LED照明產(chǎn)品在生產(chǎn)在線(xiàn)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(shù)，各廠(chǎng)商各國政府無(wú)不看好此項技術(shù)，紛紛投入大量資源投資，然而時(shí)至今日，LED照明相對偏高的價(jià)格，讓市場(chǎng)的開(kāi)展始終不如預期。除了價(jià)格因素之外，LED照明的規格標示不一、參差不齊的質(zhì)量、無(wú)法預期的可靠度等等，也都是LED照明市場(chǎng)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(zhù)墨，如IESLM-79便規范了積分球與分布亮度計等量測方式。然而標準規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(shí)間等等其他因素往往忽略，使得標準所規范的量測方式只能在實(shí)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(shí)間等，均使其在生產(chǎn)在線(xiàn)不易使用，而只在實(shí)驗室里的少量測試，對于整體LED照明產(chǎn)品的質(zhì)量提升幫助有限，也使消費者不易更廣泛的接受LED照明產(chǎn)品。

　　系統原理

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

　　因此，假若能在LED待測物周?chē)?，以適當的方式布滿(mǎn)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(dòng)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(yáng)能板（mono-crystalline silicon solar cell）為光偵測器，在待測物周?chē)m當布滿(mǎn)，如圖一的燈泡測試與圖二的燈管測試結構，利用太陽(yáng)能板的光電轉換原理，以及太陽(yáng)能板相對大面積與成本較低廉之特點(diǎn)，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(shí)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(shí)現了在生產(chǎn)在線(xiàn)測試的可能性。

圖一 創(chuàng )新燈泡量測系統

圖二 創(chuàng )新燈管量測系統　　本方法利用太陽(yáng)能板接收到光的能量能轉換成電的特性，來(lái)達成光能量偵測的目的。一般商用單晶硅太陽(yáng)能板對波長(cháng)的響應如圖三所示，圖中列了三片太陽(yáng)能板的波長(cháng)響應實(shí)際量測數據，由圖中可知，在一般LED的波長(cháng)應用范圍內，單晶硅太陽(yáng)能板均能有不錯的響應。而太陽(yáng)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(chǎn)品所發(fā)出光的能量，亦即其流明值。當然，太陽(yáng)能板的質(zhì)量須經(jīng)過(guò)嚴格的篩選程序，方能用來(lái)做為光偵測器，例如每片太陽(yáng)能板上各區的響應度均需一致等等條件。

圖三 單晶硅太陽(yáng)能板波長(cháng)響應

　　系統架構

　　在LED照明市場(chǎng)推廣過(guò)程中，各國政府無(wú)不推行各相關(guān)標準規范，如美國的能源之星計劃，便要求LED照明廠(chǎng)家提供光電參數規格予消費者，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(chǎn)量測設備，需有能力能完成這些所有的光電參數量測。因此，此量測系統包含了交流電源、數字功率表、直流電源、與光學(xué)量測模塊。光學(xué)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(yáng)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(guān)參數。

　　以球泡燈量測設備為例，其系統架構如圖四，光學(xué)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(guān)電性參數

　　光學(xué)量測模塊：提供光學(xué)參數量測之光路與工具

　　光譜儀：量測顏色相關(guān)參數