照明用LED的簡(jiǎn)要闡述 - 全文

　關(guān)于照明用LED，我們將從以下四個(gè)方面來(lái)簡(jiǎn)要闡述一下。

　一、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系的組成方面

　　LED是一種新興的照明電器產(chǎn)品。LED產(chǎn)品包括其本身，配套的控制裝置和以它為光源的燈具產(chǎn)品，涉及到這些產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)條款主要由以下幾方面組成。

　　1、產(chǎn)品在使用中關(guān)系到人們生命財(cái)產(chǎn)安全方面的條款

　　作為電器產(chǎn)品，在使用時(shí)的安全要求是國(guó)際上公認(rèn)的最重要部分，在這方面，中國(guó)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)幾乎都等同采用IEC標(biāo)準(zhǔn)，即使是中國(guó)自己制訂的安全標(biāo)準(zhǔn)，也基本參考了IEC標(biāo)準(zhǔn)和/或ANSI等標(biāo)準(zhǔn)，并且均作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)加以頒布并實(shí)施。例如GB19510/IEC61347燈的控制裝置系列和GB7000/IEC60598燈具系列標(biāo)準(zhǔn)以及光源安全標(biāo)準(zhǔn)中的絕大多數(shù)條款均屬于這一類。

　　2、LED、控制裝置和燈具自身的性能要求

　　消費(fèi)者購(gòu)買產(chǎn)品實(shí)際是購(gòu)買產(chǎn)品的使用功能，而產(chǎn)品的使用功能是靠這方面的性能條款的考核來(lái)實(shí)現(xiàn)的。作為照明用LED產(chǎn)品以及相應(yīng)的配套產(chǎn)品也不例外，最新制訂的（報(bào)批稿）《普通照明用LED模組性能要求》、《普通照明用自鎮(zhèn)流LED燈性能要求》和《LED模組用直流或交流電子控制裝置性能要求》標(biāo)準(zhǔn)中，光效、顏色特征、光衰、壽命和能效等指標(biāo)以及燈具的分布光度和效率指標(biāo)體現(xiàn)了這方面的要求。

　　3、LED、控制裝置和燈具相互配合的要求

　　這一部分標(biāo)準(zhǔn)按產(chǎn)品可分為：

　?。?）光源對(duì)控制裝置的設(shè)計(jì)要求

　　燈的控制裝置是為光源服務(wù)的。應(yīng)該說(shuō)，燈的控制裝置安全指標(biāo)是最重要的，但其考核要求大部分與其它電器類同，因此比較容易理解。而作為與光源配合方面的要求相對(duì)來(lái)講其內(nèi)在機(jī)理比較深?yuàn)W，光源的正常工作狀態(tài)主要是靠控制裝置提供的，控制裝置與光源的配合性能好壞直接關(guān)系到光源的發(fā)光效率、發(fā)光穩(wěn)定性和使用壽命，并且影響到系統(tǒng)的綜合能效。

　?。?）光源對(duì)燈具的設(shè)計(jì)要求

　　光源在裝入燈具后，其工作時(shí)的工況取決于燈具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。如果燈具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理，同樣會(huì)嚴(yán)重影響光源的正常工作和使用壽命。例如，使用LED的道路燈具，既要求燈具有良好的密封，以保證防塵、防水功能，又要求具有良好的散熱功能，以保證LED可以在諸多不利條件下，其結(jié)溫仍然處于合理的水準(zhǔn)。

　　4、電源對(duì)照明電器工作時(shí)的考核條款

　　作為用電器，必須遵守電源對(duì)它的考核要求，這樣才能保證供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行并且能保持較高的供電效率。這方面的考核條款有GB17625.1/IEC61000-3-2線路功率因子、電源電流諧波和GB17625.2/IEC61000-3-3的電壓跌落和閃爍。

　　5、對(duì)外界的的電磁干擾限制以及抵抗外界的電磁干擾

　　作為用電器，應(yīng)該限制對(duì)其他電器的電磁干擾（EMI），例如GB17743/CISPR15中的電源端子騷擾和輻射騷擾，同時(shí)還要能夠抵抗各種可能的電磁干擾（EMS），例如IEC61547、FCC等標(biāo)準(zhǔn)中的抵抗各種電磁干擾的條款。

