某显示模组厂商要评的不是器件效率,而是显示屏与光学模组在强光下的表现:阳光斜射进座舱时干涉条纹会不会抖,屏幕会不会发白。前提只有一个——一段可控、接近自然光的光照;外场曝晒给不了可重复性。
面积与准直程度则互相拉扯:大面积设备覆盖整车,边缘发散随之放大;小面积设备若只做小,又常牺牲方向性。300mm 箱体的难点,是三件事同时成立:罩得住样件、塞得进工位、发散半角的设计值控制在 ≤0.5°。

三个参数互相挤压,是真正的难点。有效辐照面由样件尺寸决定:300mm×300mm,方形口径,中心与边角都要落在标定范围内。
发散半角由测试原理决定:干涉与成像测量对入射方向敏感,光线斜着进来,等效光程就变,条纹随之偏移,设计值定在 ≤0.5°;测量方式按技术协议约定。
工作距离由前两项反推:光源至被测物约 1.2m,再近则边缘照度掉得快,再远则机台占地。

光源是短弧高压氙气灯,按 AM1.5G 标准光谱条件配置,评定波段 400–1100nm,光谱匹配度为 A级。
氙灯的麻烦在电源。弧光对电流波动极敏感,电流一抖,光通量跟着抖。这台设备用独立 EPS 做实时反馈控制,逐灯保持恒功率输出,灯管输入功率被钉在工作点上,时间不稳定性 LTI ≤±2%,该项指标同为 A级。
EPS 为电子式方波电流电源,输出无频闪,不会在采集帧上留下工频纹波。
辐照度标称 1000 W/m²,出厂标定偏差 ±100 W/m²;调节在 60%–100% 功率区间电控完成,初始工作点约 70%,余量用于光衰后补足。

出光是上打光,光源在上、样件在下,样件放置不受限:平板、带支架的模组都能平放在铝型材工作台上。
箱体为拼装结构,用能遮蔽外部日光的保温板材围合,内壁 SUS304 不锈钢。侧壁贴装稳态阳光模拟全反射反光板:把打到侧壁的光反射回测试区,减少边缘照度跌落,同时构成二次密封,拼装缝被压在里面,外部漏光进不来。

氙灯电光转换效率不高,大部分输入功率变成热;热排不掉,灯管寿命掉得快。
风路分两段:箱体下侧设进风口、调节风门与进风风机,内部顶部设回风口,形成自下而上的循环;光源阵列另带风冷装置与排风管道,热风直接排至户外。
控温采用 PID 自动温度补偿,测温传感器量程 -50–350℃,测量精度 ±0.1℃(器件指标)。电源箱与控温为分体式,控制面板位于箱体一侧靠前。
辐照度传感器布置在测试样件附近,测的是样件位置实际接收到的光——灯口读数再准,也代表不了 1.2m 外测试面上的辐照度。输出 0–20mA 或 0–5V 模拟量,直接接入采集器。
链路是闭合的:传感器把辐照度转成电信号,与设定值比较,偏差回给 EPS 调灯功率。灯管老化、光输出下降时读数先掉,控制侧把功率往上补,测试面回到设定点。传感器稳定性与非线性各为 ±3%,属器件指标,不等于整机准确度。

主要参数见下表,与其他机型对比可查阅太阳光模拟器产品中心。
项目 | 参数 |
有效辐照面 | 300mm×300mm(方形) |
辐照度 | 标称 1000 W/m²,出厂标定偏差 ±100 W/m² |
评定波段 | 400–1100nm |
光谱匹配度 | A级(AM1.5G 标准光谱条件) |
时间不稳定性 | LTI ≤±2%(A级) |
发散半角 | 设计值 ≤0.5° |
工作距离 | 光源至被测物约 1.2m |
光源类型 | 短弧高压氙气灯 |
出光方向 | 上打光 |
光源寿命 | 标称 1000h |
供电与功率 | 380V / 50Hz;单组灯功率 5–7kW |
注:表中设计值、标称值与工作距离以最终技术协议确认为准。
上打光覆盖小样件的垂直入射测试,需求不会停在一种工况。设备支持选配反射镜:加装后光路可在箱内折转,实现多角度照射,可扩展到整车阳光倒灌。
主次要分清:整车测试是选配后的扩展能力,不是基本工况。基本工况仍是 300mm 面内的上打光测试,是否加镜取决于工位空间;整车测试配置可参考车载太阳光模拟器。

辐照度在标定点校准至标称值,出厂标定偏差 ±100 W/m²(1000 W/m² 条件下)。光谱匹配度按 IEC 60904-9 的分级方法评定(400–1100nm);时间不稳定性按 JJF1615-2017 的方法标定。
辐照不均匀性按出厂标定与技术协议约定的测试条件评定。它与评价面选取、测点数量、环境温度相关,不可直接比较,因此不给数值。发散半角的测量方式同样按技术协议约定。
设备参照 IEC 60904-9 与 JJF1615-2017 的测试与校准方法设计。交付前逐项验证过载保护、漏电保护、断电恢复与 U 盘导出功能。

回到最初的问题:300mm 的箱体凭什么把发散半角的设计值控制在 ≤0.5°?答案不在单项技术,而在三个约束被同时按住后的取舍——氙灯给光谱,EPS 收住波动,上打光加反光板把光路约束在 300mm 面内,风路把热带走,传感器把辐照度送回。

这台设备的价值在于可重复:同一块样件今天测与下周测,落在同一光照条件下。
这篇案例归入太阳光模拟器行业应用案例栏目。上海科迎法把光、电、热、测四段分开设计,再拼成箱体;工位尺寸与配置是否匹配,可对照站内产品页的选型说明,需要核对具体口径时,联系科迎法页面列出了沟通方式。