一、LED灯、灯具及有关界说
1、LED灯
LED封装(LEDpackage):包含焊线衔灯头接件或其他型式电气衔接件的一个或多个LED晶片的组件,也许带有光学元件、热学、机械和电气接口。该设备不包含电源和规范灯头。该设备不能直接与分支电路衔接。
LED阵列或模块(LEDarrayormodule):在打印线节能灯头路板或基板上的LED封装(元件)或晶片的组件,也许带有光学元件、附加的热、机械和计划衔接到LED驱动器负载侧的电气接口。该设备不含电源和规范灯头。该设备不能直接与分支电路衔接。
LED光引擎(LEDlightEngine):包含LED封装(元件)或LED阵列(模块)、LED驱动器、以及其他光度、热学、机械和电气元件的全体组合。该设备要经过一个与LED灯具匹配的惯例衔接器直接衔接到分支电路,该LED灯具规划成不运用规范灯座。
非全体式LED灯(LEDlamp,nonintegrated):富含LED阵列(模块)或许LED封装(元件)和规范灯头的组件。该设备计划经过规范灯座衔接到灯具的LED驱动器。该设备不能直接与分支电路衔接。
全体式LED灯(LEDlamp,integrated):包含LED封装(元件)或LED阵列(模块)、LED驱动器、规范灯头以及其他光度、热学、机械和电气元件的全体组合。该设备计划经过规范化的灯座直接与分支电路衔接。
2、LED灯具
LED灯具(LEDluminaire)是包含依据LED的发光元件和匹配的驱动器,以及配光部件、固定和保护发光元件的部件、以及将用具衔接到分支电路部件的完好照明用具。依据LED的发光元件的也许办法是LED封装(元件)、LED阵列(模块)、LED光引擎或LED灯。LED灯具计划直接与分支电路衔接。
混合型LED灯具(HybridLEDluminaire. :装有依据LED的发光元件和诸如白炽灯或荧光灯等其他类型光源的灯具。
3、LED驱动器
LED驱动器(LEDdriver):富含电源和LED操控电路的设备,意图是使LED封装(元件)、或LED阵列(模块)或LED灯工作。
解读与LED有关的上述界说为咱们差异LED灯和LED灯具供给了依据,全体来说LED光源和LED灯具的首要差异在于是否与分支电路直接衔接,LED灯是一种规划成不计划与分支电路直接衔接的商品,而LED灯具是一种规划成要直接衔接到分支电路的商品。
LED光引擎也归于LED灯,但其特性介于LED灯具和全体式LED灯,与全体式LED灯的差异是它富含一个与灯具匹配的衔接器,不是规范灯头,而与 LED灯具的差异是它不能与分支电路直接衔接。因为能够具有设定的配光功用和规范化的衔接器,LED光引擎能够改进某些LED灯具的可保护性。
二、LED灯具与传统光源灯具的差异性
当前LED灯具与传统光源灯具就功用、评估和规划方面存在着很多不相同地方。
1、在LED灯具功用评估方面
a. 色空间均匀度评估来评估LED灯具的存在的不相同调查角色彩差异。
传统光源单个发光体的特征不相同,LED灯具运用的LED灯是多个发光体构成并发光的,LED灯具中的发光体之间存在色彩差异性,需要运用色空间均匀度评估来评估LED灯具色彩的空间散布状况。
b. 用寿数来评估LED灯具的耐用性。
传统光源的寿数功用的丈量和评估现已规范化,并且具有互换性,所以传统光源灯具的寿数能够经过更换损坏的光源、以及按10年寿数规划的灯的操控设备来满 足需要,所以通常不评估传统光源灯具的寿数。LED灯具的寿数与LED自身寿数、LED驱动器以及灯具供给给LED的环境等很多要素有关,并且当前LED 灯办法较多,除了带规范灯头的LED以外,其他LED灯不具有互换性,这样对不相同的LED灯具,其寿数只有经过有关的寿数评估才干断定。在评估LED灯具 寿数时,不只要宣称光通保持寿数(LX),还要宣称失功率(FX)。
