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led灯具与光源的基本概念

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LED 灯具与光源的基本概念一、与 LED 有关的光源定义无论 LED 阵列、LED 模块还是 LED 灯,都是光源1)灯(lamp):为产生光辐射(通常为可见的)而制作的光源注:此术语有时也用于某些类型的照明器2)发光二极管( Light Emitting Diode(LED)):正向偏压时发出非相干光辐射的 p-n 结半导体器件发出的光谱可能在紫外、可见光或红外波长区域3)LED 晶片(LED die):一小块装配在给定功能 LED 线路上的发光的半导体材料4)LED 阵列或模块(LED array or module):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如图 1 所示5)LED 封装(LED package):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如图 2 所示6)LED 驱动器(LED driver):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。

7)非整体式 LED 灯(LED lamp, 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8)整体式 LED 灯(LED lamp, 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如图 4 所示9)LED 光引擎(LED light Engine):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二、灯具和 LED 灯具的定义(1)GB 7000.1-2007 给出的灯具(luminaire)定义是“ 能分配、透出或转变一个或多个灯发出光线的一种器具,并包括支承、固定和保护灯必需的所有部件(但不包括灯本身),以及必需的电路辅助装置和将它们与电源连接的装置。

定义还附有一个注,即“ 采用整体式不可替换光源的发光器被视作一个灯具,但不对整体式光源和整体式自镇流灯进行试验2)“ANSI/IESNA RP-16-05 照明工程学的命名和定义”中有关 LED 灯具(LED luminaire)定义是包括基于 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LED 灯具例子如图 5 所示3)混合型 LED 灯具(Hybrid LED luminaire):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LED 灯具与光源的基本概念(二)一、如何界定 LED 灯具和 LED 光源灯具和 LED 灯具的定义给出以下几个重要的信息:1 . GB 7000.1-2007 定义中给出了灯具的结构特征,灯具内具有控制灯发出光线的部件,还有提供灯机械支承部件、点灯电路和电源连接部件和保护灯的部件,也就是具体灯具中的控光部件(反射器、透光的棱镜或平板玻璃、格栅等等)、支承灯的灯座、灯的控制装置、电容器、启动器及其电路等必须的辅助装置,固定这些部件的机械结构或装置、电源连接方式(GB7000.1 第 5.1 条规定电源连接方式)、以及保护灯所必须的外壳防护措施等。

2 .当使用了不可替换的灯或 LED 灯时,结构特征为灯具的发光器具不会因此有所改变,这种情况下,GB 7000.1-2007 定义的“注”中强调的是,采用整体式不可替换光源的发光器被视作一个灯具,但不对整体式光源和整体式自镇流灯进行试验3 .传统光源以带有标准灯头为鲜明特征,而 LED 光源形式多样,为了有所识别,ANSI/IESNA RP-16-05 给出的 LED 灯具定义中识别出了 LED 灯具中光源的形式,即光源可以是 LED 阵列(LED array)、LED 模块(LED module)或 LED 灯(LED lamp)4 . ANSI/IESNA RP-16-05 定义了 LED 灯具与 LED 灯区别的关键点,即 LED 灯具打算直接与分支电路连接,而 LED 光源不直接与分支电路连接,其中:-LED 模块不含有电源,不能与分支电路直接连接;-LED 阵列既不包括电源,也不包括标准灯头,不能与分支电路直接连接;-整体式 LED 灯需通过标准灯座、非整体式 LED 灯需通过灯具中的灯座才能与分支电路连接5.在 LED 的相关的术语中,还应明确了 LED 驱动器、LED 控制线路及 LED 电源的区别:-LED 驱动器是指含有 LED 控制线路和 LED 电源的装置;-LED 电源是指没有控制功能、但能在其设计限值内提供所需电流、电压和功率的变压器、电源(调制)、电池或其他装置;-LED 控制线路不含有电源,是设计用于调节输出电压、电流或工作循环来转换或其他方式以控制提供给 LED 封装(元件)或 LED 阵列(模块)电能的量和特性的电子元件。

根据这些概念可以了解,LED 工作需要的 LED 电源和 LED 控制线路,可以分开而各自独立存在,也可以组合在一起,LED 电源和 LED 控制线路组合在一起时就是 LED 驱动器6.整体式 LED 灯与非整体式 LED 灯都带有标准灯头,而且具有相似的外形特征,它们之间区别的关键点是是否带有 LED 驱动器整体式 LED 灯是带有 LED 驱动器的 LED 模块或阵列,可以通过标准化的灯座连接到分支电路,整体式 LED 灯可以替代普通照明用白炽灯或 CFL 灯非整体式 LED 灯是不带有 LED 驱动器的 LED 模块或阵列,它需要通过灯具中的灯头与分支电路连接,此灯具应含有非整体式 LED 灯工作需要的 LED 驱动器非整体式 LED 等不能直接替代白炽灯或 CFL 灯7.LED 光引擎是一个介于 LED 灯具和 LED 灯之间的器件,与 LED 灯的区别是它不含有标准灯头,而是含有一个与灯具匹配的连接器与 LED 灯具的区别是它不能与分支电路直接连接,与灯具的相同点是可以具有设定的配光功能,例如具有特有的道路灯具配光LED 光引擎使使用不带标准灯头 LED 光源的 LED 灯具具有可维护性。

