ANSI работает над стандартизацией спецификаций белых светодиодов

Специалисты Американского национального института стандартов (American National Standard Institute; ANSI) в настоящее время ведут разработку стандартных спецификаций белых светодиодов для применения в системах общего освещения, что в свою очередь может помочь производителям систем твердотельного освещения (Solid-State Lighting; SSL) преодолеть препятствий на пути более широкого внедрения подобной продукции. Важность типовых технических характеристик заключается в том, что с их помощью производители светодиодной продукции могут представить информацию о продукте и его спецификациях конечным пользователям.

За последние годы на рынок светодиодов для систем общего освещения вышло множество новых производителей, и почти все они используют типовые технические характеристики для представления информации пользователям и оказания им помощи при выборе и использовании светодиодных ламп и светильников. В прошлом информация, которую производители светодиодов предоставили в рамках этих типовых технических характеристик, не была согласованной. Таким образом, покупатели не могли провести сравнительный анализ продуктов разных поставщиков при выборе светодиодов.

К настоящему времени специалистами ANSI было успешно стандартизировано большинство факторов, которые принимаются в расчет при создании светотехнической продукции (форма лампочки, размеры патрона и т.д.). Кроме того, они стандартизировали все основные характеристики LED-ламп, такие как напряжение, мощность и т.д.

Светодиоды для систем освещения быстро развиваются. На данном этапе руководство ANSI решило не стандартизировать форму корпуса светодиодов, их углеродный след и другие физические параметры, в противном случае это могло бы выступить ограничителем в ходе дальнейшего развития технологий и при разработке новых продуктов. Вместо этого разработчики нового стандарта ANSI по техническим характеристикам светодиодов стремятся стандартизировать информацию, которую предоставляют производители светодиодных систем, чтобы обеспечить конечным пользователям возможность справедливого и согласованного сравнения разных продуктов. Перед созданием стандарта ANSI по техническим характеристикам светодиодов рабочая группа организации озвучила цель своей деятельности: "Необходимо выделить стандартизированные спецификации белых светодиодов (формат предоставления данных), которые являются средством связи между производителями светодиодной продукции и ее пользователями".

Есть специалисты, которые оспаривают целесообразность такой стандартизации. Одной из проблем является то, что переход на новые стандартизированные технические характеристики вынудит некоторых производителей упростить спецификации своей продукции, поэтому покупатели лишаться возможности провести комплексную оценку товара. Другая проблема заключается в отсутствии ряда стандартов, которые можно использовать и на которые можно ссылаться при получении или измерении указанных в спецификациях характеристик и свойств. Однако после продолжительных дискуссий отраслевые эксперты и участвующие в обсуждении представители производителей светодиодной продукции согласились с тем, что стандартная спецификация ANSI может оказаться очень полезным нововведением для индустрии твердотельного освещения в целом. Кроме того, в дальнейшем создание некоторых критически важных стандартов для тестирования светодиодов упростит задачу производителей по описанию типовых технических характеристик.

Содержание предлагаемой стандартной спецификации ANSI для LED-продукции было определено после комплексного изучения используемых в настоящее время типовых технических характеристик, а также посредством достижения общего консенсуса экспертов в данной сфере. Содержание было сгруппировано в рамках трех областей: производительность и эксплуатационные характеристики; физические характеристики и характеристики электрических соединений; характеристики и рекомендации по использованию. Разработчики документа также рекомендуют получать спецификации продукции в порядке, установленном доступными или готовящимися к публикации отраслевыми стандартами. Например, фотометрические и колориметрические характеристики должны измеряться согласно стандарту IES LM-85 (скоро будет опубликован); тепловые характеристики должны измеряться по нормам стандарта JEDS51-51, а поддержания свето- и цветопередачи должно измерять исходя из стандарта IES LM-80. В стандартной спецификации также будут перечислены дополнительные характеристики, которые производители светодиодной продукции могут описывать по желанию (опционально).

