI)40年來一直用來比較熒光燈和HID燈,通過大量的視覺實驗,研究認為熒光粉封裝的白光LED不適用該指數(shù),內在原因是CRI指數(shù)值與視覺效果之間沒有多大的內在聯(lián)系,照明信息委員會(CIE)也在尋找新的測試方法;
但是,我們目前只能遵循現(xiàn)行標準規(guī)范,對于高色溫的LED光源,當色坐標靠近布朗克曲線時,平均顯色指數(shù)Ra70并不意味其顯色效果比其他色坐標的Ra80差,LED顯色性的科學評估是個復雜的技術問題,在此不做過多的論述,對于LED照明產品生產者與經(jīng)營者,過分注重Ra>80的產品概念會導致產品成本的上升與光效的下降。
下圖的高顯色性效果是用顯色指數(shù)Ra71的普通白光LED,通過配光設計后的色還原效果。
在這里需要明確的是,用視覺判斷顯色性比用Ra指標構建產品的成本更低,對光效影響小,但評估還是需要現(xiàn)行標準,這個標準的可靠點是在相同CCT值的產品間進行比較CRI。
四、 產品的一致性問題
LED照明產品的一致性主要包括以下幾個方面:
1)功率的一致性
恒流驅動下,燈點亮后功率是隨著點亮時間增長而降低,這個現(xiàn)象是正常的,對于恒流精度偏差大的驅動,功率值會隨輸入電壓的變化而變動。功率的不一致,并不意味品質有問題。
2)色溫的一致性
這個不一致性只要人眼識別可以通過就可以,畢竟LED照明產品的色溫控制一直是個問題,低價產品這個問題會很嚴重。
3)光效的一致性
光效的一致性問題會導致光通量的差別,高品質的產品會控制的很好,但光效的一致性還不能判斷是劣質產品,高光效并不意味著高流明,往往高光效產品的功率也偏低,光效是衡量節(jié)能效果的主要指標,對于LED光源光效是首先關注的指標。
與傳統(tǒng)光源相比,LED產品的一致性不會太好,畢竟LED光源是有多個點光源集合而成,制造工藝的閘流體效應會一直存在。
五、 溫度與壽命
傳統(tǒng)光源對溫度不敏感,而LED光源是個與溫度共命運的產品,產品的環(huán)境溫度與工作溫度直接決定產品的壽命,通常,半導體器件都與溫度相關,從這個角度來講,驅動電源的壽命也由溫度決定,所以,LED照明產品的壽命是取決于溫度的控制。
這個溫度包含兩個方面,一個是工作環(huán)境的溫度,環(huán)境溫度越高,產品壽命越低,另一個是照明產品本身的散熱能力,散熱能力越好,產品壽命越長,不過,把一個散熱能力高的產品放在環(huán)境溫度高的地方,產品壽命也一樣低, LED照明光源的溫度與壽命問題是半導體固態(tài)光源的固有問題。
六、 燈具效率的體現(xiàn)技術與品質
燈具效率是國際通用的照明產品的重要指標,是衡量照明產品品質的主要參數(shù)。
燈具效率是表示光源的光通量被燈具損耗的大小,燈具損耗的光通量越少,燈具效率越高,不同的燈具其燈具效率實不同的,燈具效率通常在50%-90%之間,把一個光通量為1000流明的光源放入燈具效率為50%的燈具里,只有500流明的光輸出,燈具效率為50%的10W照明產品,其照明效果僅相當于燈具效率90%的6W產品;
燈具效率會把LED光源的高光效降低到與節(jié)能燈光效相同水準里,燈具效率是由燈具結構設計決定的,燈具結構設計包括燈具根據(jù)配光要求進行的光學設計與結構散熱設計;
目前大多數(shù)照明燈具都沒有標注燈具效率,這如何體現(xiàn)LED照明真的比其他照明節(jié)能呢?
七、 LED照明產品的科學測試是評判標準
LED照明產品是多學科技術的融合,有很強的技術特征和知識含量,準確快速的評估產品品質與性價比,需要采用測試的手段,需要依靠專業(yè)的光電測試儀器來完成品質判定,一般光學測試儀器都很貴,需要專業(yè)的測試人員讀懂測試指標,這個問題可以通過第3方測試報告來檢驗產品性能與提供評測,淘寶網(wǎng)有專業(yè)的LED產品測試網(wǎng)店。
八、 LED照明產品的性價比評估方法
把握LED照明產品的性價比是營銷有技術含量產品的關鍵,通常,LED照明產品的性價比評估可以通過下面的方法計算。
1)每瓦價格
每瓦價格(DW)=LED照明產品售價/產品的有功功率(單位:元/w)
每瓦價格越低,表示購買到的功率便宜,這個每瓦價格可以橫向對比同行同類產品,你的每瓦價格高于同類產品,你需要重新審核定價機制,單純的每瓦價格還不能完全說明產品的性價比,真實的每瓦價格建立在實際測量功率的準確性。
2)每流明價格
每流明價格(DL)=LED照明產品售價/產品的輸出光通量(單位:元/LM)
每流明的價格越低,說明購買到的光通量的價格越低,這個指標可以橫向對比同行同類產品,單純的每流明價格也不能完全說明產品的性價比,真實的每流明價格建立在實際光通量測試數(shù)據(jù)的基礎上。
3)質保期(WP)
質量保證期用月數(shù)表示,如質保期是2年,WP=24,質保期超過3年或者是是終身質保,WP=36,也就是WP=1-36之間;
在全天候工作下WP大于36或許是個沒有意義的期望,質保期的作用應該與標注產品可靠度相關才變得有意義,否則也是自欺欺人。
4)產品可靠度是品質的指標
可靠度R(t):它是照明產品在正常使用條件下和在質量保質期(WP)內產品的失效概率,可靠度的表示方法:R(t) @ WP。
一批產品的數(shù)量為N,從t = 0時開始使用,隨著時間的推移,失效的產品件數(shù)n(t)逐漸增加,而正常工作的產品件數(shù)N- n(t)逐漸減少。
產品在任意時刻t的可靠度:
其中:
N:試驗樣品總數(shù),
n(t):到t時刻樣品失效的總數(shù),
t 可靠度采樣時間,采用WP,
由上式可看出0≤R(t)≤1,因此R(t)越接近于1,產品的可靠度越高。
產品可靠度一般需要計算WP=12,WP=24,WP=36,這樣有助于分析產品質量原因。
當可靠度低于0.97,就應該考慮經(jīng)營風險了,以免被授予“跑跑”后綴。
5)產品外觀工藝、款式、包裝的加權
這個加權對于產品營銷經(jīng)驗豐富的人來說,是有很大意義的,不同的人在這個方面的加權是不同的,這個加權是體現(xiàn)行業(yè)與市場的深入了解與洞察力,這個加權是額外指標,也可以不在性價比的列表中,對于相同款式的產品,這個加權無意義。
把上面的分析指標進行列表,就得到產品性價比的評估表:
這個表可以應用到產品營銷和產品制造,效果很好。
通過以上方法的綜合評估,基本上可以把握照明產品的性價比,產品的性價比可以幫助經(jīng)營者在產品與客戶之間實現(xiàn)產品價格的良好溝通,達到對產品價值的認同。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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