TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12234:2018

IES LM-84-14

PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ DUY TRÌ QUANG THÔNG VÀ MÀU CỦA BÓNG ĐÈN LED, KHỐI SÁNG LED VÀ ĐÈN ĐIỆN LED

Method for measuring luminous flux and color maintenance of led lamps, light engines and luminaires

Lời nói đầu

TCVN 12234:2018 hoàn toàn tương đương với IES LM-84-14;

TCVN 12234:2018 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E11 Chiếu sáng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

...

...

...

Ngoài ra, tính năng của các hệ thống SSL, bóng đèn tích hợp LED, bóng đèn không tích hợp, khối sáng LED và đèn điện LED thường bị ảnh hưởng bởi các điều kiện vận hành và điều kiện môi trường như chu kỳ làm việc, các điều kiện tác động đến như thiết bị phụ trợ và cơ cấu đỡ, nhiệt độ môi trường, luồng không khí và hướng làm việc. Phương pháp này được xây dựng để thiết lập điều kiện môi trường nhất quán của các phòng thí nghiệm nhằm đạt được các kết quả tái lập được và cho phép sự so sánh tin cậy giữa các kết quả này.

PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ DUY TRÌ QUANG THÔNG VÀ MÀU CỦA BÓNG ĐÈN LED, KHỐI SÁNG LED VÀ ĐÈN ĐIỆN LED

Method for measuring luminous flux and color maintenance of LED lamps, light engines and luminaires

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp đo độ duy trì quang thông và màu của bóng đèn LED tích hợp; bóng đèn LED không tích hợp; khối sáng LED và đèn điện LED. Phương pháp này mô tả quy trình cần tuân thủ và các biện pháp phòng ngừa cần thực hiện để đạt được các phép đo độ duy trì quang thông và màu có khả năng tái lặp trong các điều kiện làm việc tiêu chuẩn.

Phương pháp này không cung cấp hướng dẫn hoặc đưa ra khuyến cáo bất kỳ liên quan đến lấy mẫu, dự đoán hoặc ngoại suy độ duy trì quang thông xa hơn phép đo cuối cùng.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

...

...

...

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau.

3.1

Thiết bị cần thử nghiệm (device under test)

DUT

Bóng đèn LED tích hợp; bóng đèn LED không tích hợp, khối sáng LED hoặc đèn điện LED được thử nghiệm.

3.2

Độ duy trì quang thông (luminous flux maintenance)

Quang thông còn lại so với quang thông ban đầu (thường thể hiện dưới dạng phần trăm) tại thời điểm hoạt động chọn trước bất kỳ. Độ duy trì quang thông là phần còn lại của độ suy giảm quang thông.

...

...

...

Thử nghiệm duy trì (maintenance test)

Thử nghiệm làm việc ổn định liên tục đối với DUT khi DUT được cấp điện.

3.4

DUT không làm việc (non-operational DUT)

DUT không phát ra ánh sáng khi được cấp điện.

4  Điều kiện vật lý và môi trường trong quá trình làm việc và vận chuyển

4.1  Quy định chung

Các giá trị của độ duy trì quang thông của DUT có thể thay đổi do thay đổi nhiệt độ môi trường hoặc sự di chuyển của không khí do thiết kế quản lý nhiệt của DUT. DUT cần được kiểm tra và làm sạch khi cần thiết trước khi đo và thử nghiệm độ duy trì. Phải tuân thủ các hướng dẫn vận chuyển của nhà chế tạo (ví dụ phóng tĩnh điện, v.v.). Các điều kiện môi trường không bình thường, ví dụ như nhiễu nhiệt từ các hệ thống HVAC hoặc bức xạ mặt trời, cần được giảm đến mức kỳ vọng hợp lý để giảm thiểu ảnh hưởng tương đối đến làm việc khi loại bỏ các điều kiện này.

4.2  Lắp DUT

...

...

...

4.3  Rung

DUT không được bị rung hoặc xóc quá mức trong quá trình làm việc hoặc vận chuyển.

