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LED照明及其產品應用識別和完善
點擊次數：1353 發(fā)布時間：2008/12/11 10:26:29
對于產品以什么來衡量其質量的優(yōu)劣，就是產品標準。對于產品標準，有識之士均稱之謂技術法律。
一、產品標準體系的組成方面
LED作為一種新興的照明電器產品，其本身以及配套的控制裝置和以它為光源的燈具產品，標準對這些產品考核的條款主要由以下幾方面組成。
1、產品在使用中關系到人們生命財產安全方面的考核條款作為電器產品，在使用時的安全要求是國際上公認的重要的方面，在這方面，我國產品標準幾乎都等同采用IEC標準，即使是我國自己制訂的安全標準，也基本參考了IEC標準和/或ANSI等標準，并且均作為強制性標準加以頒布并實施。例如GB19510/IEC61347燈的控制裝置系列和GB7000/IEC60598燈具系列標準以及光源安全標準中的絕大多數條款均屬于這一類。
2、LED、控制裝置和燈具自身的性能要求
消費者購買產品實際是購買產品的使用功能，而產品的使用功能是靠這方面的性能條款的考核來實現的。作為照明用LED產品以及相應的配套產品也不例外，新制訂的（報批稿）《普通照明用LED模塊性能要求》、《普通照明用自鎮(zhèn)流LED燈性能要求》和《LED模塊用直流或交流電子控制裝置性能要求》標準中的光效、顏色特征、光衰、壽命和能效等指標以及燈具的分布光度和效率指標，就是體現了這方面的要求。
3、LED、控制裝置和燈具相互配合的要求
這一部分標準按產品可分為
（1）光源對控制裝置的設計要求
燈的控制裝置是為光源服務的。應該說，燈的控制裝置安全指標是重要的，但其考核要求大部分與其它電器類同，因此比較容易理解。而作為與光源配合方面的要求相對來講其內在機理比較深奧，光源的正常工作狀態(tài)主要是靠控制裝置提供的，控制裝置與光源的配合性能好壞直接關系到光源的發(fā)光效率、發(fā)光穩(wěn)定性和使用壽命，并且影響到系統的綜合能效。
?。?）光源對燈具的設計要求
光源在裝入燈具后，其工作時的工況取決于燈具的設計結構。如果燈具的設計結構不合理，同樣會嚴重影響光源的正常工作和使用壽命。例如，使用LED的道路燈具，既要求燈具有良好的密封，以保證防塵、防水功能，又要求具有良好的散熱功能，以保證LED可以在諸多不利條件下，其結溫仍然處于合理的水平。
4、電源對照明電器工作時的考核條款
作為用電器，必須遵守電源對它的考核要求，這樣才能保證供電系統的正常運行并且能保持較高的供電效率。這方面的考核條款有GB17625.1/IEC61000-3-2線路功率因數、電源電流諧波和GB17625.2/IEC61000-3-3的電壓跌落和閃爍。
5、對外界的電磁干擾限制以及抵抗外界的電磁干擾
作為用電器，應該限制對其他電器的電磁干擾（EMI），例如GB17743/CISPR15中的電源端子騷擾和輻射騷擾，同時還要能夠抵抗各種可能的電磁干擾（EMS），例如IEC61547、FCC等標準中的抵抗各種電磁干擾的條款。
二、照明用LED及其終產品應用標準的識別和簡介
從上面介紹的標準有關內容可得知，針對任何一種產品，一般都不是某一個標準能覆蓋其完整的考核要求的，任一個產品標準都是針對某種產品的某一方面特性，并適用于某一個范圍。一般由多個標準相互補充，引用和相互支撐，從而組成一個完整的標準體系,這是目前世界上各種標準體系都采用的慣例。
1、LED照明燈具以及終應用產品的標準
由于我國計劃經濟遺留的行業(yè)分隔特點以及有眾多照明行業(yè)從業(yè)人員掌握的知識面較窄，因此常會聽到一些人講“LED照明燈具以及終的應用產品目前沒有考核的標準”，其實這種說法是很幼稚的。例如采用LED為光源的各種終的應用產品，它們組成的燈具或自鎮(zhèn)流燈從使用功能和產品屬性方面根本沒有變化，所以目前燈具的有關標準要求也幾乎完全覆蓋了對它們的考核內容。目前生產的各種采用LED光源的燈具，必須滿足該種燈具對應的安全要求，電磁兼容要求和配光要求。另外，對該類燈具現場照明效果的考核標準也完全適合于此類燈具。也就是說，采用LED為光源的燈具產品（也是應用的終端產品）這方面的考核要求早已存在。只是我們行業(yè)中尚有不少從業(yè)人員沒有識別而已。
2、LED控制裝置產品的標準
