LED照明灯具特性及LED标准解析

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　　【中国市场调查网】本文从LED灯、灯具及其现状为切入口，在LED灯、灯具相关定义的基础上，分析了LED灯具的特点和目前存在的问题，并与传统灯具性能、评价和设计方面做了比较，同时针对国际电工委员会（IEC）、美国能源之星（EnergyStar）、北美照明学会(IESNA)在LED灯具有关标准的出版情况和我国LED灯具有关的国家标准的出版情况进行了介绍。
　　
　　LED进入照明领域，引发了一场新的照明技术领域的革命。由于不同形状、数量，尺寸的LED可以按不同方式排列组合、不同LED替代灯中的LED结构可以不同等特点，在照明领域中出现了各式各样的LED照明产品（例如：LED装饰灯具、LED道路灯具、LED投光灯具、嵌入式LED灯具、LED隧道灯具、LED台灯和交通信号灯具等）及传统光照明源替代品（例如：LED替代白炽灯、MR16、PAR灯、直管形荧光灯T8/T12等）。随着LED技术的不断提升和人们对照明感官视觉追求的进一步提高，人们对LED灯具的设计和性能要求上更加具体，这就对灯具制造商和照明产品设计师提出更高的要求。
　　
　　半导体LED固态照明是近年来新近发展起来的产业，对照明终端产品设计师和灯具制造人员而言，既需要掌握传统照明行业的知识、国内外标准动态，又需要熟悉和了解LED器件方面的知识，特别是要准确把握LED灯、灯具界定以及与传统照明灯具差异性。由于半导体行业和照明电器行业分属不同行业、以及目前对半导体LED固态照明（SSL）缺乏足够的标准支撑，现阶段国内LED照明产品存在鱼龙混杂的现象，制造商声称的产品性能往往与实际结果相差甚远，颜色质量、寿命预测上更是极度夸大，这对我国LED照明产业的发展和消费者信心的培育上都是不利的。
　　
　　本文从LED灯、灯具及其现状为切入口，在LED灯、灯具相关定义的基础上，分析了LED灯具的特点和目前存在的问题，并与传统灯具性能、评价和设计方面做了比较，同时针对我国和国际上LED灯具标准情况进行了介绍，点明应结合LED灯具的技术要素来观察和追踪标准的变化和发展。
　　
　　一、LED灯、灯具及相关定义
　　
　　1、LED灯
　　
　　-LED封装（LEDpackage）：包括焊线连接件或其他型式电气连接件的一个或多个LED晶片的组件，可能带有光学元件、热学、机械和电气接口。该装置不包括电源和标准灯头。该装置不能直接与分支电路连接。
　　
　　-LED阵列或模块（LEDarrayormodule）：在印刷线路板或基板上的LED封装（元件）或晶片的组件，可能带有光学元件、附加的热、机械和打算连接到LED驱动器负载侧的电气接口。该装置不含电源和标准灯头。该装置不能直接与分支电路连接。
　　
　　-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、机械和电气元件的整体组合。该装置要通过一个与LED灯具匹配的常规连接器直接连接到分支电路，该LED灯具设计成不使用标准灯座。
　　
　　-非整体式LED灯（LEDlamp,non-integrated）：含有LED阵列（模块）或者LED封装（元件）和标准灯头的组件。该装置打算通过标准灯座连接到灯具的LED驱动器。该装置不能直接与分支电路连接。
　　
　　-整体式LED灯（LEDlamp,integrated）：包含LED封装（元件）或LED阵列（模块）、LED驱动器、标准灯头以及其他光度、热学、机械和电气元件的整体组合。该装置打算通过标准化的灯座直接与分支电路连接。
　　
　　2、LED灯具
　　
　　-LED灯具（LEDluminaire）是包括基于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、以及将器具连接到分支电路部件的完整照明器具。基于LED的发光元件的可能形式是LED封装（元件）、LED阵列（模块）、LED光引擎或LED灯。LED灯具打算直接与分支电路连接。
