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摘 要：本文從LED 燈、燈具及其現狀為切入口，在LED 燈、燈具相關定義的基礎上，分析了LED 燈具的特點和目前存在的問題，并與傳統燈具性能、評價和設計方面做了比較，同時針對國際電工委員會（IEC）、美國能源之星（EnergyStar）、北美照明學會(IESNA)在LED燈具有關標準的出版情況和我國LED 燈具有關的國家標準的出版情況進行了介紹。
LED 進入照明領域，引發(fā)了一場新的照明技術領域的革命。由于不同形狀、數量，尺寸的LED 可以按不同方式排列組合、不同LED 替代燈中的LED 結構可以不同等特點，在照明領域中出現了各式各樣的LED 照明產品（例如：LED 裝飾燈具、LED 道路燈具、LED 投光燈具、嵌入式LED 燈具、LED 隧道燈具、LED 臺燈和交通信號燈具等）及傳統光照明源替代品（例如：LED 替代白熾燈、MR16、PAR 燈、直管形熒光燈T8/T12 等）。隨著LED 技術的不斷提升和人們對照明感官視覺追求的進一步提高，人們對LED 燈具的設計和性能要求上更加具體，這就對燈具制造商和照明產品設計師提出更高的要求。 半導體LED 固態(tài)照明是近年來新近發(fā)展起來的產業(yè)，對照明終端產品設計師和燈具制造人員而言，既需要掌握傳統照明行業(yè)的知識、國內外標準動態(tài)，又需要熟悉和了解LED 器件方面的知識，特別是要準確把握LED 燈、燈具界定以及與傳統照明燈具差異性。由于半導體行業(yè)和照明電器行業(yè)分屬不同行業(yè)、以及目前對半導體LED 固態(tài)照明（SSL）缺乏足夠的標準支撐，現階段國內LED 照明產品存在魚龍混雜的現象，制造商聲稱的產品性能往往與實際結果相差甚遠，顏色質量、壽命預測上更是極度夸大，這對我國LED 照明產業(yè)的發(fā)展和消費者信心的培育上都是不利的。 本文從LED 燈、燈具及其現狀為切入口，在LED 燈、燈具相關定義的基礎上，分析了LED 燈具的特點和目前存在的問題，并與傳統燈具性能、評價和設計方面做了比較，同時針對我國和國際上LED 燈具標準情況進行了介紹，點明應結合LED 燈具的技術要素來觀察和追蹤標準的變化和發(fā)展。 一、 LED 燈、燈具及相關定義 1、 LED 燈 -LED 封裝（LED package）：包括焊線連接件或其他型式電氣連接件的一個或多個LED晶片的組件，可能帶有光學元件、熱學、機械和電氣接口。該裝置不包括電源和標準燈頭。該裝置不能直接與分支電路連接。 -LED 陣列或模塊（LED array or module）：在印刷線路板或基板上的LED 封裝（元件）或晶片的組件，可能帶有光學元件、附加的熱、機械和打算連接到LED 驅動器負載側的電氣接口。該裝置不含電源和標準燈頭。該裝置不能直接與分支電路連接。 -LED 光引擎（LED light Engine）：包含LED 封裝（元件）或LED 陣列（模塊）、LED驅動器、以及其他光度、熱學、機械和電氣元件的整體組合。該裝置要通過一個與LED 燈具匹配的常規(guī)連接器直接連接到分支電路，該LED 燈具設計成不使用標準燈座。 -非整體式LED 燈（LED lamp, non-integrated）：含有LED 陣列（模塊）或者LED 封裝（元件）和標準燈頭的組件。該裝置打算通過標準燈座連接到燈具的LED 驅動器。該裝置不能直接與分支電路連接。 -整體式LED 燈（LED lamp, integrated）：包含LED 封裝（元件）或LED 陣列（模塊）、LED 驅動器、標準燈頭以及其他光度、熱學、機械和電氣元件的整體組合。該裝置打算通過標準化的燈座直接與分支電路連接。 2、 LED 燈具 -LED 燈具（LED luminaire）是包括基于LED 的發(fā)光元件和匹配的驅動器，以及配光部件、固定和保護發(fā)光元件的部件、以及將器具連接到分支電路部件的完整照明器具?；贚ED 的發(fā)光元件的可能形式是LED 封裝（元件）、LED 陣列（模塊）、LED 光引擎或LED 燈。LED 燈具打算直接與分支電路連接。 -混合型LED 燈具(Hybrid LED luminaire):裝有基于LED 的發(fā)光元件和諸如白熾燈或熒光燈等其他類型光源的燈具。 3、 LED 驅動器 LED 驅動器（LED driver）：含有電源和LED 控制電路的裝置，目的是使LED 封裝（元件）、或LED 陣列（模塊）或LED 燈工作。 解讀與LED 相關的上述定義為我們區(qū)別LED 燈和LED 燈具提供了依據，總體來說LED光源和LED 燈具的主要區(qū)別在于是否與分支電路直接連接，LED 燈是一種設計成不打算與分支電路直接連接的產品，而LED 燈具是一種設計成要直接連接到分支電路的產品。 LED 光引擎也屬于LED 燈，但其特性介于LED 燈具和整體式LED 燈，與整體式LED 燈的區(qū)別是它含有一個與燈具匹配的連接器，不是標準燈頭，而與LED 燈具的區(qū)別是它不能與分支電路直接連接。由于可以具有設定的配光功能和標準化的連接器， LED 光引擎可以改善某些LED 燈具的可維護性。 二、 LED 燈具與傳統光源燈具的差異性 1、在LED 燈具性能評價方面 a) 色空間均勻度評價來評價LED 燈具的存在的不同觀察角顏色差異。 b) 用壽命來評價LED 燈具的耐用性。 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 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(fā)光的光度特性，燈具的光度系統與傳統光源燈有很大區(qū)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。 （2）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(yōu)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。 c) 散熱措施 與傳統光源燈具一樣，LED 燈具也是會發(fā)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(fā)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(fā)光是電致發(fā)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(fā)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(fā)熱部件外，LED 燈具中的驅動器也是發(fā)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(huán)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(huán)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(huán)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(jié)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
2、 目前國內LED 燈具標準的情況
從上面總結的表格中可以看出，與LED 燈具有關國際IEC 標準（僅EMC）對應的LED燈具有關GB 國家標準（僅EMC）基本滿足現行LED 燈具電磁兼容性測試要求。而除EMC外的與LED 燈具有關的國際IEC 標準大部分集中在安全標準上，性能有關標準仍缺乏。
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