在LED控制裝置方面，國際上在前年已具備了IEC61347-2-13安全標準要求和ICE62384性能要求，我國對應的國家標準已在今年完成報批稿。這兩個標準和引用的GB19510.1/IEC61347-1標準以及我國對應的EMC方面的標準，已組成了完整的對照明LED控制裝置完整的考核要求。另外在GB/TXXXX/ICE62384LED模塊用控制裝置性能要求標準（報批稿）中，還增加了LED控制裝置能效考核的要求。這些標準如實施，可有效控制目前在LED限流方面經常采用電阻限流的低能效現狀且存在的不安全的隱患。即使對于一些對LED工作不起到限流、穩(wěn)流作用，而僅有調整各組LED變光，變色，亮暗交替變化功能的控制裝置，也早已具有GB19510.12/IEC61347-2-11《與燈具聯用的雜類電子線路的特殊要求》考核標準。應該講，已經具有的和即將頒布的照明LED及模塊的控制裝置的考核標準已很完善。
3、照明用LED及其模塊產品的標準
針對照明用LED及其模塊，這一方面的產品標準是新興的也是需要不斷充實完善的部分。我國今年已經制訂了《普通照明用50V以上自鎮(zhèn)流LED燈安全要求》和《普通照明用自鎮(zhèn)流LED燈性能要求》，這一產品因為其產品具有獨立使用且與其它配套產品相關性較小的特點，所以其標準相對屬于比較完善的。再配上適用的EMC方面的考核標準，已基本成為一個完善的考核體系。對于照明LED及其LED模塊，今年制訂的5個標準，《普通照明用LED和LED模塊術語和定義》、《普通照明用LED模塊測試方法》、《普通照明用LED模塊安全要求》、《普通照明用LED模塊性能要求》、和行業(yè)標準《普通照明用發(fā)光二極管性能要求》（已成為報批稿）。今年制訂的這5個標準已在很大程度上完善了對該類成品的考核要求，應該說，當今年上報的這些照明LED標準頒布時，我國關于照明用LED及其終產品的標準體系已基本形成。
三、現有普通照明用LED及其終產品標準的缺陷
根據本文第一部分產品標準體系組成部分內容來審視本文第二部分目前（和即將頒布）的標準及這些標準所包含的內容可以發(fā)現，將LED作為一種光源的一些產品標準存在明顯的缺陷，主要表現在以下方面：
1、作為照明光源，因為其自身的特殊性，一定會對配合其工作的控制裝置提出配合要求，例如：在熒光燈的性能標準中以及HID光源的標準中針對每一種燈的規(guī)格都給出了“鎮(zhèn)流器的設計要求”，這樣可使控制裝置在使用時能提供給光源一個正常工作，發(fā)揮其特長，并保證光源使用壽命的合適的條件，而目前已報批的照明用LED的性能標準中卻沒有這一部分要求。
2、作為照明光源，一般都是安裝在燈具或類似裝置中才能作為商品賣給消費者使用的，由于光源工作的特殊性，也同樣會給燈具提出配合要求。例如：熒光燈和HID燈的標準中都會給出“燈具設計要求”，要求燈具設計時須注意滿足光源提出的相應要求，給光源的工作提供一個良好的工況，這樣才能發(fā)揮光源的特長，也能保證光源在燈具中的使用壽命。而目前已報批的照明用LED的有關標準中也沒有這一部分內容。
3、燈具是屬于耐用消費品，所以在燈具的安全要求標準中，耐久性試驗項目要求在光源異常狀態(tài)并且更換光源后，燈具仍能正常工作，在熱試驗時，要測量其內部的電子元件和部件的溫度，在連續(xù)工作達到熱平衡時，表面溫度是否超過tc值。LED光源在工作時結溫是關系到光效及使用壽命的重要參數，但目前在燈具標準中卻沒有測量和限制的相關要求。
上述3點是照明用LED進入普通照明領域重要的環(huán)節(jié)，對光源產品和終照明產品起著承前啟后的作用。但目前，我國本行業(yè)在這一點上恰恰存在著比較明顯的脫節(jié)現象。究其原因主要是兩個方面，一是LED及其模塊的生產企業(yè)尚未對批量生產的該種產品進行過認真的驗證，沒能提供出每一型號規(guī)格的產品在典型的工作狀態(tài)下對應的Vf—結溫的對應曲線、光效—結溫的對應曲線，也沒有提供LED光源在典型工作狀態(tài)下參考點測量的溫度限制值。另一原因是廣大的燈具制造企業(yè)也沒有充分地理解并意識到，作為光源的LED，在應用在燈具中時，除了要滿足一般的安全要求、光效要求、EMC要求外，還必須保證LED在各種可能出現的不利的條件都產生時，仍要保證其良好的工況，這樣才能使LED長壽命的特點得到充分的發(fā)揮。
四、努力方向及展望