c. 灯具能够利用的光通量份额的评估参数和传统灯具不相同。传统照明灯具用灯具功率来评估,而LED灯具运用光效评估。
d. 不像传统照明光源可独自进行光度测验,光度丈量时能够运用相对法,LED光源对温度极端灵敏,不适宜将LED光源从灯具内分离出来独自丈量,光度丈量时应选用绝对法对灯具全体进行光度测验。
2、在LED灯具规划方面
LED灯具在光学体系规划、电气配件、散热办法以及构造等规划方面与传统光源的灯具比较有明显出别。
a.光学体系
灯具的光学体系是灯具的魂灵,其意图是依据选定光源的特性规划一个契合详细照明需要的灯具光学体系。通常传统光源灯具的光学体系由光源、灯座、反射器和透光罩构成。因为一些LED单元具有2π发光的光度特性,灯具的光度体系与传统光源灯有很大差异。详细表现特征如下:
(1)LED灯具光学体系通常由LED 芯片和透镜构成LED单元或LED单元阵列构成,阵列有时摆放在平整的铝基板上、也也许在突起的或凹下的成型基板上,灯具运用、或不运用透光罩。灯具制造 商可依据照明需要,将多个LED单元或数十个LED单元组合在基板上,应注意操控组合后LED单元光色的一致性,查核LED灯具的色空间均匀度。
(2)因为LED的光电特性对PN结温度的改变十分灵敏;封装树脂在高温文强光照射下会疾速劣化;长时间的光辐射会使荧光粉的光致变换率逐步下降,并致使色座标会偏移。出LED灯具寿数评估时通常是在约束色偏移的条件下,查核LED灯具的流明保持率。
b. 电气配件
LED驱动电源是构成LED灯具功用好坏的关键要素,也是灯具挑选或规划要件之一。LED灯具电气规划应思考灯具要运用LED特性和数量、灯具的设备地点,以及灯具在电网中的方位来思考电气安全、恒流驱动、抗扰度和EMI,挑选或规划适宜的LED驱动电源。
因为LED是2V~3V的低电压恒流源驱动,所以不象一般的白炽灯泡能够直接衔接220V的沟通市电,必需要规划电源和操控电路来驱动LED。此 外,LED模组的电气衔接也是LED灯具电气体系的重要构成有些,应充沛思考安全性,应选用规范的衔接件、充沛绝缘、防触电保护等。
c. 散热办法
与传统光源灯具相同,LED灯具也是会发热的,LED灯具的热来自LED光电变换中的损耗以及LED驱动电源。与传统电光源发光原理(白炽灯的热幅射和 荧光灯等的气体放电)不相同,LED的发光是电致发光,因为变换功率的疑问,输出的大多数能量首要以非辐射复合发作的点阵振动的办法转化热能。而热量在 LED内的传递的办法不是辐射而是传导。所以在LED灯具散热规划中首要方针是有效地将LED芯片的热有效地传导出去,并有效地操控LED灯具内LED结温。
关于LED灯具,除了LED是发热部件外,LED灯具中的驱动器也是发热部件,为了确保具有与LED光源和谐的寿数,LED驱动器的热操控也十分重要,假如选用内装的驱动电源,灯具应依据其内环境温度挑选标有相应tc的驱动器。而驱动器独立设备时,则应依据设备地也许的环境温度挑选相应tc驱动器。
d. 机械部件和构造
机械的作用是经过构造规划把灯具的光学体系、电气体系和热体系的方位和相互关系断定下来,使灯具得以在设定的环境中固定并安全的运用。
传统灯具的机械体系由固定光源、反射器、灯的操控设备等部件的构造、软缆或软线的走线构造、密封构造、机械防护构造、灯具固定构造和灯具调理构造等有些 构成,详细由灯座或光源衔接器、灯座设备支架、软线固定架、接线端子座、外壳、灯罩和灯具设备架等构成。因为LED光源的特性,LED灯有封装、模组、 LED光引擎、全体式LED灯、非全体式LED灯等几种办法,除了最终两种办法也许具有与传统光源灯具相似内部构造以外,其他LED灯不带有规范灯头,这 种状况下,LED灯具具有如下构造特征:
LED灯具中没有灯座,而是用衔接件完结LED灯与灯具的电气衔接,并选用其他办法将LED灯固定到灯具主体上。