　　二、照明用LED及其最終產(chǎn)品應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的識(shí)別和簡(jiǎn)介

　　從上面介紹的有關(guān)內(nèi)容可知，針對(duì)任何一種產(chǎn)品，一般都不是某一單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)就能完整復(fù)蓋所有考核要求的，任一個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都是針對(duì)相應(yīng)產(chǎn)品的某一方面特性，并適用于一定的范圍。一般由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相互補(bǔ)充，引用和相互支撐，從而組成一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，這是目前世界上各種標(biāo)準(zhǔn)體系都采用的慣例。

　　1、LED照明燈具以及最終應(yīng)用產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)

　　由于中國(guó)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)遺留的行業(yè)分隔及眾多照明行業(yè)從業(yè)人員掌握的知識(shí)面較窄的原因，常會(huì)聽到一些人講“LED照明燈具以及最終的應(yīng)用產(chǎn)品目前沒(méi)有考核的標(biāo)準(zhǔn)”，其實(shí)這種說(shuō)法是很幼稚的。例如采用LED為光源的各種最終的應(yīng)用產(chǎn)品，它們組成的燈具或自鎮(zhèn)流燈從使用功能和產(chǎn)品屬性方面根本沒(méi)有變化，所以目前燈具的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求也幾乎復(fù)蓋了對(duì)它們的考核內(nèi)容。目前生產(chǎn)的各種采用LED光源的燈具，必須滿足該種燈具對(duì)應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)要求，電磁相容要求和配光要求。另外，對(duì)該類燈具現(xiàn)場(chǎng)照明效果的考核標(biāo)準(zhǔn)也完全適合于此類燈具。也就是說(shuō)，采用LED為光源的燈具產(chǎn)品（也是應(yīng)用的終端產(chǎn)品）這方面的考核要求早已存在。只是我們行業(yè)中尚有不少?gòu)臉I(yè)人員沒(méi)有識(shí)別而已。

　　2、LED控制裝置產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)

　　在LED控制裝置方面，國(guó)際上在前年已具備了IEC61347-2-13安全標(biāo)準(zhǔn)要求和ICE62384性能要求，中國(guó)對(duì)應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已在今年完成報(bào)批稿。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和引用的GB19510.1/IEC61347-1標(biāo)準(zhǔn)以及中國(guó)對(duì)應(yīng)的EMC方面的標(biāo)準(zhǔn)，已組成了完整的對(duì)照明LED控制裝置的考核要求。另外在GB/TXXXX/ICE62384LED模組用控制裝置性能要求標(biāo)準(zhǔn)（報(bào)批稿）中，還增加了LED控制裝置能效考核的要求。這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，可有效控制目前在LED限流方面經(jīng)常采用電阻限流的低能效現(xiàn)狀且存在的不安全的隱患。即使對(duì)于一些對(duì)LED工作不起到限流、穩(wěn)流作用，而僅具有調(diào)整各組LED變光，變色，亮暗交替變化功能的控制裝置，也早已有GB19510.12/IEC61347-2-11《與燈具聯(lián)用的雜類電子線路的特殊要求》考核標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)該講，已經(jīng)具有的和即將頒布的照明LED及模組的控制裝置的考核標(biāo)準(zhǔn)已很完善。

　　3、照明用LED及其模組產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)

　　針對(duì)照明用LED及其模組，這一方面的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是新興的也是需要不斷充實(shí)完善的部分。中國(guó)今年已經(jīng)制訂了《普通照明用50V以上自鎮(zhèn)流LED燈安全要求》和《普通照明用自鎮(zhèn)流LED燈性能要求》，這一產(chǎn)品因?yàn)槠洚a(chǎn)品具有獨(dú)立使用且與其它配套產(chǎn)品相關(guān)性較小的特點(diǎn)，所以其標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)屬于比較完善的。再配上適用的EMC方面的考核標(biāo)準(zhǔn)，已基本成為一個(gè)完善的考核體系。

