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LED 灯具尺度系统建设研讨
发布时间:7/29/2011 9:25:18 AM
LED 灯具尺度系统建设研讨
本文通过对我国灯具标准体系现状的剖析,对灯具标准的根本原则的论述,阐明了用好光源供给照明服务是制定灯具标准基础义务,揭示出目前的灯具标准系统笼罩了LED 灯具,同时通过对LED 灯具特征的剖析,提出了制订LED 灯具特别性能要求标准的重要斟酌,明白了LED 灯具标准应纳入现有灯具标准的渠道。 上海市质量监视检验技术研讨院 国度灯具质量监视检验中心 国度电光源质量监视检验中心(上海) 全国照明电器标准化技术委员会灯具分技术委员会 上海时期之光照明电器检测有限公司上海 200233
中国照明网技巧论文·灯具 LED 进进照明范畴,在照明范畴中呈现了各种各样的LED 产品,比如LED 替换白炽灯、MR16、PAR
灯、荧光灯的光源和一系列灯具,如装潢灯具、途径灯具、投光灯具、嵌入式灯具和台灯等等。在LED
产品涌现和利用的同时,用户对LED 灯具产品的质量也提出了要求,经常有人问:LED 灯具有考察标准
吗?
作为一种受人瞩目标新的照明产品,应用 LED 光源的灯具如何满足利用的要求,并对其在安全、激
光安全、性能和能效方面的表示进行科学的评价,是目前LED 灯具产品面临的一大课题。
要解决这一问题,应从懂得现有灯具标准体系开端,明白制定灯具标准的基本原则,当以科学的目光
看清LED 灯具的特性时,我们就会懂得,现有灯具标准已经笼罩了LED 灯具,由于LED 灯具的一些特性,
还需要对LED 灯具提出附加要求,制定LED 灯具的特殊要求标准。
中国照明网技巧论文·灯具 一、我国灯具尺度系统已经基础树立并在逐步完美
在 LED 光源尚未进入照明范畴时,我国的灯具标准体系已经根本树立完成。内容涉及到灯具的电气安全、灯具的光度丈量、个别常用灯具的性能要求和电磁兼容要求[1],以及重要灯具另部件的技术要求。近年来,随着国家能源政策的出台和节能减排要求的颁布,目前还正在对常用灯具的能效进行研讨并制定相应的节能要求和标准。
我国在制订上述标准中基础上采用下列原则:凡是涉及人身和财产安全的安全尺度都等同采取国际标准,如IEC,对光度标准和个别常用灯具的性能要求以及主要灯具另部件的技巧要求依据国际标准(有CIE-国际照明委员会和IESNA-北美照明学会)和国内的具体情形制定合适国情的标准。至于当前开展的常用灯具的节能请求—能效指标及其评价,也参考国内和国外的标准制订合适我国情形的标准[2]。
二、在制订上述标准中一些基本见解和控制原则
灯具是与人类运动和社会发展息息相干的一个产业,规范它的质量水准是一件涉及国计民生的主要事情,因此在以往的标准制定进程中始终贯彻以下几个原则:
1.光源发光和灯具用光的两分别原则
任何场所照明使用的光线都是光源发出的,而不是灯具,灯具只是为了使光发散得更好、使用上更安全便利而提供的一种设备,因此灯具的标准仅规定如何用好光源的内容,不涉及对光源本身的要求,如发光和结构等方面。
2.灯具命名与光源分别的原则
灯具是应用光源发出的光线,而光线就是为了照明服务,因此灯具的取名与标准命名的走向与光源无关,也就是说不会制订“白炽灯投光灯具和金卤灯投光灯具”之类的标准。
3.灯具标准的命名就是为了照明服务的原则
采用光源发出的光用来照明服务必定要通过灯具,直接在现场工作的各种光源也是以灯具情势涌现的,我们称呼的是灯具而不是光源,只是在需要说明白时才在后面加上一句采用什么光源的弥补的话,因此灯具的命名直接体现它的服务才能、对象和场合。
4.安全和性能两分别的原则
