淺議燈具法規(guī)對LED光源的要求

1、淺議燈具法規(guī)對LED光源的要求作者：張偉來源：科技資訊2014年第5期張偉(天津斯坦雷電氣有限公司天津300457)摘要:LED的耗電量低、高亮度、低熱量、環(huán)保等優(yōu)點，使其在汽車燈具方面得到越來越普 遍的應用。不僅被廣泛應用于轉向燈、制動燈等信號燈上，現(xiàn)在還可應用于前照燈。為保證汽車 燈具性能，國家迅速修訂及出臺了相關的國家標準。其中針對熱光衰、色溫偏移等特性提出了強 制性要求。本文就LED光源在車燈中的應用進行簡單介紹，并且對國家標準的相應要求進行簡單 分析。關鍵詞:LED光源 汽車燈具 國家標準中圖分類號:TM923文獻標識碼:A文章編號：1672-3791(2014)02(b)-0222

2、-011 LED光源在車燈中的應用LED(即發(fā)光二極管)，是指包含一個或者多個半導體二極管，并在特定注入電流下向指定方向 發(fā)出可見光的裝置。LED光源是指從一個或者多個LED發(fā)出可見光的光源。其中，可替換LED光 源是一種不用特殊工具就能方便更換的LED光源;而LED模組則是一種只能用機械工具更換的 LED光源。最早，由于一些技術上的難題，LED大多被使用在較為簡單的信號燈上;后來，汽車燈具 的設計師想要新的外觀選擇，即開始嘗試光導的研究方案。近幾年，由于在光輸出及散熱方面的 一些突破，使LED得以應用于前照燈，成為汽車潮流發(fā)展的新寵。尤其是LED前照燈與AFS系統(tǒng) 的結合，具有傳統(tǒng)光源無法比

3、擬的優(yōu)點。LED光源之所以如此受青睞，是因為與傳統(tǒng)光源相比，它自身具有很多優(yōu)點。其中在汽車外 部照明領域與性能相關的，如響應速度快，可以說為行車安全提供了更好的保障。當然，LED的一 些特點也使得其在應用中成為技術難題,在燈具的設計、生產(chǎn)中也一定要通過法規(guī)進行一系列的 保障。比如說LED光衰及色溫偏移的特性。LED光衰是指LED經(jīng)過一段時間的點亮后，其光強會 比原來的光強要低,低了的部分就是LED的光衰。而色溫偏移是指色溫不可逆的變化，是老化的 一種顯現(xiàn)，當色溫漂移至規(guī)定的允許范圍之外時，則判定為該產(chǎn)品失效。LED在點亮一段時間后， 由于溫度和電壓等的影響，就會產(chǎn)生光衰及色溫漂移。因此在燈具的

4、設計階段，就要為減小光衰 及色溫漂移打好基礎。比如散熱方面，如果不能很好的散熱，就會使光衰加速、色溫偏移。而在 另一方面，在燈具的設計和生產(chǎn)過程中，必須有國家標準給予指導及控制，以明確必要的最低限度 的要求。2國家標準對LED光源的要求2.1信號燈法規(guī)對LED光源的要求從20世紀80年代，LED光源就逐漸進入信號燈領域。通常，我們所指的信號燈包括轉向燈、 晝間行駛燈、位置燈、后霧燈、牌照板照明裝置、倒車燈、高位制動燈、制動燈。這些燈具對 應的法規(guī)也在最快的時間內(nèi)進行了光源相關內(nèi)容的修訂。上述燈具的法規(guī)中均明確要求:對于所有不是裝用燈絲燈泡的裝置，點亮1 min和30 min時, 其發(fā)光強度應符