4.4  Nhiệt độ môi trường trong thử nghiệm duy trì

Nếu không quy định thử nghiệm duy trì ở nhiệt độ môi trường khác, nhiệt độ môi trường trong thử nghiệm duy trì của DUT giữa các phép đo quang phải được duy trì ở 25 °C ± 5 °C. Sự thay đổi nhiệt độ môi trường của môi trường làm việc phải được theo dõi bởi một số lượng đủ các điểm đo nhiệt độ được bố trí hợp lý. Các cảm biến nhiệt độ môi trường phải được che chắn khỏi bức xạ quang trực tiếp từ DUT và khỏi nhiễu nhiệt từ các nguồn khác (ví dụ bộ tản nhiệt). Khi nhiệt độ môi trường nằm ngoài dải nhiệt độ cho phép, thử nghiệm phải được dừng và ghi vào báo cáo trường hợp này, kể cả việc vượt ra khỏi phạm vi dung sai nhiệt độ môi trường.

Nếu quy định nhiệt độ môi trường khác với 25 °C, dung sai nhiệt độ môi trường phải bằng ± 5 °C và các điều kiện thử nghiệm phải được đưa vào báo cáo thử nghiệm.

4.5  Độ ẩm

Độ ẩm của môi trường làm việc của DUT phải được duy trì thấp hơn 65 % RH trong suốt thử nghiệm duy trì.

4.6  Sự chuyển động của không khí

Không nên giới hạn luồng không khí tự sinh ra của DUT và cần phản ánh điều kiện lắp đặt và điều kiện sử dụng của DUT. Tất cả các luồng không khí khác đến DUT đều cần được giảm thiểu.

...

...

...

Trong thử nghiệm duy trì, DUT phải có hướng tương tự như khi được lắp đặt trong phép đo quang của nó (xem 6.1). Hướng làm việc phải tương ứng với hướng khuyến cáo của nhà chế tạo, và phải được ghi vào báo cáo.

5  Điều kiện về điện

5.1  Điện áp vào

Điện áp vào liên tục danh định theo các quy định của nhà chế tạo phải được đặt vào để DUT làm việc trong suốt thời gian thử nghiệm duy trì.

5.2  Dạng sóng điện áp lưới xoay chiều

Nếu không sử dụng thiết bị khống chế DUT thay đổi dạng sóng thì nguồn điện xoay chiều phải có dạng sóng điện áp hình sin ở tần số quy định (thường là 60 Hz hoặc 50 Hz) sao cho độ méo hài tổng không vượt quá 3 % thành phần cơ bản trong thử nghiệm duy trì của DUT.

5.3  Trở kháng đường dây

Như một tùy chọn, cần xác định trở kháng của hệ thống cấp nguồn cho DUT. Có thể ưu tiên sử dụng các nguồn điện xoay chiều có trở kháng ra thấp để duy trì điều kiện thử nghiệm nhất quán.

5.4  Điều chỉnh điện áp đường dây

...

...

...

5.5  Đi dây

Việc đi dây các giá thử nghiệm cần tuân thủ quy định về lắp đặt điện, và theo khuyến cáo của nhà chế tạo DUT hoặc hệ thống. Đối với các bóng đèn không tích hợp, bộ điều khiển phải được nối đất theo các quy định kỹ thuật của nhà chế tạo.

Cần thực hiện việc kiểm tra các tiếp xúc điện kể cả các tiếp xúc của cơ cấu giữ DUT và kiểm tra xác nhận hoạt động của bộ điều khiển sau mỗi lần lắp đặt DUT.

6  Quy trình đo quang và nhiệt

6.1  Phép đo quang

Tại mỗi khoảng thời gian đo (Điều 7), DUT phải được lấy khỏi giá thử nghiệm và được đo theo TCVN 10886 (IES LM-79-08) đối với các đặc tính điện, quang và màu. Sau phép đo, DUT phải được đặt trở lại lên giá thử nghiệm cho chu kỳ tiếp theo nếu có yêu cầu.

Đối với DUT có thể điều chỉnh độ sáng hoặc có thể điều khiển khác, các phép đo quang phải được thực hiện ở điều kiện công suất vào lớn nhất.

6.2  Đo nhiệt độ đế của nguồn sáng LED tại hiện trường

Nếu đo nhiệt độ đế của nguồn sáng LED tại hiện trường, T_s, thì thực hiện theo các quy trình khuyến cáo được cho trong Phụ lục A.

...

...

...

7.1  Luyện hoặc lão hóa

DUT không được luyện hoặc lão hóa trước.

7.2  Di chuyển

Khi bốc dỡ, vận chuyển hoặc lưu kho DUT, cần thận trọng để tránh gây hư hại bất kỳ hoặc nhiễm bẩn có thể ảnh hưởng đến các kết quả thử nghiệm. Bốc dỡ và lưu kho phải được thực hiện theo hướng dẫn của nhà chế tạo, nếu có.