灯具是电器产品,用电安全是头等大事,况且国际上也见安全要求看成应当同一的内容并涌现和实行了很多国际性、地域性或国家的基本标准,如IEC、CIE[3],以及欧洲、韩国以及台湾地域等的标准。至于灯具的性能标准,大多是各国根据自己的特色和要求加以规范或制订,没有强迫要统一,因此,内容上有时会差别较大。
5.强调在灯具标准中要用好光源的原则
很多光源在不同的工况条件下有不同的表现,有的变亮了,有的变暗了,有的会缩短寿命,如此等等。要害的问题是光源的性能与环境温度有关。为了用好光源,规定灯具提供的环境是极其重要的内容。
三、LED 发展并运用于照明后,采用LED 为光源的一些情形
(一)LED 的一些表示和人们对它的揣测
(1)LED 与传统光源不同的处所
一种怕热的光源;
一种2π方向发光的光源;
一种光源和灯具根本不能离开的灯具。
(2)LED 在节能和环保上的表示使人们更为器重的心态和等待从施展LED 的功能、用好LED 上与传统灯具有不同的内容。
(3)LED 还有不少不尽如人意的处所尚未懂得深和透,造成不少未知世界。让人猜测……
(二)采取LED 的灯具的一些特性
不论是传统光源灯具还是LED 灯具,其功效是雷同的,都是为各类场合供给安全舒适的功效照明或五光十色的装潢照明。灯具设计的义务是从光源动身,通过光学体系、电气配件、散热办法和机械部件和构造的良好合,形成一个既具有环境适应性、又具有良好照明性能、同时还能协调地存在于一个环境中的照明用具。
LED 具有与传统光源不同的特征,LED 灯具也浮现出与传统灯具不同的方面。
1.光学系统
灯具的光学系统是灯具的灵魂,其目标是根据选定光源的特性设计一套符合照明要求的灯具光学系统。通常灯具的光学系统由光源、灯座、反射器和透光罩组成。
与传统光源灯具的光学系统相比,LED 灯具光学系统具有如下特性:
(1)光学系同一般由LED 芯片和透镜组成LED 单元或LED 单元阵列组成,阵列有时排列在平整的铝基板上、也可能在崛起的或凹下的成型基板上,灯具使用、或不使用透光罩。
由于 LED 单元具有2π发光的光度特性,灯具的光度系统与传统光源灯有很大差别。
制作商依据照明需求,将多个 LED 单元或数十个LED 单元组合在基板上,而这种组合是由灯具制造商完成的,所以必需节制组合后LED 单元光色的一致性,考察LED 灯具的色空间均匀度。
(2)由于LED 的光电特性对PN 结温度的变更非常敏感;封装树脂在高平和强光照耀下会快速劣化;长期的光辐射会使荧光粉的光致转换率逐渐下降,并导致色座标会偏移。
在给出 LED 灯具寿命评价方式时,应斟酌温度的影响,并在限制色偏移的条件下,考察LED 灯具的流明保持率。
2.电气配件
LED 驱动电源是构成LED 灯具性能优劣的要害要素,也是灯具选择或设计要件之一。
LED 是2V—3V 的低电压恒流源驱动,所以不象普通的白炽灯泡可以直接衔接220V 的交换市电,必需要设计庞杂的变换电路驱动LED。
LED 灯具电气设计应考虑灯具要使用LED 特性和数目、灯具的安装地点,以及灯具在电网中的地位来考虑电气安全、恒流驱动、抗扰度和EMI,选择或设计适合的LED 驱动电源。
LED 驱动电源的可选择参数包含与内部元器件工作温度相干的测温点与温度、驱动方法(恒压型、恒流型、或恒压恒流混杂型)、功率因数、输出电流和输出电压的稳固性、单一功率负载或功率范畴负载、能效等级。如是独立式安装,外壳防护等级、防触电类型、浪涌和雷击防护的合适性也是重要参数。
除了驱动电源本身以外,它与LED 模组的电气连接也是LED 灯具电气系统的重要组成部分,应充足考虑这些电气连接的安全性,包含应采用标准的连接件、充足尽缘、防触电维护等,特殊应注意的是,由于可能存在多路连接,未来保证安装和保护是电气连接的准确可靠,应对连接件进行辨认,如电源极性标志等。
3.散热办法
与传统光源灯具一样,LED 灯具也是会发热的,LED 灯具的热来自LED 光电转换中的损耗以及LED驱动电源。
