LEDinside科普百科:照明用LED产品的识别和完善

一、产品标准体系的组成方面 LED是一种新兴的照明电器产品。LED产品包括其本身,配套的控制装置和以它为光源的灯具产品,涉及到这些产品的标准条款主要由以下几方面组成。 1.产品在使用中关系到人们生命财产安全方面的条款 作为电器产品,在使用时的安全要求是国际上公认的最重要部分,在这方面,中国产品标准几乎都等同采用IEC标准,即使是中国自己制订的安全标准,也基本参考了IEC标准和/或ANSI等标准,并且均作为强制性标准加以颁布并实施。例如GB19510/IEC61347灯的控制装置系列和GB7000/IEC60598灯具系列标准以及光源安全标准中的绝大多数条款均属于这一类。 2.LED、控制装置和灯具自身的性能要求 消费者购买产品实际是购买产品的使用功能,而产品的使用功能是靠这方面的性能条款的考核来实现的。作为照明用LED产品以及相应的配套产品也不例外,最新制订的(报批稿)《普通照明用LED模组性能要求》、《普通照明用自镇流LED灯性能要求》和《LED模组用直流或交流电子控制装置性能要求》标准中,光效、颜色特征、光衰、寿命和能效等指标以及灯具的分布光度和效率指标体现了这方面的要求。 3.LED、控制装置和灯具相互配合的要求 这一部分标准按产品可分为: (1)光源对控制装置的设计要求 灯的控制装置是为光源服务的。应该说,灯的控制装置安全指标是最重要的,但其考核要求大部分与其它电器类同,因此比较容易理解。而作为与光源配合方面的要求相对来讲其内在机理比较深奥,光源的正常工作状态主要是靠控制装置提供的,控制装置与光源的配合性能好坏直接关系到光源的发光效率、发光稳定性和使用寿命,并且影响到系统的综合能效。 (2)光源对灯具的设计要求 光源在装入灯具后,其工作时的工况取决于灯具的设计结构。如果灯具的设计结构不合理,同样会严重影响光源的正常工作和使用寿命。例如,使用LED的道路灯具,既要求灯具有良好的密封,以保证防尘、防水功能,又要求具有良好的散热功能,以保证LED可以在诸多不利条件下,其结温仍然处于合理的水准。 4.电源对照明电器工作时的考核条款 作为用电器,必须遵守电源对它的考核要求,这样才能保证供电系统的正常运行并且能保持较高的供电效率。这方面的考核条款有GB17625.1/IEC61000-3-2线路功率因子、电源电流谐波和GB17625.2/IEC61000-3-3的电压跌落和闪烁。 5、对外界的的电磁干扰限制以及抵抗外界的电磁干扰 作为用电器,应该限制对其他电器的电磁干扰(EMI),例如GB17743/CISPR15中的电源端子骚扰和辐射骚扰,同时还要能够抵抗各种可能的电磁干扰(EMS),例如IEC61547、FCC等标准中的抵抗各种电磁干扰的条款。 二、照明用LED及其最终产品应用标准的识别和简介 从上面介绍的有关内容可知,针对任何一种产品,一般都不是某一单独的标准就能完整复盖所有考核要求的,任一个产品标准都是针对相应产品的某一方面特性,并适用于一定的范围。一般由多个标准相互补充,引用和相互支撑,从而组成一个完整的标准体系,这是目前世界上各种标准体系都采用的惯例。 1.LED照明灯具以及最终应用产品的标准 由于中国计划经济遗留的行业分隔及众多照明行业从业人员掌握的知识面较窄的原因,常会听到一些人讲“LED照明灯具以及最终的应用产品目前没有考核的标准”,其实这种说法是很幼稚的。例如采用LED为光源的各种最终的应用产品,它们组成的灯具或自镇流灯从使用功能和产品属性方面根本没有变化,所以目前灯具的有关标准要求也几乎复盖了对它们的考核内容。目前生产的各种采用LED光源的灯具,必须满足该种灯具对应的安全标准要求,电磁相容要求和配光要求。另外,对该类灯具现场照明效果的考核标准也完全适合于此类灯具。也就是说,采用LED为光源的灯具产品(也是应用的终端产品)这方面的考核要求早已存在。只是我们行业中尚有不少从业人员没有识别而已。 2.LED控制装置产品的标准 在LED控制装置方面,国际上在前年已具备了IEC61347-2-13安全标准要求和ICE62384性能要求,中国对应的国家标准已在今年完成报批稿。这两个标准和引用的GB19510.1/IEC61347-1标准以及中国对应的EMC方面的标准,已组成了完整的对照明LED控制装置的考核要求。另外在GB/TXXXX/ICE62384LED模组用控制装置性能要求标准(报批稿)中,还增加了LED控制装置能效考核的要求。这些标准的实施,可有效控制目前在LED限流方面经常采用电阻限流的低能效现状且存在的不安全的隐患。即使对于一些对LED工作不起到限流、稳流作用,而仅具有调整各组LED变光,变色,亮暗交替变化功能的控制装置,也早已有GB19510.12/IEC61347-2-11《与灯具联用的杂类电子线路的特殊要求》考核标准。应该讲,已经具有的和即将颁布的照明LED及模组的控制装置的考核标准已很完善。 3.照明用LED及其模组产品的标准 针对照明用LED及其模组,这一方面的产品标准是新兴的也是需要不断充实完善的部分。中国今年已经制订了《普通照明用50V以上自镇流LED灯安全要求》和《普通照明用自镇流LED灯性能要求》,这一产品因为其产品具有独立使用且与其它配套产品相关性较小的特点,所以其标准相对属于比较完善的。