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1、LED灯具与传统灯具的差异性比较? 导读：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。?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
2、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
3、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
4、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圭寸装（元件）或 晶片的组件，可能带有光学元件、附加的热、机械和打
5、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,nonintegrated ）:含有LED阵列（模块）或者 LED圭寸装（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,i
6、ntegrated ）: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（HybridLEDIuminaire.:装有基于LED的发光元件和诸
7、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
8、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
9、，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
10、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2 n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
11、 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。b. 电气配件LED驱动电源是构成 LED灯具性能优劣的关键要素，也是灯具选择或设计要件
12、之一。 LED灯具电气设计应考虑灯具要使用LED特性和数量、灯具的安装地点，以及灯具在电网中的位置来考虑电气安全、恒流驱动、抗扰度和EMI，选择或设计合适的 LED驱动电源。由于LED是2V3V的低电压恒流源驱动，所以不象普通的白炽灯泡可以直接连接220V的交流市电，必须要设计电源和控制电路来驱动LED此外，LED模组的电气连接也是 LED灯具电气系统的重要组成部分，应充分考虑安全性，应采用标准的连接件、充分绝缘、防触 电保护等。? c. 散热措施与传统光源灯具一样，LED灯具也是会发热的，LED灯具的热来自LED光电转换中的损 耗以及LED驱动电源。与传统电光源发光原理(白炽灯的热幅射和荧光
13、灯等的气体放电)不 同， LED 的发光是电致发光，由于转换效率的问题，输出的大部分能量主要以非辐射复合发 生的点阵振动的形式转化热能。而热量在LED内的传递的方式不是辐射而是传导。所以在LED灯具散热设计中主要目标是有效地将LED芯片的热有效地传导出去，并有效地控制LED灯具内LED结温。对于LED灯具，除了 LED是发热部件外，LED灯具中的驱动器也是发热部件，为了保 证具有与LED光源协调的寿命，LED驱动器的热控制也非常重要，如果采用内装的驱动电源，灯具应根据其内环境温度选择标有相应 tc 的驱动器。 而驱动器独立安装时， 则应根据安装地 可能的环境温度选择相应 tc 驱动器。d. 机
14、械部件和结构机械的作用是通过结构设计把灯具的光学系统、电气系统和热系统的位置和相互关系 确定下来，使灯具得以在设定的环境中固定并安全的使用。传统灯具的机械系统由固定光源、反射器、灯的控制装置等部件的结构、软缆或软线 的走线结构、密封结构、机械防护结构、灯具固定结构和灯具调节结构等部分构成，具体由 灯座或光源连接器、灯座安装支架、软线固定架、接线端子座、外壳、灯罩和灯具安装架等 组成。由于LED光源的特性，LED灯有封装、模组、LED光引擎、整体式 LED灯、非整体式 LED灯等几种形式，除了最后两种形式可能具有与传统光源灯具类似内部结构以外，其他LED灯不带有标准灯头，这种情况下，LED灯具具
15、有如下结构特征：LED灯具中没有灯座，而是用连接件完成LED灯与灯具的电气连接，并采用其他方式将LED灯固定到灯具主体上。为了导出LED芯片产生的热，LED灯具有大量的散热片，灯具的体积和重量比传统光 源灯具大得多，灯具的安装结构应作相应考虑，以保证安装的安全性和可靠性。同时散热片 应设计成容易清洁或不容易积灰的结构，否则，散热片的效率会很快降低。当LED灯具使用了电源线，而且电源线是可以拆卸进行维护时，属于非Z型连接，与非Z型连接的传统光源一样，LED灯具也应使用软线固定架。三、LED灯具存在的问题由于LED具有的多重特殊性，我们对它的美好未来充满期待的同时，也不应回避它目 前存在的一些不足。1 我国生产的大部分路灯的光度分布不合理。以美国能源部（DOE出版的SSL灯具符合能源之星的合格判据作为标杆，我们对2007年至2009年检测的200个LED路灯光度数据进行评价发现，只有3个LED路灯能够满足 DOE规定的路灯光度分布和能效的相关要求，合格率仅为1.5%。所测的LED路灯质量离DOE的标杆要求相差甚远，有待大大地提高。?2 .在具有防浪涌干扰功能的LED路灯中普遍存在的绝缘耐压问题。LED路灯的EMS设计只考虑了防浪涌干扰的功能，忽略了灯具安全标准中对电气强度 的要求，应强