传统电光源按发光原理分为典范白炽灯的热幅射光源和荧光灯等的气体放电光源两大类,前者是应用物体加热时辐射发光的原理做成的光源,而后者是在高平和电场双重作用下,直接激发形成分子发光,两者的发光进程都须要热,同时,发生的热与发出的光一起向四周辐射。
LED 的发光原理是在外加电能量作用下,芯片中PN 结电子和空穴的辐射复合产生电致发光,由于转换效力的问题,终极大概只有30%的输进电能转化为光能,其余70%的能量重要以非辐射复合产生的点阵振动的情势转化热能。须要阐明是LED 发光进程中发生的热并不是LED 到达标称工作状况所须要的,相反,LED 亮度输出与温度成反比,而且热传递的方法不是辐射而是传导。
从 LED 发光原理和热传递特性斟酌,与传统灯具有很大不同的热治理是LED 灯具散热设计的重要义务,其目的有效地将LED 芯片的热有效地传导出往,并有效地把持灯具的微环境,将LED 结温节制在可接收的范畴内。
LED 结温是灯具光电性能的要害,但由于灯具中LED 结温丈量比拟艰苦,可行的评价方式是测量与LED 结温相干的灯具上点的温度,如焊点、基座、灯具外壳等。通过把持这些LED 结温相关点的温度来掌握LED 结温。制作商需肯定其灯具产品的LED 结温相关的温度节制点和温度,如LED 模块的焊点、基座、灯具外壳等等,制作商断定的这些参数应以产品信息的方法随灯具供给。
除了 LED 以外,LED 灯具中的驱动电源也是发热部件,为了保证具有与LED 光源和谐的寿命,LED驱动电源的热把持也非常主要,灯具应选用具有相应温度合适性的LED 驱动电源,假如采取内装的驱动电源,灯具应依据其内环境温度选择标有相应tc 的驱动电源。选择独立安装的驱动电源,则应根据安装地可能的环境温度选择具有相应的tc 的电源。
4.机械部件和构造
机械的作用是通过构造设计把灯具的光学系统、电气系统和热体系的地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应用。
传统灯具的机械系统由固定光源、反射器、灯的掌握装置等部件的结构、软缆或软线的走线结构、密封结构、机械防护结构、灯具固定结构和灯具调节结构等部分构成,具体由灯座或光源衔接器、灯座安装支架、软线固定架、接线端子座、载线座、密封圈、外壳、灯罩、调节手柄和灯具安装架等组成。
由于 LED 光源的特性,LED 光源有LED 模组、自镇流LED 模组和带有灯头自镇流LED 模组等几种形式,除了Zui后一种情势以外,其他两种LED 模组不带有灯头,相应的LED 灯具中没有传统的灯座,而是采用衔接件。
5.LED 灯具的光生物安全性
LED 是窄光束、高亮度的发光器件。随着在LED 的功能不断增大,亮度不断进步,尤其是在大功率白光LED 呈现后,LED 光辐射对人体的迫害已经引起各方面的普遍关注。过往的LED 出射光不会对人体造成伤害的时期也一往不复返了。LED 和其它光源一样,LED 的光辐射理论上也能对人体造成危害。损害重要产生在人的眼睛和皮肤,如皮肤和眼睛的光化学迫害、眼睛的近紫外伤害、视网膜蓝光光化学危害、视网膜无晶状体光化学迫害、视网膜热危害和皮肤热伤害等,而两者之中更轻易受到损害的是眼睛。
由于 LED 出生于半导体行业,一直以来,LED 的光生物安全问题都是依照IEC 60825-1。LED 的宽光谱和扩散光束输出特性与激光存在明显的不同,这显明不能够完整满足LED 产业的发展需求。在2002 年CIE 宣布了CIE S 009/E:2002《灯和等系统的光生物安全性》,2006 年IEC 组织制定了等同采用CIE009/E:2002 的IEC 62471:2006《灯和等系统的光生物安全性》,我国也于2006 年宣布了等同采用CIE009/E:2002 的国家标准GB/T20145-2006《灯和等系统的光生物安全性》。