LED照明產品在生產在線測試的可行性與必要性

LED因其省電、環(huán)保的特性，普遍被認為是下世代的主流照明技術，各廠商各國政府無不看好此項技術，紛紛投入大量資源投資，然而時至今日，LED照明相對偏高的價格，讓市場的開展始終不如預期。除了價格因素之外，LED照明的規(guī)格標示不一、參差不齊的質量、無法預期的可靠度等等，也都是LED照明市場推廣的阻礙。有鑒于此，各LED照明標準紛紛出臺，對量測手法也多所著墨，如IESLM-79便規(guī)范了積分球與分布亮度計等量測方式。然而標準規(guī)范的方式往往只考慮了準確性，對使用上的方便性、測試所需花費的時間等等其他因素往往忽略，使得標準所規(guī)范的量測方式只能在實驗室應用，如積分球與分布亮度計的上下料件便利性，測試所需花費的空間與時間等，均使其在生產在線不易使用，而只在實驗室里的少量測試，對于整體LED照明產品的質量提升幫助有限，也使消費者不易更廣泛的接受LED照明產品。

　　系統(tǒng)原理

　　若能有一測試方式能滿足如下條件：1）方便上下料件，2）設備尺寸適中，3）量測時間快速，4）測試成本低廉，5）量測數值能與實驗室設備有良好比對結果，則LED照明產品在生產在線百分之百測試將是可行，LED照明產品的質量問題也才能不再為消費者詬病。

　　因此，假若能在LED待測物周圍，以適當的方式布滿光偵測器，則此量測設備本身將只比待測物尺寸略大一些，而此量測設備亦較容易與自動化結合。

　　致茂電子推出一創(chuàng)新之量測方式，采用單晶硅太陽能板（mono-crystalline silicon solar cell）為光偵測器，在待測物周圍適當布滿，如圖一的燈泡測試與圖二的燈管測試結構，利用太陽能板的光電轉換原理，以及太陽能板相對大面積與成本較低廉之特點，不僅大幅縮減了量測設備尺寸，也大幅提升了測試速度，含上下料件時間在內，每顆LED燈泡的所有光電參數測試可在六秒鐘內完成，實現(xiàn)了在生產在線測試的可能性。

圖一 創(chuàng)新燈泡量測系統(tǒng)

圖二 創(chuàng)新燈管量測系統(tǒng)　　本方法利用太陽能板接收到光的能量能轉換成電的特性，來達成光能量偵測的目的。一般商用單晶硅太陽能板對波長的響應如圖三所示，圖中列了三片太陽能板的波長響應實際量測數據，由圖中可知，在一般LED的波長應用范圍內，單晶硅太陽能板均能有不錯的響應。而太陽能板的短路電流，其電流值大小為其所接收光能量的函式，由此特性，便能藉由量測此短路電流的數值，而得知LED照明產品所發(fā)出光的能量，亦即其流明值。當然，太陽能板的質量須經過嚴格的篩選程序，方能用來做為光偵測器，例如每片太陽能板上各區(qū)的響應度均需一致等等條件。

圖三 單晶硅太陽能板波長響應

　　系統(tǒng)架構

　　在LED照明市場推廣過程中，各國政府無不推行各相關標準規(guī)范，如美國的能源之星計劃，便要求LED照明廠家提供光電參數規(guī)格予消費者，諸如光通量流明（lumen）、功率因子（power factor）、色溫（CCT）、演色性（CRI）、發(fā)光效率（efficacy，lm/W）…等等，所以一完善的生產量測設備，需有能力能完成這些所有的光電參數量測。因此，此量測系統(tǒng)包含了交流電源、數字功率表、直流電源、與光學量測模塊。光學量測模塊如上述圖一與圖二所示，模塊根據待測物尺寸做適當設計，于模塊內側各面貼附太陽能板做為光偵測器，并配備有光譜儀與多信道光纖，如圖六所示，用以量測顏色相關參數。

　　以球泡燈量測設備為例，其系統(tǒng)架構如圖四，光學量測模塊如圖五所示。其中各模塊之功能如下：

　　交流電源：提供待測物交流電源

　　直流電源：提供待測物直流電源

　　數位功率表：量測相關電性參數

　　光學量測模塊：提供光學參數量測之光路與工具

　　光譜儀：量測顏色相關參數