美国环保署(Environmental Protection Agency, EPA)与能源部(Department of Energy, DOE),自2010年起一连对LED光源灯具/灯胆发布能源之星(Energy Star?)及Lighting Facts尺度,让相关业者的LED照明产物规格有所依循,目前国际LED大厂针对LED产品的寿命评估与产品规格,也以此为依归。也就是说,LED厂商若想打入国际LED照明市场,势必取得LED能源之星认证这张门票。 在能源之星部份,去年(2011年)7月6日,EPA为了简化资格审查程式,特别将住宅照明(RLF)及固态照明(SSL Luminaires)两大型态的灯具规范整合成【ENERGY STAR® Luminaires Program Requirement V1.1】,并订定本年(2012年)4月1日正式开始实施,别的灯泡的部门也整合成【ENERGY STAR® Program Requirements for Integral LED Lamps V1.4】,两份规范中除了审核的资料项目增加外,引起较多讨论的应该是【LM-82光电特点规范】与【TM-21寿命预估规范】的要求已纳入其中。 LM-82目前在北美照明协会(IESNA)尚未正式出书,其内容主要为LED Light Engines及Integrated LED Lamps的电性与光学特性在差别温度下的特征验证方式,其量测方式相似于LM-79-08操持,但重点为温度对电/光参数的特征影响性评估。 另一部分则为IESNA于2011年7月25日出版的TM-21-11 (Projecting Long Term Lumen Maintenance of LED Light Sources),此规范主要是针对LED光源体现与寿命举行预测,并与日前所公告的LM-80-08 LED流明维持率实验进行连结,应用LM-80-08的实验资料来推估LED元件及灯具/灯泡的恒久寿命表现。 一、使用TM-21推估LED灯具寿命步调 为使LED业者对TM-21有较清晰的概念,并相识如何善用TM-21推估LED产品,笔者将以四个步调说明LM-80-08与TM-21-11的应用及推估方式: 步骤一 : LED元件供应商对其LED Source(Package/Array/Module)进行3个温度(55℃/85℃/自选温度)至少6,000小时的LM-80-08实验。 样品数要求 : (与可推估时间其有关连性) 测试时间要求 : (与推估精准度有连结性) 至少6,000小时,发起为10,000小时,每隔1,000小时需要取得测试之LED光衰资料,隔断时间越短(如:500小时)可提升推估时的准确度。 步骤二 : 依TM-21-11公式推估3个测试温度(55℃/85℃/自选温度)的长期寿命资料。 取得各温度实验资料平均值,测试资料取出时间规则为: 以Exponential Least Squares Curve-Fit(最小平方曲线拟合)取得斜率m(Slope)与截距b(Intercept),盘算m与b时若测试时间越长间隔越麋集,其精准度将提升,接着计算出B与α数值。 y=mx+b, B=exp(b),a=-m 依下列公式计算出各温度实验之LED在ENERGY STAR规定之流明维持率70%时的寿命时间数值。 L70 : 当LED流明维持率为70%时的使用时间 以步骤一中样品数量进行可推估倍数时间之标准判断: 表现方式为 : L70(6K) = XX,XXX hours (6K) : LM-80测试时间,(6K)=6,000小时;(10K)=10,000小时 XX,XXX Hours : 样品R20ea,测试时间=6,000,可推估6倍为36,000小时 使用Exponential公式计算出各时间之流明维持率,则可以计算出之资料绘出各测试温度的推估寿命曲线图: 步骤三 : 取得该LED元件置于LED灯具的实地量测温度(In Situ Temperature)。 请参照ISTMT(In Situ Temperature Measurement Test)测试程式取得LED元件置于LED灯具中的温度,该测试温度位置须与LM-80-08的Ts设定位置相同,取出之温度资料称为TMPLED(LED Temperature Measurement Point)。 步骤四 : 以丈量之TMPLED与TM-21计算之效果进行内插计算,取得TMPLED的推估寿命数值。 从三个测试温度点中选出包复TMPLED最近的两个温度点作为计算基准点。 计算Arrhenius Model温度加速参数A并得出Decay Rate:α与定值参数B0。 以上述之公式计算出TMPLED的L70数值,相同程式表示TMPLED之结果。 L70(6K) > XX,XXX hours 套入相关时间数值并绘制出TMPLED与三个Ts的寿命推估图。 二、ENERGY STAR / Lighting Facts对于LED灯具/灯泡的寿命要求 ENERGY STAR在灯具只有两种规格,灯具厂商可使用整灯点亮6,000Hrs,或提交元件厂商的6,000Hrs LM-80陈诉与TM-21推估结果来证实灯具制品的流明维持率,在灯泡部分标准就较为弹性,用途不同则标准会进行微调,如下表: 三、LED照明高度竞争的决胜关键:LED品质 照明产品被视为LED的最大商机,然而已往LED代价过高,虽拥有省电环保等优点,但价格仍无法与白炽、省电灯泡竞争。外加前几年由于未有相关品质验证标准可循,LED品质良莠不齐(光衰问题、变色问题等),也导致许多负面的使用履历,也造成LED照明使用量迟迟无法有爆炸性的发展。 不外2012年,LED照明价格的甜蜜点已提前来到,预期接下来两年,LED需求将大幅翻扬。当LED产品价达消费者可担当之价位,LED厂商能否在这波需求翻扬时刻,在众厂商中脱颖而出,受消费者亲睐,决胜负的关键就在于LED的品质与寿命。 目前,美国能源之星已为LED品质提供量化标准,使得LED产业可以有遵循的规范,笔者也将于11月8日在新竹宜特科技与Intertek HK所举行的“LED Energy Star 认证流程与可靠度验证技能研讨会”,更进一步的分享能源之星LED的规范内容,并提出经验分享与因应步伐,也接待业界先进一同前来交换。 |