LED灯具寿命推算.doc

LM-80 For ENERGY STAR : LED元件流明维持率验证 LED灯具相较传统照明的优点为其高效能/长寿命，目前各家LED厂积极导入产品进入LED灯具照明市场，但消费者实际使用后的观感却是LED灯具似乎未如想像中的长效能，经过半年的使用就可发现色温/亮度不均匀的问题，且其价格尚未能贴近消费者的期望，因此大多数消费者仍停留在观望的阶段。根究其原因在于目前的LED寿命预估并未有一套标准可让厂商遵循，LED灯具厂与LED元件厂的实验方式也不一致。LED元件厂量测方式:为了让LED元件维持在Ta(Ambient Temperature)=Tj(Junction Temperature) =25℃的温度下工作，LED元件在未加散热片并使用脉波方式进行寿命实验，因此一般在规格书上可见到其效能数据的温度是Tj=25。LED灯具厂量测方式:LED灯具为成品，寿命实验则是使用定电压/定电流的方式进行，但LED灯具内包含电源供应器/灯罩/散热片，且LED灯具为多颗LED元件所组成，因此实际的LED元件的工作温度高于实验的环境温度Ta=25(TjTa)。LED的寿命与其使用温度成反比，因此若LED灯具厂直接采用LED元件的寿命数值作为规格时，消费者看到规格与实际使用的落差也就因此产生。有鑑于此美国能源部(DOE)下的环境保护局(EPA)所颁发的能源之星(ENERGY STAR)提出了LED固态照明灯具的验证方式，其内容中表示若要取得其LED固态照明灯具的认证须检附五项资料:1、依照IESNA LM-79实验方法产出的光度测试报告2、依照IESNA LM-79实验方法产出的积分球输出测试报告3、流明维持率:? 选项一 : LED元件性能?????????? .依照IESNA LM-80实验方法产出的LED元件测试报告?????????? .提供LED灯具的ISTMT(LED元件原位置温度测试)报告?? 选项二 : LED灯具性能?????????? .依照IESNA LM-79实验方式产出的6,000小时测试报告.4、电源供应器.提供LED灯具的TMPPS(原位置电源供应器温度测试)报告.5、保固方式在流明维持率的选项一中需要进行两项的数据实验，其目的就是要以LED元件的LM-80各项温度实验报告推算LED灯具的寿命，如此便可解决元件与灯具不同温度所对应的寿命问题。依照能源之星的标准，将固态照明灯具应用分成两类，其要求规格与实验标准如表1.? 使用范围 要求规格 实验标准 室内住宅?????? 25,000小时 流明维持率70% 6,000小时 流明维持率91.8% 户外住宅及商用 35,000小时 流明维持率70% 6,000小时 流明维持率94.1 表1 : ENERGY STAR固态照明灯具寿命要求.顾及产品上市时间及数据有效性，按照能源之星与IESNA LM-80的标准，实验时间至少需要6,000小时，参照图1说明. 图1 : ENERGY STAR寿命要求图式 了解能源之星的要求后，接下来讨论LM-80的规范内容，LM-80中实验方式为使用3种测试温度，分别为55/85℃，第三温度点由厂商自订，前文中有提到利用LED元件的LM-80报告推算LED灯具光衰寿命，使用下列的范列说明:LED元件使用25/55℃/85℃进行LM-80实验，6,000小时的结果如下表2:? Ttime 25 55℃ 85℃ 0 Hours 100% 100% 100% 6,000 Hours 98.80% 95.20% 92.80% 表2 : LM-80实验结果数值范例表.厂商使用该LED元件于LED灯具上量测的温度(TMPLED)为以下三种情况时，LED灯具的光衰寿命计算，可参阅图2:TMPLED LM-80测试最低温度(25) :LED灯具直接使用LM-80报告25数值作为其光衰数值。LM-80低温(25/55℃) ≦ TMPLED ≦ LM-80高温(55/85℃) :套用公式1，进行LED灯具光衰寿命推估，若LED灯具温度为75，经计算后可得知该LED灯具的光衰维持率为93.6%。LM-80测试最低温度(85) ≦ TMPLED? :LED灯具无法使用LM-80报告中光衰数值，须采用灯具ENERGY STAR中灯具点亮方式进行，或LM-80进行更高温度测试。图2 : LED灯具温度与LM-80实验温度光衰说明范例.经由LM-80的实验搭配In Situ的温度量测，LED灯具厂便可有一套计算寿命的依据，若需要计算更长时间(如:50,000小时)的流明维持率数值则需要搭配IESNA目前正在讨论中的TM-21推估公式来