LED照明作為21世紀最有前途的高科技產(chǎn)業(yè)之一,產(chǎn)品的設計、研發(fā)、應用和檢測認證備受關(guān)注。雖然LED產(chǎn)品的檢測和認證是產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的最后一個(gè)環(huán)節,但是它對產(chǎn)品設計階段有重要指導意義。合理的產(chǎn)品設計能增強產(chǎn)品可靠性、減少EMC問(wèn)題,更快的通過(guò)產(chǎn)品檢測和認證,為產(chǎn)品贏(yíng)得市場(chǎng)和企業(yè)長(cháng)遠發(fā)展打下基礎。
在近期舉辦的LED產(chǎn)業(yè)高峰論壇上,電子元件技術(shù)網(wǎng)訪(fǎng)談了CTI華測檢測技術(shù)股份有限公司副總裁聶鵬翔先生,分享了對目前LED市場(chǎng)發(fā)展的看法;電子產(chǎn)品檢測和認證對產(chǎn)品質(zhì)量的重要促進(jìn)作用,以及產(chǎn)品設計和元器件選擇對產(chǎn)品可靠性、失效分析和電磁兼容的深刻認識;能幫助工程師朋友重新審視可靠性分析和元器件選型的重要性,指導工程師從設計的源頭減少EMC問(wèn)題的產(chǎn)生,提高整機產(chǎn)品的品質(zhì)。
LED照明基礎:標準、質(zhì)量體系、測試認證
一個(gè)產(chǎn)品要成功進(jìn)入市場(chǎng)首先需要滿(mǎn)足兩個(gè)基本的要求:其一是安全性要求,如CE認證。其二是市場(chǎng)準入要求。除安全性和市場(chǎng)準入基本要求之外,歐美國家對進(jìn)入市場(chǎng)的產(chǎn)品還有更高層次的要求,以L(fǎng)ED照明產(chǎn)品為例,還包括產(chǎn)品是否好用、客戶(hù)是否滿(mǎn)意及符合可持續發(fā)展(如節能、環(huán)保、可回收)等方面的需求,這些要求最終都需要通過(guò)專(zhuān)業(yè)機構的檢測才能獲得認可,因此產(chǎn)品檢測和認證在市場(chǎng)準入、產(chǎn)品品質(zhì)保證方面有著(zhù)重要地位和作用。
近年來(lái),中國LED市場(chǎng)日益火熱,從最初的信號顯示領(lǐng)域的應用到目前的路燈及室內照明等大規模照明的應用,似乎顯示出LED產(chǎn)業(yè)業(yè)已成熟,已到大面積推廣實(shí)用的階段。對此聶先生有著(zhù)不同的觀(guān)點(diǎn),從世界范圍來(lái)看,LED市場(chǎng)的發(fā)展還處于起步階段,很多的標準和應用都不成熟,過(guò)分宣傳LED市場(chǎng)的成熟,可能會(huì )損害LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在這方面,美國節能燈市場(chǎng)就曾經(jīng)有過(guò)失敗的案例,當時(shí)由于節能燈產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性不高,造成消費者對產(chǎn)品失去信心,從而影響節能燈產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
由于有了這次失敗的教訓,在此次LED推廣的大潮中,美國政府顯得格外冷靜,美國能源部(DOE)通過(guò)各種途徑向人們宣傳LED知識,同時(shí)也約束企業(yè)自律,告誡企業(yè)不要夸大產(chǎn)品性能,以免誤導消費者對LED產(chǎn)品的認知。而標準的缺失也是行業(yè)發(fā)展的障礙,除美國有LED產(chǎn)品商用評估標準之外,其他國家都還未建立。中國更不例外,而且中國LED標準還存在非強制性和各地方政府的標準不統一的現象。如何規范LED市場(chǎng),建立完善的標準和機制,預防市場(chǎng)過(guò)熱給產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)不良影響,是目前業(yè)界人士比較關(guān)注的焦點(diǎn)。
中國企業(yè)進(jìn)軍國際市場(chǎng)時(shí),常常會(huì )遇到除關(guān)稅壁壘之外的各種技術(shù)壁壘的限制,其中針對電子產(chǎn)品的尤以美國UL認證和歐盟CE認證最為常見(jiàn)。由于國內企業(yè)對這些認證的了解有限,因而在進(jìn)行認證時(shí)感到無(wú)所適從,影響了產(chǎn)品的出口。CTI作為一家綜合性、專(zhuān)業(yè)性、全國性的第三方測試、檢驗與驗證機構,幫助中國企業(yè)加快產(chǎn)品認證流程、縮短時(shí)間、加快速度同時(shí)降低成本。
可靠性與失效性,從元器件選型開(kāi)始
一些照明企業(yè)的老總們常對LED產(chǎn)品的壽命和保用期等問(wèn)題深感頭痛。產(chǎn)品上市后返修率很高,廠(chǎng)商信譽(yù)受損,維修和處理則更是難題。這真實(shí)反映了國內LED產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、