再配上适用的EMC方面的考核标准,已基本成为一个完善的考核体系。 对于照明LED及其LED模组,今年制订的5个标准,《普通照明用LED和LED模组术语和定义》、《普通照明用LED模组测试方法》、《普通照明用LED模组安全要求》、《普通照明用LED模组性能要求》、和行业标准《普通照明用发光二极管性能要求》(已成为报批稿)。今年制订的这5个标准已在很大程度上完善了对该类成品的考核要求,应该说,当今年上报的这些照明LED标准颁布时,中国关于照明用LED及其最终产品的标准体系已基本形成。 三、现有普通照明用LED及其最终产品标准的缺陷 根据本文第一部分产品标准体系组成部分内容来审视本文第二部分目前(和即将颁布)的标准及这些标准所包含的内容可以发现,将LED作为一种光源的一些产品标准存在明显的缺陷,主要表现在以下方面: 1、作为照明光源,因为其自身的特殊性,一定会对配合其工作的控制装置提出配合要求,例如:在萤光灯的性能标准中以及HID光源的标准中针对每一种灯的规格都给出了“镇流器的设计要求”,这样可使控制装置在使用时能提供给光源一个正常工作,发挥其特长,并保证光源使用寿命的合适的条件,而目前已报批的照明用LED的性能标准中却没有这一部分要求。 2、作为照明光源,一般都是安装在灯具或类似装置中才能作为商品卖给消费者使用的,由于光源工作的特殊性,也同样会给灯具提出配合要求。例如:萤光灯和HID灯的标准中都会给出“灯具设计要求”,要求灯具设计时须注意满足光源提出的相应要求,给光源的工作提供一个良好的工况,这样才能发挥光源的特长,也能保证光源在灯具中的使用寿命。而目前已报批的照明用LED的有关标准中也没有这一部分内容。 3、灯具是属于耐用消费品,所以在灯具的安全要求标准中,耐久性试验专案要求在光源异常状态试验并且更换光源后,灯具仍能正常工作,在热试验时,要测量其内部的电子元件和部件的温度,在连续工作达到热平衡时,表面温度是否超过tc值。LED光源在工作时结温是关系到光效及使用寿命的重要参数,但目前在灯具标准中却没有测量和限制的相关要求。 上述3点是照明用LED进入普通照明领域最重要的环节,对光源产品和最终照明产品起着承前启后的作用。但目前,中国本行业在这一点上恰恰存在着比较明显的脱节现象。究其原因主要是两个方面,一是LED及其模组的生产企业尚未对批量生产的该种产品进行过认真的验证,没能提供出每一型号规格的产品在典型的工作状态下对应的Vf—结温的对应曲线,光效—结温的对应曲线,也没有提供LED光源在典型工作状态下参考点测量的温度限制值。另一原因是广大的灯具制造企业也没有充分地理解并意识到,作为光源的LED,在应用到灯具中时,除了要满足一般的安全要求,光效要求,EMC要求外,还必须保证LED在各种可能出现的最不利的条件都产生时,仍要保证其良好的工况,这样才能使LED长寿命的特点得到充分的发挥。 四、努力方向及展望 在08年已经报批的普通照明LED的有关标准的制订过程中,国内有少数有识之士已考虑到了上述的问题。但苦于缺少充分的验证资料和有关资讯,所以不能仓促地把这部分内容写入到这些标准中去,只有行业标准《普通照明用发光二极管性能要求》中,提出了比较粗的光效—结温的特性曲线和参考热阻的测量方法。这从另一方面说明了把LED作为普通照明光源的今年报批的这些标准的不完善性以及将在不远的将来需进行修订的特征。 在2008年的北京奥运会上,照明用LED产品在景观装饰照明和显示照明领域,其优点得到了充分的展示,但是,作为这一领域的专业技术人员,应该清醒地意识到,在LED进入普通照明领域的道路上,还存在很多有待克服的难关,主要有: 1、作为照明用LED及其模组的有责任性的生产企业,除了在提高LED光效,显色指数,保持色温的一致性方面尚需下功夫外,还应研究和给出每一批量生产型号规格的LED的Vf—结温曲线,结温—光效曲线,以及在灯具中工作时参考测温点的限值要求,这不仅是为了最终灯具产品的设计需要,也是为了LED光源生产企业自身技术水准的提高和产品的发扬光大。 2、作为灯具设计人员以及灯具制造企业,应充分理解LED光源企业提供的各种曲线,各项参数的含义,除了保证灯具能满足安全、EMC和配光性能的要求外,应使设计的灯具在各种可能出现的不利条件下,也能保证LED具有一个良好的,且留有充分裕量的工作环境。这样才能保证LED在较高的光效水准下保证其长寿命的特点。 3、作为科研、检测机构和专业标准化技术委员会,更应该研究照明LED及其模组的各项特性,研究出更合适的标准LED灯,提出更好、更完善的测量方法,使中国在这方面的检测水准达到国际的先进行列。同时指导LED生产企业,针对每一个定型的LED光源,测试出可信的Vf—结温曲线,结温—光效曲线。并且早日完成这方面产品标准的完善工作。 只有广大从业人员在LED及其最终产品的制造过程中,都能正确识别适用的标准,明白目前的不足,自我完善这种不足,并能把这种正确且全面的认识贯彻到产品设计中,那么照明LED及其灯具等产品的应用水准将会得到长足的进步,LED及其最终的产品的技术水准也将达到一个新的高度。
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