　　對(duì)于照明LED及其LED模組，今年制訂的5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，《普通照明用LED和LED模組術(shù)語(yǔ)和定義》、《普通照明用LED模組測(cè)試方法》、《普通照明用LED模組安全要求》、《普通照明用LED模組性能要求》、和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通照明用發(fā)光二極管性能要求》（已成為報(bào)批稿）。今年制訂的這5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已在很大程度上完善了對(duì)該類成品的考核要求，應(yīng)該說(shuō)，當(dāng)今年上報(bào)的這些照明LED標(biāo)準(zhǔn)頒布時(shí)，中國(guó)關(guān)于照明用LED及其最終產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)體系已基本形成。

　　三、現(xiàn)有普通照明用LED及其最終產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的缺陷

　　根據(jù)本文第一部分產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系組成部分內(nèi)容來(lái)審視本文第二部分目前（和即將頒布）的標(biāo)準(zhǔn)及這些標(biāo)準(zhǔn)所包含的內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，將LED作為一種光源的一些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)存在明顯的缺陷，主要表現(xiàn)在以下方面：

　　1、作為照明光源，因?yàn)槠渥陨淼奶厥庑?，一定?huì)對(duì)配合其工作的控制裝置提出配合要求，例如：在螢光燈的性能標(biāo)準(zhǔn)中以及HID光源的標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)每一種燈的規(guī)格都給出了“鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)要求”，這樣可使控制裝置在使用時(shí)能提供給光源一個(gè)正常工作，發(fā)揮其特長(zhǎng)，并保證光源使用壽命的合適的條件，而目前已報(bào)批的照明用LED的性能標(biāo)準(zhǔn)中卻沒(méi)有這一部分要求。

　　2、作為照明光源，一般都是安裝在燈具或類似裝置中才能作為商品賣給消費(fèi)者使用的，由于光源工作的特殊性，也同樣會(huì)給燈具提出配合要求。例如：螢光燈和HID燈的標(biāo)準(zhǔn)中都會(huì)給出“燈具設(shè)計(jì)要求”，要求燈具設(shè)計(jì)時(shí)須注意滿足光源提出的相應(yīng)要求，給光源的工作提供一個(gè)良好的工況，這樣才能發(fā)揮光源的特長(zhǎng)，也能保證光源在燈具中的使用壽命。而目前已報(bào)批的照明用LED的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中也沒(méi)有這一部分內(nèi)容。

　　3、燈具是屬于耐用消費(fèi)品，所以在燈具的安全要求標(biāo)準(zhǔn)中，耐久性試驗(yàn)專案要求在光源異常狀態(tài)試驗(yàn)并且更換光源后，燈具仍能正常工作，在熱試驗(yàn)時(shí)，要測(cè)量其內(nèi)部的電子元件和部件的溫度，在連續(xù)工作達(dá)到熱平衡時(shí)，表面溫度是否超過(guò)tc值。LED光源在工作時(shí)結(jié)溫是關(guān)系到光效及使用壽命的重要參數(shù)，但目前在燈具標(biāo)準(zhǔn)中卻沒(méi)有測(cè)量和限制的相關(guān)要求。

　　上述3點(diǎn)是照明用LED進(jìn)入普通照明領(lǐng)域最重要的環(huán)節(jié)，對(duì)光源產(chǎn)品和最終照明產(chǎn)品起著承前啟后的作用。但目前，中國(guó)本行業(yè)在這一點(diǎn)上恰恰存在著比較明顯的脫節(jié)現(xiàn)象。究其原因主要是兩個(gè)方面，一是LED及其模組的生產(chǎn)企業(yè)尚未對(duì)批量生產(chǎn)的該種產(chǎn)品進(jìn)行過(guò)認(rèn)真的驗(yàn)證，沒(méi)能提供出每一型號(hào)規(guī)格的產(chǎn)品在典型的工作狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的Vf—結(jié)溫的對(duì)應(yīng)曲線，光效—結(jié)溫的對(duì)應(yīng)曲線，也沒(méi)有提供LED光源在典型工作狀態(tài)下參考點(diǎn)測(cè)量的溫度限制值。另一原因是廣大的燈具制造企業(yè)也沒(méi)有充分地理解并意識(shí)到，作為光源的LED，在應(yīng)用到燈具中時(shí)，除了要滿足一般的安全要求，光效要求，EMC要求外，還必須保證LED在各種可能出現(xiàn)的最不利的條件都產(chǎn)生時(shí)，仍要保證其良好的工況，這樣才能使LED長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)得到充分的發(fā)揮。