可靠性差等客觀(guān)事實(shí)??梢哉f(shuō),LED產(chǎn)品質(zhì)量是制約行業(yè)發(fā)展的最大瓶頸。而可靠性不僅僅是LED產(chǎn)品的問(wèn)題,在所有的電子產(chǎn)品中都存在可靠性問(wèn)題。
可靠性設計運用成功與否,對產(chǎn)品的質(zhì)量有舉足輕重的效果,它自始至終地貫徹在產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)過(guò)程中。聶先生表示,目前國內LED應用產(chǎn)品的創(chuàng )新不足,很多的產(chǎn)品都是模仿國外幾年前的產(chǎn)品,而且質(zhì)量還達不到國外的標準。有些企業(yè)仿照一些做得較好的產(chǎn)品,從芯片到元器件都使用同一個(gè)廠(chǎng)商,結果做出的產(chǎn)品還是不可靠,可以看出可靠性不是簡(jiǎn)單的仿造就可以達到的。
產(chǎn)品可靠性與電路設計、元器件選型有著(zhù)非常緊密的關(guān)系,產(chǎn)品可靠性設計要從元器件開(kāi)始,元器件自身的可靠性認證、選型都是非常重要的環(huán)節。供應商提供的品質(zhì)保證只是針對通用情況,而各個(gè)整機產(chǎn)品都有自己特定的應用環(huán)境,溫度變化、電流沖擊、電壓高低等因素都要具體考慮,根據不同的應用場(chǎng)合,選擇合適的器件進(jìn)行設計才能為整機產(chǎn)品的良好品質(zhì)打下基礎。
此外,當產(chǎn)品出現問(wèn)題時(shí),失效分析也顯得極為重要,從對整機的失效分析中可以勘察出產(chǎn)品設計思路、元器件質(zhì)量方面的缺失,是幫助企業(yè)盡快處理問(wèn)題,加快產(chǎn)品上市時(shí)間的關(guān)鍵。而可靠性問(wèn)題,基本上都可以歸結到元器件失效,(少部分是系統兼容及環(huán)境干擾引起)??梢哉f(shuō)失效分析的精華也就是元器件失效分析。所以,元器件的選型對產(chǎn)品的可靠性至關(guān)重要。
如企業(yè)自己購買(mǎi)可靠性實(shí)驗設備、失效分析儀器來(lái)進(jìn)行可靠性檢測和失效分析,需要花費巨大,加重企業(yè)運營(yíng)負擔,目前更多企業(yè)選擇像CTI華測這樣的第三方檢測機構,依托他們的先進(jìn)測試設備和優(yōu)質(zhì)服務(wù),幫助提高自身產(chǎn)品質(zhì)量,達到升級換代、優(yōu)化設計的目標,從而使得產(chǎn)品由合格走向卓越。
從設計源頭減少EMC
聶總還談到有關(guān)EMC的問(wèn)題,不僅僅是LED產(chǎn)品存在這樣的問(wèn)題,電子產(chǎn)品的EMC問(wèn)題也是工程師關(guān)注的熱點(diǎn)。從電子元件技術(shù)網(wǎng)四月份在深圳舉辦的電磁兼容研討會(huì )的盛況就可以看出,工程師朋友很樂(lè )意相互交流探討EMC方面的問(wèn)題。
隨著(zhù)消費者對產(chǎn)品小型化和多功能的需求,使得產(chǎn)品的設計空間越來(lái)越小,電路設計日益復雜,隨之而來(lái)EMC問(wèn)題也越發(fā)嚴重。如何解決EMC的產(chǎn)生,CTI華測從多年幫助客戶(hù)進(jìn)行EMC測試的經(jīng)驗來(lái)看,設計不合理和元器件的選擇不當是造成EMC問(wèn)題的主要因素,而設計的不合理又是EMC產(chǎn)生的源頭。
大多數情況下的元器件選擇,需要從電路的基本元件開(kāi)始,它滿(mǎn)足電磁特性的程度將決定著(zhù)功能模塊和最終設備滿(mǎn)足電磁兼容性的程度。如對于無(wú)源器件的選型我們要注意這些元件的頻率特性和分布參數。因為是否能實(shí)現電磁兼容性往往是由遠離基頻的元件響應特性來(lái)決定的。
元器件選型帶來(lái)的EMC問(wèn)題可以通過(guò)替換元器件或加入抑制元器件的方法來(lái)解決,但設計不合理帶來(lái)的EMC問(wèn)題處理往往難以處理,不是僅替換元器件就可以解決的,有時(shí)會(huì )推翻整個(gè)設計方案重新設計。
所以在總體方案設計階段要求對產(chǎn)品的總體規格進(jìn)行EMC設計考慮,主要涉及產(chǎn)品銷(xiāo)售的目標市場(chǎng),以及需要滿(mǎn)足的標準法規要求,同時(shí)注意后續潛在目標市場(chǎng)的EMC標準和法規的要求?;谝陨蠈Ξa(chǎn)品的EMC標準法規的要求提出產(chǎn)品的總體EMC設計框圖,并詳細制定產(chǎn)品EMC設計總體方案,如系統的屏蔽如何設計,系統濾波如何設計,產(chǎn)品的接地如何系統考慮等。從設計的早期考慮EMC的問(wèn)題,能從設計源頭有效控制EMC問(wèn)題的產(chǎn)生,幫助產(chǎn)品在后期的測試、量產(chǎn)中減少問(wèn)題的發(fā)生。
在EMC測試方面,華測擁有自己的電磁兼容實(shí)驗室,可提供完整的EMI 和 EMS的測試。CTI華測不僅能幫忙客戶(hù)進(jìn)行EMC測試,而且還能幫助客戶(hù)對產(chǎn)品進(jìn)行整改,指出風(fēng)險和問(wèn)題所在。