7.3  Ghi nhãn

DUT riêng lẻ phải được theo dõi trong thử nghiệm duy trì. DUT có thể được nhận biết bằng các ghi nhãn đặt trực tiếp lên DUT hoặc bằng các nhãn có thể gắn vào DUT trong quá trình vận chuyển, hoạt động và đánh giá hoặc gắn vào giá thử nghiệm tại nơi đặt DUT. Phương pháp nhận biết được chọn cần tính đến ảnh hưởng của phơi nhiễm với ánh sáng và nhiệt.

Các phương pháp/vật liệu ghi nhãn thích hợp có thể có bao gồm mã vạch bền, ghi nhãn bằng mực gốm, khắc nhiệt độ cao hoặc phương pháp bất kỳ khác bền hoặc có thể làm mới định kỳ trong thời gian thử nghiệm.

7.4  Chu kỳ làm việc

DUT cần được cho làm việc liên tục. Dữ liệu độ duy trì quang thông và màu từ các chu kỳ làm việc khác nhau không thể so sánh được nếu không có đánh giá đầu tiên nếu độ duy trì quang thông và màu của DUT bị ảnh hưởng bởi chu kỳ làm việc.

...

...

...

Việc ghi lại chính xác thời gian làm việc đã trôi qua là rất quan trọng. Thiết bị ghi vào báo cáo thời gian trôi qua phải được nối với các vị trí thử nghiệm cụ thể và chỉ tính thời gian lũy tích khi DUT làm việc. Phương tiện theo dõi hình ảnh, theo dõi dòng điện hoặc phương tiện khác có thể được sử dụng để xác định thời gian làm việc nếu được thiết kế để có đủ độ chính xác về thời gian. Tất cả các thiết bị được sử dụng để đo thời gian làm việc đã trôi qua phải được hiệu chuẩn phù hợp với các quy định kỹ thuật của nhà chế tạo. Độ phân giải thời gian tối thiểu phải bằng ± 0,5 %.

7.6  Thời gian làm việc và các khoảng thời gian đo

Phép đo quang và màu phải được thực hiện trước khi bắt đầu thử nghiệm độ duy trì và ghi vào báo cáo là dữ liệu tại 0 h.

Các phép đo quang của DUT phải được thực hiện ở mỗi khoảng thời gian đo của khoảng thời gian thử nghiệm độ duy trì.

Khoảng thời gian thử nghiệm độ duy trì và các khoảng thời gian đo phải dựa trên và nhất quán với tuổi thọ làm việc thiết kế, mục đích của thử nghiệm kể cả bằng chứng về sự phù hợp với các quy định kỹ thuật đòi hỏi và phân tích dữ liệu theo kế hoạch (ví dụ dữ liệu đối với mô hình độ duy trì quang thông dự đoán hoặc dữ liệu để xác nhận tính hợp lệ của độ duy trì quang thông thực).

7.7  Hoạt động của DUT có thể điều chỉnh độ sáng hoặc có thể điều khiển được

Nếu DUT có thể điều chỉnh độ sáng hoặc có thể điều khiển được theo cách nào khác thì phải cho làm việc ở điều kiện công suất vào lớn nhất đối với chế độ làm việc đó.

DUT có thể có nhiều chế độ làm việc kể cả ở nhiều nhiệt độ màu tương quan (CCT) khác nhau. (Các) chế độ làm việc quy định đối với phép đo này phải được duy trì như nhau trong suốt thử nghiệm và các điều kiện áp dụng này phải được ghi rõ ràng vào báo cáo.

7.8  Ghi vào báo cáo các DUT không hoạt động

...

...

...

8  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải liệt kê tất cả các dữ liệu thích hợp liên quan đến các điều kiện thử nghiệm duy trì, kiểu thiết bị và các kiểu DUT. Các hạng mục điển hình dưới đây phải có trong báo cáo thử nghiệm:

8.1  Thông tin chung

8.1.1  Nhận biết về tổ chức thử nghiệm

8.1.2  Ngày phát hành báo cáo thử nghiệm

8.1.3  Ngày bắt đầu thử nghiệm

8.1.4  Ngày hoàn thành thử nghiệm

8.1.5  Mô tả thiết bị thử nghiệm

8.1.6  Những người thực hiện thử nghiệm

...

