如何测量LED流明和色度偏移这些属性

用于一般照明的基于LED的照明大约在20年前被引入。随着LED越来越流行，人们开始关注流明的大小和色度漂移，而在更基本的水平上，应该如何测量这些属性？

该照明工程学会（IES）第一次出版LM-80，测量LED光源流明维持率，在2008年，有一个更新的2015年（核定方法IES：测量LED封装的光通量和颜色维护，阵列和模块）所提供除了流明维持率外，还用于色度偏移的测量。最新版本LM-80-20，批准的方法：测量LED封装，阵列和模块的光通量和颜色维持，除了测量光通量外，还包含测量辐射通量和光子通量的指南，主要是为了响应基于LED的园艺照明市场的不断增长。所有版本的LM-80标准都需要至少6,000小时的LED封装操作，并且至少每1,000小时记录一次流明和色度测量。

照明界的另一个关注点涉及基于LM-80测试期间获得的有限数据集来预测长期流明维持率和色度偏移的方法。对此，IES于2011年发布了TM-21，《技术备忘录：LED光源的长期流明维护》，并于2019年进行了更新，其中纳入了辐射和光子通量投影的预测；以及TM-35，《技术备忘录：长期的投影技术》。 LED封装，阵列和模块的色度坐标偏移，也于2019年发布。

使用LM-80-08和LM-80-15方法收集的数据构成了由Lynn Davis和Monica Hansen撰写的DoE报告的基础，该报告于2020年3月发布，该报告将LED封装的流明和色度保持作为更新的特征于2015年发布的一份报告，该报告仅关注流明维持率。对普通照明应用中使用的四种不同的LED封装类型进行了评估：陶瓷基，聚合物基，板上芯片（COB）和芯片级。总共223个LM-80数据集，分别代表领先的LED封装制造商的产品，分别用于按照TM-21-11和TM-35-19中介绍的协议来预测流明维持率和色度漂移。

毫不奇怪，2020年的研究结果表明，自2015年的研究以来，所有封装类型的LED封装寿命都有所改善（早期研究中未包括的芯片级封装）。在2015年的研究中，约有三分之一的LED封装预计使用寿命超过60,000小时（L70）。在2020年的研究中，包装的L70预计使用寿命中有96％超过了60,000小时，根据该报告，聚合物基包装实现了最大的收益，这归因于该材料的改进。

但是，主要的兴趣点在于投影色度偏移的领域，直到TM-35-19的发布，任何标准都没有涉及到。这项研究使用了下表定义的色度偏移模式（CSM），以表征按照LM-80-15协议测试的观察到的色度偏移。

稳定状态下，LED器件的通用CSM和色度方向会发生变化。资料来源：RTI International了解和控制LED器件的色度变化。经许可使用。

2020年研究中包括的四种LED封装类型中的三种在LM-80测试期间显示色度偏移，如图1所示。除COB封装外，色度转换模式似乎与封装类型相关，因此无法得出任何结论。该研究建议进一步研究造成COB封装色度偏移的机理。

图1在LM-80测试期间，四种LED封装类型中的三种显示出色度偏移。资料来源：美国能源部基于LM-80数据的发光二极管（LED）封装的流明和色度维持行为。

然后将TM-35-19的方法应用于预测长期色度偏移，并将这些结果与收集的数据进行比较，以预测偏移的大小和方向。该研究得出的结论是，TM-35的预测是合理的，并且在换挡幅度方面通常是保守的，但在换挡方向上却不够。这些发现对于高端环境（如博物馆，饭店，零售商店，甚至是杂货店）具有重要意义，在这种环境中，灯光的颜色会影响被照物体的外观。

从上面的讨论中可以看出，LED社区内部仍有许多工作要做，以开发更好的方法来评估长期色度漂移。同样重要的是要记住，研究结果仅基于在受控环境中针对LED封装收集的数据。将封装件合并到照明器中以及这些照明器在实际环境中的运行会引入许多变量，包括由于热管理不充分而造成的损耗，在恶劣环境中的运行以及由于紫外线和污垢积累而造成的光损耗，这会影响流明的维护和维护。色度偏移，至今尚未进行评估研究。

编辑：hfy