二、易被误作光源的情况1 .某些类型的“灯具”被习惯地称作“ 灯”从灯具和灯的定义可以知道,一般情况下,“灯” 是指光源,各种类型的灯均以发光的物理原理来命名,如白炽灯、高压钠灯、金属卤化物灯、荧光灯、紫外灯、场致发光灯、卤钨灯等等,灯的命名和分类与应用的场所及用于何种灯具无关;而“灯具” 则是指照明器,它包括点亮光源所需的附件和电路、使光源发出的光重新分配以满足应用需求的光学部件,以及灯具安装、固定、调节所需部件的总成,灯具的分类及命名与其安装方式或设计使用的场所或目的有关,如固定式吸顶灯具、可移式台式灯具、可移式落地灯具、道路照明灯具、隧道照明灯具、庭院灯具、泛光灯具和应急照明灯具,等等但正如“灯” 的定义中的“ 注”所述,“灯”这个术语有时也用于某些类型的照明器也许是由于习惯的关系,很多人把“道路照明灯具”称作“路灯”,把“天花板表面安装灯具” 称作“吸顶灯”,但这里的路灯、吸顶灯并不是指光源,而是指道路照明灯具和天花板表面安装的灯具2 .光源不可替换的照明器具属于灯具从灯具的定义可以知道,照明电器标准中所说的“灯具” 不涉及光源的类型,也就是说在评价灯具及其进行的检验中,只对提供光源正常工作的相关部件或环境进行评价,而不对光源本身进行评价或检验。

由于是耐用消费品,灯具的设计寿命比光源长得多,所以灯具内的光源通常是一种可替换部件随着光源寿命的逐步延长,光源固定方式的变化,以及灯具对耐用性要求的降低,某些灯具设计成光源不可替换的,也就是说,光源一旦损坏,灯具就报废根据照明电器术语标准和灯具标准对“灯具” 的定义,这种光源不可替换的照明器具仍属于灯具对于光源不可替换的灯具,除了光源不可替换以外,根据应用需求的光度学设计、点亮灯具需要的电路及其附件,以及灯具固定的装置等,与光源可替换的灯具完全一样,所不同的是,在光源不可替换的灯具内可能不使用灯座,光源的机械固定和电气连接分别由机械固定装置和光源连接器完成在 LED 应用于照明之前,已经有采用不可替换光源的灯具的例子,比较典型的如电源插座安装的夜灯,夜灯中的光源既有可替换的也有不可替换的,但它们都属于灯具,评价夜灯的灯具安全标准是 GB7000.212-2008《灯具第 2-12 部分:特殊要求电源插座安装的夜灯》显色性基本概念:光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性,也就是颜色逼真的程度;光源的显色性是由显色指数来表明,它表示物体在光下颜色比基准光(太阳光)照明时颜色的偏离,能较全面反映光源的颜色特性。

显色性高的光源对颜色表现较好,我们所见到的颜色也就接近自然色,显色性低的光源对颜色表现较差,我们所见到的颜色偏差也较大国际照明委员会 CIE 把太阳的显色指数定为 100 ,各类光源的显色指数各不相同,如:高压钠灯显色指数 Ra=23 ,荧光灯管显色指数 Ra=60~90 显色分两种:1. 忠实显色:能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数 (Ra) 高的光源,其数值接近 100 ,显色性最好 2. 效果显色:要鲜明地强调特定色彩,表现美的生活可以利用加色法来加强显色效果显色指数计算方法:CIE 推荐定量评价光源显色性的 “测验色” 法规定用黑体或标准照明体 D 作为参考光源,将其显色指数定为 100,并规定了若干测试用的标准颜色样品;通过在参考光源下和待测光源下对标准样品形成的色差,评定待测光源显色性,用显色指数来表示光源对某一种标准样品的显色指数称为特殊显色指数 Ri光源对特定 8 个颜色样品的平均显色指数称为一般显色指数 Ra其中 8 个颜色样品分别为:暗灰色、暗黄色、深黄绿色、黄绿色、淡蓝绿色、淡蓝色、淡紫色、红紫色如下图所示:常用光源的一般显色指数:结合我国实际情况,可将光源的一般显色指数划分为三个范围。

一般显色指数(Ra) 质量分类100~7575~50<50优一般劣光源显色性的质量分差 白炽灯、碘钨灯、溴钨灯、镐灯等几种光源的一般显色指数 Ra 均超过 85,适用于辨色要求较高的视觉工作,如彩色电影、彩色电视的拍摄和放映、染料、彩色印刷、纺织、食品工业等行业荧光灯的显色指数在 70~80 之间,显色效果较差,其中高压钠灯最差 Ra 为 20~25.什么是光衰LED 光衰的概念LED 光衰是指 LED 经过一段时间的点亮后,其光强会比原来的光强要低,而低的这一部分就是 LED 的光衰LED 光衰的原因现阶段的 LED 产品光衰程度都不同,大功率 LED 同样存在光衰,抑制光衰有助于削减单位光通量的成本各 LED 厂商都在致力于抑制光衰现象技术,但都没有公布光衰现象发生的原因及其抑制方法的详情然而,有厂商透露,芯片的发热及电流集中等若干参数与光衰现象有关例如,输入较大电力时,芯片的光发生量增多,同时发热也增多这种发热会。

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