此标准的评估对象为灯和灯系统,对所有非相关宽带电光源,也包括发光二极管(LED)但不包括激光,在200nm 到3000nm 波长范畴的光学辐射的光生物危害进行评估。目前很多欧洲国家已经开端使用IEC 62471 标准进行LED 灯具的光生物安全性评估。此标准合适用来评价LED 灯具的光生物安全性。Zui新的CTL 提案(PDSH0748)中涉及到LED光生物安全的标准已经改为IEC 62471。LED 灯具的光生物安全已经具有评价标准,即GB/T 20145-2006/IEC 62471:2006《灯和等系统的光生物安全性》。目前,从技术上讲,LED 灯具的光生物安全性标准已经制定完成,可以使用。
四、LED 灯具的标准应纳入灯具标准的渠道
(一)目前 LED 灯具标准的现状
正由于对LED 的认识程度不一,正由于对国外还没有比拟完全的标准可供参考,正由于国内各地对LED的期盼热忱十分高涨,目前已呈现了不少相似标准[4]。实在,目前已有的灯具国度标准都实用于LED 灯具,包含安全、性能、电磁兼容和能效等,只是LED灯具的一些已知的特性在现有标准中尚无具体体现,所以应在现有标准的基本上,为保证LED 灯具具有良好的性能和能效,针对LED 灯具的特征,制订LED 灯具特别的性能和能效标准。
标准不在于多,而在于能被普遍利用,从而形成科学的同一的技术评价平台,为技术和贸易服务。当我们考虑制定的LED 灯具性能标准时,应保持制定灯具标准的原则,研究如何保证灯具用好LED 光源、如何满足各类场所照明的需求、如何满足中国国情的需要。
在现有灯具国家标准体系的范围内,已有两个灯具的性能要求,即读写台灯性能要求和途径照明性能要求,这两个标准也同样实用于LED 灯具。也就是说,当我们评价LED 读写台灯时,应应用的国家标准是:
-GB 7000.204-2008 灯具 第2-4 部分:特别要求 可移式通用灯具
-GB 7000.1-2007 灯具 第1 部分: 一般要求与实验
-GB 9473-2008 读写作业台灯性能要求
-GB 17743-2007 电气照明和相似装备的无线电骚扰特性的限值和丈量方式
-GB 17625.1-2003 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)
-GB 17625.2-2007 电磁兼容 限值 对每相额定电流≤16A 且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变更、电压波动和闪耀的限制
-GB/T 18595-2001 一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求评价道路照明灯具的国家标准是:
-GB 7000.5-2005 途径与街路照明灯具安全请求
-GB 7000.1-2007 灯具 第1 部分: 一般要求与实验
- GB/T 24827-2009 道路照明灯具性能要求
-GB 17743-2007 电气照明和相似设备的无线电骚扰特性的限值和测量办法
-GB 17625.1-2003 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)
-GB 17625.2-2007 电磁兼容 限值 对每相额定电流≤16A 且无条件接进的装备在公用低压供电体系中发生的电压变更、电压波动和闪耀的限制
-GB/T18595-2001 一般照明用装备电磁兼容抗扰度请求
当然,在我们需要评价其他灯具时,除了安全和电磁兼容标准,就没有相应的照明运用的产品性能标准了,当我们需要评价使用LED 光源的灯具时,我们还没有LED 是否得到很好运用的LED 灯具特殊的性能要求的国家标准,而这就是我们要做的。
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