在2008年已經報批的普通照明LED的有關標準的制訂過程中，國內有少數有識之士已考慮到了上述的問題，但苦于缺少充分的驗證數據和有關信息，所以不能倉促地把這部分內容寫入到這些標準中去，只有行業(yè)標準《普通照明用發(fā)光二極管性能要求》中,提出了比較粗的光效—結溫的特性曲線和參考熱阻的測量方法。這從另一方面說明了把LED作為普通照明光源的今年報批的這些標準的不完善性以及將在不遠的將來進行修訂的特征。在今年的奧運會上，照明用LED產品在景觀裝飾照明和顯示照明領域，其優(yōu)點得到了充分的展示，但是，作為這一領域的專業(yè)技術人員，應該清醒地意識到，在LED進入普通照明領域的道路上，還存在很多有待克服的難關，主要有：
1、作為照明用LED及其模塊的有責任性的生產企業(yè)，除了在提高LED光效，顯色指數，保持色溫的一致性方面尚需下功夫外，還應研究和給出每一批量生產型號規(guī)格的LED的Vf—結溫曲線、結溫—光效曲線，以及在燈具中工作時參考測溫點的限值要求，這不僅是為了終燈具產品的設計需要，也是為了LED光源生產企業(yè)自身技術水準的提高和產品的發(fā)揚光大。
2、作為燈具設計人員以及燈具制造企業(yè)，應充分理解LED光源企業(yè)提供的各種曲線、各項參數的含義，除了保證燈具能滿足安全、EMC和配光性能的要求外，應使設計的燈具在各種可能出現的不利條件下，也能保證LED具有一個良好的，且留有充分裕量的工作環(huán)境。這樣才能保證LED在較高的光效水平下保證其長壽命的特點。
3、作為科研、檢測機構和專業(yè)標準化技術委員會，更應該研究照明LED及其模塊的各項特性，研究出更合適的標準LED燈，提出更好、更完善的測量方法，使我國在這方面的檢測水平達到國際的先進行列。同時指導LED生產企業(yè)，針對每一個定型的LED光源，測試出可信的Vf—結溫曲線、結溫—光效曲線，并且早日完成這方面產品標準的完善工作。
只有廣大從業(yè)人員在LED及其終產品的制造過程中，都能正確識別適用的標準，明白目前的不足，自我完善這種不足，并能把這種正確且全面的認識貫徹到產品設計中，那么照明LED及其燈具等產品的應用水平將會得到長足的進步，LED及其終的產品的水平也將達到一個新的高度。
一、產品標準體系的組成方面
LED作為一種新興的照明電器產品，其本身以及配套的控制裝置和以它為光源的燈具產品，標準對這些產品考核的條款主要由以下幾方面組成。
1、產品在使用中關系到人們生命財產安全方面的考核條款作為電器產品，在使用時的安全要求是國際上公認的重要的方面，在這方面，我國產品標準幾乎都等同采用IEC標準，即使是我國自己制訂的安全標準，也基本參考了IEC標準和/或ANSI等標準，并且均作為強制性標準加以頒布并實施。例如GB19510/IEC61347燈的控制裝置系列和GB7000/IEC60598燈具系列標準以及光源安全標準中的絕大多數條款均屬于這一類。
2、LED、控制裝置和燈具自身的性能要求
消費者購買產品實際是購買產品的使用功能，而產品的使用功能是靠這方面的性能條款的考核來實現的。作為照明用LED產品以及相應的配套產品也不例外，新制訂的（報批稿）《普通照明用LED模塊性能要求》、《普通照明用自鎮(zhèn)流LED燈性能要求》和《LED模塊用直流或交流電子控制裝置性能要求》標準中的光效、顏色特征、光衰、壽命和能效等指標以及燈具的分布光度和效率指標，就是體現了這方面的要求。
3、LED、控制裝置和燈具相互配合的要求
這一部分標準按產品可分為
（1）光源對控制裝置的設計要求
燈的控制裝置是為光源服務的。應該說，燈的控制裝置安全指標是重要的，但其考核要求大部分與其它電器類同，因此比較容易理解。而作為與光源配合方面的要求相對來講其內在機理比較深奧，光源的正常工作狀態(tài)主要是靠控制裝置提供的，控制裝置與光源的配合性能好壞直接關系到光源的發(fā)光效率、發(fā)光穩(wěn)定性和使用壽命，并且影響到系統的綜合能效。
?。?）光源對燈具的設計要求
光源在裝入燈具后，其工作時的工況取決于燈具的設計結構。如果燈具的設計結構不合理，同樣會嚴重影響光源的正常工作和使用壽命。例如，使用LED的道路燈具，既要求燈具有良好的密封，以保證防塵、防水功能，又要求具有良好的散熱功能，以保證LED可以在諸多不利條件下，其結溫仍然處于合理的水平。
