全面解讀LED燈具特性及其標準
d) 不像傳統照明光源可單獨進行光度測試,光度測量時可以使用相對法, LED 光源對溫度極其敏感,不適宜將LED 光源從燈具內分離出來單獨測量,光度測量時應采用絕對法對燈具整體進行光度測試。
2、在LED 燈具設計方面
LED 燈具在光學系統設計、電氣配件、散熱措施以及結構等設計方面與傳統光源的燈
具相比有明顯出別。
a)光學系統
燈具的光學系統是燈具的靈魂,其目的是根據選定光源的特性設計一個符合具體照明要求的燈具光學系統。通常傳統光源燈具的光學系統由光源、燈座、反射器和透光罩組成。由于一些LED 單元具有2π發光的光度特性,燈具的光度系統與傳統光源燈有很大區別。具體表現特征如下:
?。?)LED 燈具光學系統一般由LED 芯片和透鏡組成LED 單元或LED 單元陣列組成,陣列有時排列在平整的鋁基板上、也可能在突起的或凹下的成型基板上,燈具使用、或不使用透光罩。燈具制造商可根據照明需求,將多個LED 單元或數十個LED 單元組合在基板上,應注意控制組合后LED 單元光色的一致性,考核LED 燈具的色空間均勻度。
?。?)由于LED 的光電特性對PN 結溫度的變化非常敏感;封裝樹脂在高溫和強光照射下會快速劣化;長期的光輻射會使熒光粉的光致轉換率逐漸降低,并導致色座標會偏移。出LED 燈具壽命評價時通常是在限制色偏移的條件下,考核LED 燈具的流明維持率。
b) 電氣配件
LED 驅動電源是構成LED 燈具性能優劣的關鍵要素,也是燈具選擇或設計要件之一。LED 燈具電氣設計應考慮燈具要使用LED 特性和數量、燈具的安裝地點,以及燈具在電網中的位置來考慮電氣安全、恒流驅動、抗擾度和EMI,選擇或設計合適的LED 驅動電源。
由于LED 是2V~3V 的低電壓恒流源驅動,所以不象普通的白熾燈泡可以直接連接220V 的交流市電,必須要設計電源和控制電路來驅動LED.此外,LED 模組的電氣連接也是LED 燈具電氣系統的重要組成部分,應充分考慮安全性,應采用標準的連接件、充分絕緣、防觸電保護等。
c) 散熱措施
與傳統光源燈具一樣,LED 燈具也是會發熱的,LED 燈具的熱來自LED 光電轉換中的損耗以及LED 驅動電源。與傳統電光源發光原理(白熾燈的熱幅射和熒光燈等的氣體放電)不同,LED 的發光是電致發光,由于轉換效率的問題,輸出的大部分能量主要以非輻射復合發生的點陣振動的形式轉化熱能。而熱量在LED 內的傳遞的方式不是輻射而是傳導。所以在LED 燈具散熱設計中主要目標是有效地將LED 芯片的熱有效地傳導出去,并有效地控制LED 燈具內LED 結溫。
對于LED 燈具,除了LED 是發熱部件外,LED 燈具中的驅動器也是發熱部件,為了保證具有與LED 光源協調的壽命,LED 驅動器的熱控制也非常重要,如果采用內裝的驅動電源,燈具應根據其內環境溫度選擇標有相應tc 的驅動器。而驅動器獨立安裝時,則應根據安裝地可能的環境溫度選擇相應tc 驅動器。
d) 機械部件和結構
機械的作用是通過結構設計把燈具的光學系統、電氣系統和熱系統的位置和相互關系確定下來,使燈具得以在設定的環境中固定并安全的使用。
傳統燈具的機械系統由固定光源、反射器、燈的控制裝置等部件的結構、軟纜或軟線的走線結構、密封結構、機械防護結構、燈具固定結構和燈具調節結構等部分構成,具體由燈座或光源連接器、燈座安裝支架、軟線固定架、接線端子座、外殼、燈罩和燈具安裝架等組成。由于LED 光源的特性,LED 燈有封裝、模組、LED 光引擎、整體式LED 燈、非整體式LED 燈等幾種形式,除了最后兩種形式可能具有與傳統光源燈具類似內部結構以外,其他LED 燈不帶有標準燈頭,這種情況下,LED 燈具具有如下結構特征:
-LED 燈具中沒有燈座,而是用連接件完成LED 燈與燈具的電氣連接,并采用其他方式將LED 燈固定到燈具主體上。
-為了導出LED 芯片產生的熱,LED 燈具有大量的散熱片,燈具的體積和重量比傳統光源燈具大得多,燈具的安裝結構應作相應考慮,以保證安裝的安全性和可靠性。同時散熱片應設計成容易清潔或不容易積灰的結構,否則,散熱片的效率會很快降低。
-當LED 燈具使用了電源線,而且電源線是可以拆卸進行維護時,屬于非Z 型連接,與非Z 型連接的傳統光源一樣,LED 燈具也應使用軟線固定架。 三、 LED 燈具存在的問題
由于LED 具有的多重特殊性,我們對它的美好未來充滿期待的同時,也不應回避它目前存在的一些不足。
1.我國生產的大部分路燈的光度分布不合理。
以美國能源部(DOE)出版的SSL 燈具符合能源之星的合格判據作為標桿,我們對2007年至2009 年檢測的200 個LED 路燈光度數據進行評價發現,只有3 個LED 路燈能夠滿足DOE規定的路燈光度分布和能效的相關要求,合格率僅為1.5%.所測的LED 路燈質量離DOE 的標桿要求相差甚遠,有待大大地提高。
2.在具有防浪涌干擾功能的LED 路燈中普遍存在的絕緣耐壓問題。
LED 路燈的EMS 設計只考慮了防浪涌干擾的功能,忽略了燈具安全標準中對電氣強度的要求,應強調LED 路燈設計輸入的充分性,在滿足安全要求的基礎上考慮其他功能。
3.市場上存在一些質量非常差的產品,表現為不明亮、短壽命、顏色差。
4.產品聲稱的性能不準確。
5.產品標簽上的信息不充分。
6.顏色質量方面存在很多問題,如顯色性。
7.照明設計者仍然不信任SSL 產品。他們說需要更多的標準。
8.成本仍然太高,但政府高調激勵使用SSL 產品。

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