为了导出LED芯片发生的热,LED灯具有很多的散热片,灯具的体积和分量比传统光源灯具大得多,灯具的设备构造应作相应思考,以确保设备的安全性和可靠性。一起散热片应规划成简单清洗或不简单积灰的构造,不然,散热片的功率会很快下降。
当LED灯具运用了电源线,并且电源线是能够拆开进行保护时,归于非Z型衔接,与非Z型衔接的传统光源相同,LED灯具也应运用软线固定架。
三、LED灯具存在的疑问
因为LED具有的多重特殊性,咱们对它的美好未来充溢期待的一起,也不该回避它当前存在的一些缺少。
1.中国出产的大多数路灯的光度散布不合理。
以美国动力部(DOE)出书的SSL灯具契合动力之星的合格判据作为标杆,咱们对2007年至2009年检查的200个LED路灯光度数据进行评估发 现,只有3个LED路灯能够满意DOE规则的路灯光度散布和能效的有关需要,合格率仅为1.5%。所测的LED路灯质量离DOE的标杆需要相差甚远,有待 大大地提高。
2.在具有防浪涌搅扰功用的LED路灯中普遍存在的绝缘耐压疑问。
LED路灯的EMS规划只思考了防浪涌搅扰的功用,忽略了灯具安全规范中对电气强度的需要,应着重LED路灯规划输入的充沛性,在满意安全需要的基础上思考其他功用。
3.市场上存在一些质量十分差的商品,表现为不亮堂、短寿数、色彩差。
4.商品宣称的功用不精确。
5.商品标签上的信息不充沛。
6.色彩质量方面存在很多疑问,如显色性。
7.照明规划者依然不信任SSL商品。他们说需要更多的规范。
8.成本依然太高,但**高调鼓励运用SSL商品。
四、国外LED灯具规范和国内LED灯具规范的状况
相似传统照明商品,市场上出售的LED照明灯 具需要依靠工业开展规范和测验办法来表征其功用和安全性,国家规范和测验办法对新照明商品规划和培养消费者决心是十分关键的。下面,咱们以表格的办法罗列 了世界照明协会(IEC)、美国动力之星(EnergyStar)、北美照明学会(IESNA. LED灯具有关规范的出书状况以及正在制订IECLED灯具有关的规范状况,一起就中国LED灯具有关的GB国家规范的出书状况进行了介绍。
当前国内LED灯具规范的状况
从上面总结的表格中能够看出,与LED灯具有关世界IEC规范(仅EMC)对应的LED灯具有关GB国家规范(仅EMC)根本满意现行LED灯具电磁兼容性测验需要。而除EMC外的与LED灯具有关的世界IEC规范大多数会集在安全规范上,功用有关规范仍缺少。
在LED光生物安全性检查规范上,因为LED身世于半导体职业,一直以来,LED的光生物安全疑问都是依照IEC608251规范进行衡量。然而,随着 研究水平的不断深入,大家发现LED的宽光谱和扩散光束输出特性与激光存在明显的不相同,IEC608251规范明显不能够完全满意LED工业开展的需要。 鉴于此,CIE于2002年发布了CIES009/E:2002《灯和等体系的光生物安全性》。此规范可对发射200nm到3000nm波长规模的灯和灯 体系光学辐射的光生物损害进行评估,包含发光二极管(LED)但不包含激光。此规范合适用来评估LED灯具的光生物安全性。最新的CTL提案 (PDSH0748)中涉及到LED光生物安全的规范现已改为IEC62471。当前很多欧洲国家现已开始运用IEC62471规范进行LED灯具的光生 物安全性评估。所以,从技术上讲,LED灯具的光生物安全性规范当前现已拟定完结,能够运用。为与世界规范接轨,中国也于2006年发布了同等选用 IEC62471的国家规范GB/T201452006《灯和等体系的光生物安全性》,为LED灯具光生物安全功用检查供给技术支撑。
作者:浙江晨丰灯头有限公司
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关键词:灯头,灯座,节能灯头