LED灯具及LED光源的基本概念[绿达照明]

绿达照明 ld6 LED 灯具及灯具及 LED 光源的基本概念光源的基本概念 照明灯具是人们日常生活中的必不可少的一种电器 其功能是提供 人工照明 满足各类场所的照明需求 其传统定义就是包括除光源 外所有用于固定和保护光源所需的全部零 部件 以及与电源连接 所必需的线路附件 而光源是指自身正在发光 且能持续发光的物 体 目前在全球 节能减排 的大背景下 LED 作为一种新型光 源在各个领域都有着相当广泛的应用 制定标准 评价 LED 照明产 品的性能质量已是目前照明电器行业的工作重点 LED 形式多样 包括 LED 封装 LED 阵列 LED 模块 LED 灯等 它与灯具的组合方 式也因此不同 包括带标准灯头式 内装式 独立式和整体式 这 样也形成了不同的维护类型 如光源可替换式和不可替换式 可维 护型和不可维护型 此外 令人眼花缭乱的外观设计和风格等 都 是用传统的区分方式难以界定的 特别在 LED 灯具和 LED 灯的界定 上 一些模糊的甚至错误的观念已经在行业内造成了混乱 这对 LED 照明行业产业的发展和标准制定及检测领域等都会产生了不利 的影响 2010年 6 月 IEC TC34 在芬兰赫尔辛基召开了 LED 研讨会 在 讨论很多技术问题的同时 LED 灯具和 LED 灯议题也成为此次会议 专家谈论的焦点 本文主要引入国外最新的标准信息 对灯具和灯 的概念进行了剖析 并对 LED 灯具和 LED 灯的界定进行了探讨 绿达照明 ld6 一 相关定义 1 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 绿达照明 ld6 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 图1 LED 阵列或 LED 模块 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 绿达照明 ld6 图2 LED 封装的例子 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 如图 3 所示 图3 非整体式 LED 灯 绿达照明 ld6 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 图4 整体式 LED 灯 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 绿达照明 ld6 2 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 绿达照明 ld6 图5 LED 灯具 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 二 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 绿达照明 ld6 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 a LED模块不含有电源 不能与分支电路直接连接 b 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 c 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 绿达照明 ld6 a LED驱动器是指含有 LED 控制线路和 LED 电源的装置 b 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 c 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 绿达照明 ld6 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 三 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 绿达照明 ld6 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 绿达照明 ld6 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 随着高功率超高亮度LED 的问世 LED 的应用领域得到极大 拓展 如今在娱乐 城市建筑物美化 景观照明等方面有着非常广 泛的应用 并正朝着室内照明应用的方向发展 对于灯具和灯的设 计人员而言 明确 LED 灯具与 LED 灯的概念及其界定 有助于其识 别设计输入 使产品符合相应的使用要求 是照明电器标准化工作 者正确界定产品标准适用的范围并制定相应的技术要求的基础 同 时也是检验机构正确应用标准的基本保证 绿达照明 ld6 责任编辑 cxl led 的五大主要应用及各应用专题的五大主要应用及各应用专题 应用一 背光源 LCD 背光源市场是 LED 产品的最大应用市场之一 主要集中在 TFT 彩屏的背光 LED 背光源具有良好的显色特性且环 保 是 LCD 背光源市场的主流 LED 背光源在手机等 PDA 产品上已成功应用 2004 年已有超过百 亿元的市场 近几年手机产量增长放缓 同时 OLED 成本低 有替 代小尺寸 LCD 的趋势 预计小尺寸 LCD 背光源需求的绝对值虽仍很 大 但增幅下降 LED 背光源未来市场热点将在大尺寸的 LCD 市场 并伴随着 LCD 平板显示市场的快速发展 保持高速增长 同时发达 国家已开始制定法规限制非环保的 CCFL 管的使用 又将刺激 LED 背 光源的更快发展 目前7 英寸屏的 LED 背光已成熟 随着 LED 发光效率的不断提高 必将应用于更大尺寸 LCD 屏的笔记本电脑 电脑显示器和 LCD TV 中 市场潜力无限 据报道 OSRAM 近期已推出一款 82 英寸的 LED 背 光源概念产品 可产生每平方米 10000cd 的亮度 色饱和度较传统 的 CCFL 光源提高 50 应用二 汽车 汽车也将是 LED 产品高成长的市场 由于 LED 灯具 有省电 小型且可平面化安装 响应快速 易于计算机控制 抗震 性等优点 发达国家都在大力开发车用 LED 灯 应用范围从车内的显示面板 装饰灯 照明灯 到车外的刹车灯 转向灯 指示灯等 国际几家著名照明公司均已推出了车前大灯的 绿达照明 ld6 概念产品 最新报道日本西铁成电子公司已开发成功适合用于车灯 的 LED 模块 3 5W 可产生 245lm 的光束 因汽车市场门槛高 目前 车用 LED 市场主要被 HP OSRAM SIEMENS 以及几家日本公司占据 我国台湾光电企业也占有一部分市场份额 今年我国汽车产量排行 世界第三 后续还将高速增长 因此开发 LED 产品的汽车市场大有 作为 应用三 光色照明 光色照明市场主要包括室外景观照明市场和室 内装饰照明市场 室外景观照明市场主要由护栏灯 大功率投光灯 数码墙 地埋 灯 树型灯 彩灯等构成 是目前国内较热的一块市场 特别是国 家五大照明工程示范基地的建设 各地政府均给予重点支持 有力 地推动了 LED 照明产业的发展 如厦门市政府抓住今年 4 月 2005 中 国 厦门 国际半导体照明论坛以及 9 月投资贸易洽谈会的有利时机 完成两项 LED 照明示范工程 取得圆满成功 扩大了厦门 LED 照明 工程示范基地的影响力 接着又乘势推出 2006 年春节亮灯工程 给 当地光电企业提供了极好的发展机会 2008 年北京的奥运会和 2010 年上海的世博会还将进一步拉动 LED 光色市场的成长 但要追求完 美 整体效果上一个档次 景观设计是关键 室内装饰照明市场目前主要集中在室内气氛照明的应用 充分利 用 LED 灯便于智能控制 色彩丰富的特点 在酒吧 商场等地均能 起到制造气氛的效果 在 LED 发光效率达到一定水平时 LED 灯通 过智能控制可以实现色温可调 届时人们可以根据心情选择最佳的 绿达照明 ld6 气氛照明 极大地提高人们的