　　四、努力方向及展望

　　在08年已經(jīng)報(bào)批的普通照明LED的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂過(guò)程中，國(guó)內(nèi)有少數(shù)有識(shí)之士已考慮到了上述的問(wèn)題。但苦于缺少充分的驗(yàn)證資料和有關(guān)資訊，所以不能倉(cāng)促地把這部分內(nèi)容寫入到這些標(biāo)準(zhǔn)中去，只有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通照明用發(fā)光二極管性能要求》中，提出了比較粗的光效—結(jié)溫的特性曲線和參考熱阻的測(cè)量方法。這從另一方面說(shuō)明了把LED作為普通照明光源的今年報(bào)批的這些標(biāo)準(zhǔn)的不完善性以及將在不遠(yuǎn)的將來(lái)需進(jìn)行修訂的特征。

　　在2008年的北京奧運(yùn)會(huì)上，照明用LED產(chǎn)品在景觀裝飾照明和顯示照明領(lǐng)域，其優(yōu)點(diǎn)得到了充分的展示，但是，作為這一領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員，應(yīng)該清醒地意識(shí)到，在LED進(jìn)入普通照明領(lǐng)域的道路上，還存在很多有待克服的難關(guān)，主要有：

　　1、作為照明用LED及其模組的有責(zé)任性的生產(chǎn)企業(yè)，除了在提高LED光效，顯色指數(shù)，保持色溫的一致性方面尚需下功夫外，還應(yīng)研究和給出每一批量生產(chǎn)型號(hào)規(guī)格的LED的Vf—結(jié)溫曲線，結(jié)溫—光效曲線，以及在燈具中工作時(shí)參考測(cè)溫點(diǎn)的限值要求，這不僅是為了最終燈具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需要，也是為了LED光源生產(chǎn)企業(yè)自身技術(shù)水準(zhǔn)的提高和產(chǎn)品的發(fā)揚(yáng)光大。

　　2、作為燈具設(shè)計(jì)人員以及燈具制造企業(yè)，應(yīng)充分理解LED光源企業(yè)提供的各種曲線，各項(xiàng)參數(shù)的含義，除了保證燈具能滿足安全、EMC和配光性能的要求外，應(yīng)使設(shè)計(jì)的燈具在各種可能出現(xiàn)的不利條件下，也能保證LED具有一個(gè)良好的，且留有充分裕量的工作環(huán)境。這樣才能保證LED在較高的光效水準(zhǔn)下保證其長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。

　　3、作為科研、檢測(cè)機(jī)構(gòu)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，更應(yīng)該研究照明LED及其模組的各項(xiàng)特性，研究出更合適的標(biāo)準(zhǔn)LED燈，提出更好、更完善的測(cè)量方法，使中國(guó)在這方面的檢測(cè)水準(zhǔn)達(dá)到國(guó)際的先進(jìn)行列。同時(shí)指導(dǎo)LED生產(chǎn)企業(yè)，針對(duì)每一個(gè)定型的LED光源，測(cè)試出可信的Vf—結(jié)溫曲線，結(jié)溫—光效曲線。并且早日完成這方面產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的完善工作。

　　如果我們所有廣大從業(yè)人員在LED及其產(chǎn)品的制造過(guò)程中，都能正確識(shí)別適用的標(biāo)準(zhǔn)、明白目前的不足、自我完善這種不足，并能把這種正確且全面的認(rèn)識(shí)貫徹到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中去，那么照明LED及其燈具等產(chǎn)品的應(yīng)用水準(zhǔn)將會(huì)得到長(zhǎng)足的進(jìn)步，LED及其產(chǎn)品的技術(shù)水準(zhǔn)也將達(dá)到一個(gè)新的高度。

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