В области рабочих (эксплуатационных) характеристик составители стандартной спецификации первоначально уделили внимание проблеме описания фотометрических характеристик. Так производители светодиодной продукции теперь будут обязаны предоставлять информацию о коррелированной цветовой температуре (Correlated Color Temperature; CCT) в зависимости от интенсивности светового потока, биннинге (категорирование / сортировка светодиодов по вариациям цвета), а также о распределении силы света. Кроме того, они будут обязаны предоставить данные об изменении интенсивности светового потока в зависимости от прямого тока и от температуры, изменении цвета в зависимости от прямого тока и от температуры. Помимо прочего, они могут указать данные о светоотдаче в зависимости от прямого тока (опционально).

Некоторая информация должна быть представлена в виде таблиц, а другая в формате графиков. Например, для каждого уровня коррелированной цветовой температуры значения светового потока светодиодов, степени цветопередачи и соответствующие им коды продукции должны быть представлены в виде таблицы. В то же время распределение спектральной интенсивности (Spectral Power Distribution; SPD) светодиодов должно быть представлено в формате графика.

По словам экспертов, информация о поддержании свето- и цветопередачи очень важна при проектировании светотехнической продукции на основе LED-ламп. Тем не менее, на изыскание этой информация при тестировании с помощью методики, которая изложена в стандарте LM-80, может потребоваться до восьми месяцев. Таким образом, когда начинается производство новых светодиодов, и публикуются соответствующие типовые технические характеристики, тестовая информация о поддержании свето- и цветопередачи, как правило, не доступна. Поэтому составители нового документа ANSI не требуют обязательного предоставления этих данных. Информация может быть опубликована дополнительно после завершения соответствующих тестов.

Поскольку эксплуатационные характеристики светодиодов зависят от температуры работы осветительных устройств, учет фактора термической деградации (термодеструкции) крайне важен на этапе создания осветительных устройств. Поэтому в спецификациях должны быть перечислены все связанные с температурой изменения характеристик - часто в формате графиков.

Что касается эксплуатационных характеристик, то в спецификациях должны быть представлены ограничения на условия эксплуатации, тепловые и электрические характеристики, корреляция прямого напряжения и прямого тока, характеристики биннинга при прямом напряжении, корреляция прямого тока и температуры и зависимость прямого напряжения и температуры.

Далее в спецификациях должны быть охвачены характеристики физических и электрических соединений, включая описание механических характеристик и электрических схем. Необходимо, чтобы в формате графиков были представлены физические свойства светодиода, такие как размеры, допуски, расположение оптического центра, анода и катода, теплоотводящей панели и электрических соединений. Так покупатели смогут визуализировать внешний вид светодиодов. Электрическая схема с указанием внешних позиций (электрических) разъемов, а также схема внутреннего строения светодиода могут предоставляться опционально. Эта информация помогает пользователям правильно подключить светодиоды к электронным системам, используемым в светодиодных лампах и светильниках. В спецификациях также должны приводиться рекомендации по использованию светодиодной продукции.

Особенности техпроцесса сборки светодиодной лампы из LED-чипов могут иметь влияние на общую производительность готового устройства. Поэтому в спецификациях должна содержаться температурная кривая пайки (в форме графика). С ее помощью можно определить допустимые изменения температуры в зависимости от продолжительности процесса пайки светодиодов. Превышение допустимой температуры в процессе пайки может вызвать краткосрочный ущерб продукта или негативно сказаться на интенсивности светового потока в долгосрочной перспективе (на протяжение всего срока эксплуатации).

Покупателям светодиодов также необходима информация о корпусах LED-чипов. Это могут быть электромеханические схемы, которые показывают размеры, количество светодиодов в корпусе и указывают на формат корпуса - если светодиоды находятся внутри ленты, катушки, трубки или предмета другого форм-фактора. По своему желанию производители светодиодной продукции могут предоставлять информацию о том, как нужно обрабатывать светодиоды (характеристики оборудования, меры по предотвращению электростатических разрядов и т.д.), а также данные по условиям хранения.