　　
　　-混合型LED灯具(HybridLEDluminaire):装有基于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）：含有电源和LED控制电路的装置，目的是使LED封装（元件）、或LED阵列（模块）或LED灯工作。
　　
　　解读与LED相关的上述定义为我们区别LED灯和LED灯具提供了依据，总体来说LED光源和LED灯具的主要区别在于是否与分支电路直接连接，LED灯是一种设计成不打算与分支电路直接连接的产品，而LED灯具是一种设计成要直接连接到分支电路的产品。
　　
　　LED光引擎也属于LED灯，但其特性介于LED灯具和整体式LED灯，与整体式LED灯的区别是它含有一个与灯具匹配的连接器，不是标准灯头，而与LED灯具的区别是它不能与分支电路直接连接。由于可以具有设定的配光功能和标准化的连接器，LED光引擎可以改善某些LED灯具的可维护性。
　　
　　二、LED灯具与传统光源灯具的差异性
　　
　　目前LED灯具与传统光源灯具就性能、评价和设计方面存在着很多不同地方。
　　
　　1、在LED灯具性能评价方面
　　
　　a)色空间均匀度评价来评价LED灯具的存在的不同观察角颜色差异。
　　
　　传统光源单个发光体的特征不同，LED灯具使用的LED灯是多个发光体组成并发光的，LED灯具中的发光体之间存在颜色差异性，需要使用色空间均匀度评价来评价LED灯具颜色的空间分布情况。
　　
　　b)用寿命来评价LED灯具的耐用性。
　　
　　传统光源的寿命性能的测量和评价已经标准化，而且具有互换性，所以传统光源灯具的寿命可以通过替换损坏的光源、以及按10年寿命设计的灯的控制装置来满足要求，所以一般不评价传统光源灯具的寿命。LED灯具的寿命与LED本身寿命、LED驱动器以及灯具提供给LED的环境等诸多因素有关，而且目前LED灯形式较多，除了带标准灯头的LED以外，其他LED灯不具有互换性，这样对不同的LED灯具，其寿命只有通过相关的寿命评价才能确定。在评价LED灯具寿命时，不仅要声称光通维持寿命（LX），还要声称失效率（FX）。
　　
　　c)灯具可以利用的光通量比例的评价参数和传统灯具不同。传统照明灯具用灯具效率来评价，而LED灯具使用光效评价。
　　
　　d)不像传统照明光源可单独进行光度测试，光度测量时可以使用相对法，LED光源对温度极其敏感，不适宜将LED光源从灯具内分离出来单独测量，光度测量时应采用绝对法对灯具整体进行光度测试。
　　
　　2、在LED灯具设计方面
　　
　　LED灯具在光学系统设计、电气配件、散热措施以及结构等设计方面与传统光源的灯
　　
　　具相比有明显出别。
　　
　　a）光学系统
　　
　　灯具的光学系统是灯具的灵魂，其目的是根据选定光源的特性设计一个符合具体照明要求的灯具光学系统。通常传统光源灯具的光学系统由光源、灯座、反射器和透光罩组成。由于一些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区别。具体表现特征如下：
　　
　　（1）LED灯具光学系统一般由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、也可能在突起的或凹下的成型基板上，灯具使用、或不使用透光罩。灯具制造商可根据照明需求，将多个LED单元或数十个LED单元组合在基板上，应注意控制组合后LED单元光色的一致性，考核LED灯具的色空间均匀度。
　　
　　（2）由于LED的光电特性对PN结温度的变化非常敏感；封装树脂在高温和强光照射下会快速劣化；长期的光辐射会使荧光粉的光致转换率逐渐降低，并导致色座标会偏移。出LED灯具寿命评价时通常是在限制色偏移的条件下，考核LED灯具的流明维持率。

　　
　　来源:中国照明网