...

...

8.2  Nhận biết DUT

Thông tin cụ thể đủ để lặp lại được thử nghiệm phải được cung cấp bao gồm:

8.2.1  Tên nhà chế tạo

8.2.2  Nhận biết thiết kế (hoặc model)

8.2.3  Nhận biết DUT, ví dụ số seri

8.2.4  Mô tả DUT cần thử nghiệm

8.2.5  Bộ điều khiển LED không tích hợp hoặc nguồn cung cấp điện (nếu thuộc đối tượng áp dụng)

8.2.6  Ngày chế tạo DUT

8.3  Điều kiện vật lý và môi trường

...

...

...

8.3.2  Nhiệt độ môi trường

8.3.3  Độ ẩm

8.4  Sai lệch

8.4.1  Sai lệch so với phương pháp thử nghiệm nêu trong tiêu chuẩn

8.4.2  Liệt kê các điều kiện không tiêu chuẩn

8.4.3  Sai lệch so với điều kiện danh nghĩa hoặc điều kiện làm việc quy định hoặc thử nghiệm

8.5  Thời gian thử nghiệm duy trì (tính bằng giờ)

8.6  Khoảng thời gian đo (tính bằng giờ)

8.7  DUT không làm việc

...

...

...

8.8  Kết quả

Dữ liệu cho các phép đo điện, quang và màu đối với từng DUT ở từng khoảng thời gian gồm:

8.8.1  Quang thông

8.8.2  Độ duy trì quang thông

8.8.3  Tọa độ màu

8.8.4  Các thông số điện: điện áp vào, dòng điện vào và công suất vào

8.9  Các mục điển hình khác

8.9.1  Điều kiện thử nghiệm đặc biệt (ví dụ: quang thông tối thiểu của các DUT riêng lẻ trước khi bị xem là hỏng; điều kiện bất thường bất kỳ quan sát được)

8.9.2  L₅₀ (h) và L₇₀ (h) đo được của các DUT riêng lẻ, khi thuộc đối tượng áp dụng

...

...

...

Phụ lục A

(quy định)

Khuyến cáo về phép đo nhiệt độ đế LED, T_s, trong các điều kiện tại hiện trường

Phụ lục này cung cấp hướng dẫn về cách tiếp cận để thiết lập các điều kiện T_s đại diện trong phạm vi sản phẩm SSL. Mục tiêu chung nhằm xác định giá trị T_s lớn nhất trong sản phẩm vì điều này là điều kiện biên trường hợp xấu nhất, mà đến đó tất cả các LED sẽ hoạt động trong bóng đèn hoặc đèn điện. Trong hầu hết các trường hợp, cần thực hiện phép đo nhiệt ngẫu trong hoạt động đo nhiệt kết hợp với đánh giá an toàn.

A.1  Đánh giá cơ bản

Có thể sử dụng phương pháp đo nhiệt hoặc thiết bị đo nhiệt hồng ngoại không tiếp xúc khác để thực hiện đánh giá cơ bản về các vùng nóng nhất của bảng mạch in gắn LED (PCBA). Để sử dụng các phương pháp này, có thể cần loại bỏ một hoặc nhiều lớp quang học sao cho camera hồng ngoại hoặc thiết bị đo nhiệt hồng ngoại có thể nhận được hình ảnh hồng ngoại trực tiếp của PCBA. Hình A.1 mô tả hai ảnh: một của PCBA trong cụm nhiều PCBA (loại bỏ lớp quang học) và một của nhiệt kế IR kết hợp một cách tương ứng.

Dựa vào nội dung của thiết bị ghi nhiệt hoặc thiết bị đo nhiệt hồng ngoại không tiếp xúc kiểu “chụp điểm”, phân bố nhiệt độ tương đối của bảng mạch in gắn LED có thể được ghi thành tài liệu và các nhóm LED nóng nhất cũng như các LED nóng nhất trong nhóm có thể được nhận biết. Các LED nóng nhất này có thể là các điểm được gắn nhiệt ngẫu, đối với các phép đo chính xác sử dụng phương pháp nhiệt ngẫu.

...

...

...