5、合標準要求，點亮1 min時各點的發(fā)光強度，應通過點亮1 min和點亮30 min時 在HV上的發(fā)光強度的比值與點亮30 min時各點的發(fā)光強度測量結果相乘得出。從這里可以看出，信號燈法規(guī)在發(fā)光強度方面重點考慮了 LED的衰減特性。因此要想滿足法 規(guī)，就必須在1 min和30 min時各點均滿足最大值及最小值要求。2.2 LED前照燈法規(guī)對LED光源的要求針對LED光源前照燈這項全新的技術，國家已于2011年發(fā)布汽車用LED前照燈法規(guī)。 其中在配光方面、環(huán)境試驗方面制定了一些強制性檢驗項目,并且引用了一些ECE法規(guī)最新修訂 或提案的內(nèi)容。與其他光源前照燈國標相比，較新的試驗項目為:近光用LED

6、模塊目標光通量的 測量、顯色性、照度和色度溫度穩(wěn)定性、耐溫度循環(huán)試驗、電源的極性反接及過電壓試驗。而 配光性能穩(wěn)定性試驗、塑料配光鏡材料試驗及整燈試驗都是大家所熟悉的試驗項目，試驗方法基 本一致，這里就不多做介紹了。下面就與燈絲燈泡前照燈及氣體放電前照燈的國標要求的不同點, 進行說明。配光性能。首先，為使光電性能穩(wěn)定，LED光源前照燈標準要求LED模塊需要老煉15 h， 且冷卻至室溫后進行近光照準及配光測定;而遠光照準后必須在達到光度穩(wěn)定狀態(tài)后進行配光。 這里的光度穩(wěn)定狀態(tài)是指：近光50 V 遠光HV的光度變化值在15 min內(nèi)小于3%。并且還新增 照度溫度穩(wěn)定性試驗，即需要測量1 min和穩(wěn)

7、定后的照度值，判定基準是1 min和穩(wěn)定后的照度 值均應滿足最大值和最小值要求。而燈絲燈泡前照燈及氣體放電前照燈標準則要求在測試前將 光源以測試時的電壓點亮，使其光性能趨于穩(wěn)定即可照準及配光。從這里可以更清楚地理解剛剛 介紹過的法規(guī)對光衰的控制。光色。LED光源前照燈標準要求進行色度溫度穩(wěn)定性試驗，即需要測量1 min和穩(wěn)定后 的色度值。而其他兩種光源前照燈標準只規(guī)定在試驗電壓下進行試驗即可。這里是為保證LED 點亮后隨溫度變化產(chǎn)生色度漂移后仍應能在標準范圍內(nèi)。光源。LED光源前照燈標準要求測量3個近光用LED模塊的目標光通量,并取平均值。 而燈絲燈泡前照燈只需要進行光電性能的測試，這一點要求

8、在氣體放電光源前照燈標準中沒有要 求。它是為了保證光源有足夠的光通量。另外，針對熱光衰的特性，法規(guī)中有不小于1000lm的要 求。顯色性。顯色性試驗，是測量LED紅光成分在整個可見光范圍內(nèi)的含量。而之所以要求 顯色性試驗，是由于光的顯色性降低，會影響燈光的物體識別性。因此需要一定量的紅光成分保 證其顯色性。LED光源前照燈標準要求在近光50 V點或(和)遠光的HV點，用光譜分析儀測量最 低紅光成分。耐溫度循環(huán)試驗。該試驗要求進行5個高低溫循環(huán)試驗,每個循環(huán)歷時8H,在最后一個 循環(huán)的點燈期間，如果LED模塊無失效并滿足配光要求則判定為合格。需要注意的是配光性能試 驗應在室溫下進行。該試驗是為在無失效的狀況下對是否有光輸出明顯衰減的情況進行驗證。極性反接、過電壓試驗。該試驗可以防范在燈具的設計和實際使用中，電壓反接及過電 壓引起的產(chǎn)品失效,為安全使用提供了保障。3結語燈具是汽車安全保障的重要零部件之一。LED光源汽車燈具雖然有諸多優(yōu)點，但其光色不穩(wěn) 定及光衰減等特點，一直是從業(yè)者在設計、生產(chǎn)、性能驗證中最為關注的地方。強制性國家標準 的規(guī)定，使得LED光源在汽車燈具行業(yè)的應用實現(xiàn)了標準化,為LED光源汽車燈具的質量提供了 保