A.2  Điều kiện đối xứng

Trong nhiều trường hợp, điều kiện đối xứng có thể được sử dụng để giảm số lượng tổng các đèn LED mà phải gắn nhiệt ngẫu, để có được đại diện thích hợp của các điều kiện T_s trong SSL. Hình A.2 là một ví dụ điển hình về PCBA có đường đối xứng ở giữa theo 2 chiều nhìn từ các LED trên PCBA. Trong trường hợp các điều kiện đối xứng, không cần đo LED trong tất cả các góc phần tư của PCBA và chỉ cần đo tập con của LED nào phản ánh sự đối xứng là đủ.

Hình A.2 - (trái) Ví dụ về PCBA với đường đối xứng ở giữa. (phải) Ví dụ về các LED được chọn đối với nhiệt ngẫu trên PCBA với đối xứng LED 4 góc phần tư dựa trên việc đánh giá nhiệt ký hồng ngoại của các nhóm nóng nhất

A.3  Nhiệt ngẫu

Trong tất cả các trường hợp sử dụng phương pháp kết hợp, các gói LED cần được đo bằng nhiệt ngẫu theo khuyến cáo của nhà chế tạo về vị trí đặt nhiệt ngẫu. Nhiệt ngẫu cần được đặt tiếp xúc tốt với các bề mặt chỉ ra trong tài liệu của nhà chế tạo và liên kết sử dụng phương pháp thích hợp (ví dụ dán hoặc hàn) được nhà chế tạo chấp nhận. Khuyến cáo rằng nhiều LED trong cụm lắp ráp được lắp nhiệt ngẫu để đảm bảo thử nghiệm ghi được các giá trị đại diện.

A.4  Các giá trị T_s lớn nhất

Thông thường, nhiều T_s sẽ được đặt vào PCBA và nhiều PCBA có thể được đo trong bóng đèn hoặc đèn điện chiếu sáng rắn. Tất cả các giá trị này cần được ghi vào báo cáo và rà soát để thiết lập T_s lớn nhất đối với cụm lắp ráp.

...

...

...

(quy định)

Cơ sở cho việc không mô tả khoảng thời gian thử nghiệm duy trì và các khoảng thời gian đo

Việc mô tả và quy định khoảng thời gian thử nghiệm duy trì và khoảng thời gian đo, xác định các yêu cầu đối với một kiểu DUT duy nhất đại diện cho một họ DUT, và quy định các phương pháp lấy mẫu không phải là chủ đề thích hợp trong phương pháp đo.

Phụ lục C

(quy định)

Kiểm tra và ghi vào báo cáo các DUT không làm việc trong thử nghiệm duy trì

Nếu mong muốn xác định chính xác hơn khi DUT dừng làm việc để tính toán phân bổ không đạt Weibull thì có thể thực hiện các kiểm tra hoạt động thường xuyên hơn. Các khoảng thời gian kiểm tra thông thường đều nằm trong phạm vi từ 0,5 % đến 1 % tuổi thọ danh định dùng để dự đoán các phân bố Weibull đối với các công nghệ chiếu sáng khác.

...

...

...

[1] ANSI/IES RP-16-10, Nomenclature and Definitions for Illuminating Engineering

[2] CIE Standards S 017/E:2011 ILV: International Lighting Vocabulary

[3] IES TM-21-11, Projecting Long Term Lumen Maintenance of LED Light Sources

[4] IES LM-80-08, IES Approved Method: Measuring Lumen Maintenance of LED Lighting Sources

[5] IES TM-16-05, Technical Memorandum on Light Emitting Diode (LED) Sources and Systems

[6] ANSI C78.377-2011, Specifications of the Chromaticity of Solid State Lighting Products

[7] IES LM-28-12, IES Guide for the Selection, Care and use of electrical instruments in the photometric labaratory

[8] IES Lighting Handbook, 10^th Edition, 2011.

...

...

...

Lời nói đầu

Lời giới thiệu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Điều kiện vật lý và môi trường trong quá trình làm việc và vận chuyển

5  Điều kiện về điện

6  Quy trình đo quang và màu

7  Quy trình thử nghiệm duy trì

...

...

...

Phụ lục A (quy định) - Khuyến cáo về phép đo nhiệt độ đế LED, T_s, trong các điều kiện tại hiện trường

Phụ lục B (quy định) - Cơ sở cho việc không mô tả khoảng thời gian thử nghiệm duy trì và các khoảng thời gian đo

Phụ lục C (quy định) - Kiểm tra và ghi vào báo cáo các DUT không làm việc trong thử nghiệm duy trì

Thư mục tài liệu tham khảo