4、電源對照明電器工作時的考核條款
作為用電器，必須遵守電源對它的考核要求，這樣才能保證供電系統的正常運行并且能保持較高的供電效率。這方面的考核條款有GB17625.1/IEC61000-3-2線路功率因數、電源電流諧波和GB17625.2/IEC61000-3-3的電壓跌落和閃爍。
5、對外界的電磁干擾限制以及抵抗外界的電磁干擾
作為用電器，應該限制對其他電器的電磁干擾（EMI），例如GB17743/CISPR15中的電源端子騷擾和輻射騷擾，同時還要能夠抵抗各種可能的電磁干擾（EMS），例如IEC61547、FCC等標準中的抵抗各種電磁干擾的條款。
二、照明用LED及其終產品應用標準的識別和簡介
從上面介紹的標準有關內容可得知，針對任何一種產品，一般都不是某一個標準能覆蓋其完整的考核要求的，任一個產品標準都是針對某種產品的某一方面特性，并適用于某一個范圍。一般由多個標準相互補充，引用和相互支撐，從而組成一個完整的標準體系,這是目前世界上各種標準體系都采用的慣例。
1、LED照明燈具以及終應用產品的標準
由于我國計劃經濟遺留的行業(yè)分隔特點以及有眾多照明行業(yè)從業(yè)人員掌握的知識面較窄，因此常會聽到一些人講“LED照明燈具以及終的應用產品目前沒有考核的標準”，其實這種說法是很幼稚的。例如采用LED為光源的各種終的應用產品，它們組成的燈具或自鎮(zhèn)流燈從使用功能和產品屬性方面根本沒有變化，所以目前燈具的有關標準要求也幾乎完全覆蓋了對它們的考核內容。目前生產的各種采用LED光源的燈具，必須滿足該種燈具對應的安全要求，電磁兼容要求和配光要求。另外，對該類燈具現場照明效果的考核標準也完全適合于此類燈具。也就是說，采用LED為光源的燈具產品（也是應用的終端產品）這方面的考核要求早已存在。只是我們行業(yè)中尚有不少從業(yè)人員沒有識別而已。
2、LED控制裝置產品的標準
在LED控制裝置方面，國際上在前年已具備了IEC61347-2-13安全標準要求和ICE62384性能要求，我國對應的國家標準已在今年完成報批稿。這兩個標準和引用的GB19510.1/IEC61347-1標準以及我國對應的EMC方面的標準，已組成了完整的對照明LED控制裝置完整的考核要求。另外在GB/TXXXX/ICE62384LED模塊用控制裝置性能要求標準（報批稿）中，還增加了LED控制裝置能效考核的要求。這些標準如實施，可有效控制目前在LED限流方面經常采用電阻限流的低能效現狀且存在的不安全的隱患。即使對于一些對LED工作不起到限流、穩(wěn)流作用，而僅有調整各組LED變光，變色，亮暗交替變化功能的控制裝置，也早已具有GB19510.12/IEC61347-2-11《與燈具聯用的雜類電子線路的特殊要求》考核標準。應該講，已經具有的和即將頒布的照明LED及模塊的控制裝置的考核標準已很完善。
3、照明用LED及其模塊產品的標準
針對照明用LED及其模塊，這一方面的產品標準是新興的也是需要不斷充實完善的部分。我國今年已經制訂了《普通照明用50V以上自鎮(zhèn)流LED燈安全要求》和《普通照明用自鎮(zhèn)流LED燈性能要求》，這一產品因為其產品具有獨立使用且與其它配套產品相關性較小的特點，所以其標準相對屬于比較完善的。再配上適用的EMC方面的考核標準，已基本成為一個完善的考核體系。對于照明LED及其LED模塊，今年制訂的5個標準，《普通照明用LED和LED模塊術語和定義》、《普通照明用LED模塊測試方法》、《普通照明用LED模塊安全要求》、《普通照明用LED模塊性能要求》、和行業(yè)標準《普通照明用發(fā)光二極管性能要求》（已成為報批稿）。今年制訂的這5個標準已在很大程度上完善了對該類成品的考核要求，應該說，當今年上報的這些照明LED標準頒布時，我國關于照明用LED及其終產品的標準體系已基本形成。
三、現有普通照明用LED及其終產品標準的缺陷
根據本文第一部分產品標準體系組成部分內容來審視本文第二部分目前（和即將頒布）的標準及這些標準所包含的內容可以發(fā)現，將LED作為一種光源的一些產品標準存在明顯的缺陷，主要表現在以下方面：
1、作為照明光源，因為其自身的特殊性，一定會對配合其工作的控制裝置提出配合要求，例如：在熒光燈的性能標準中以及HID光源的標準中針對每一種燈的規(guī)格都給出了“鎮(zhèn)流器的設計要求”，這樣可使控制裝置在使用時能提供給光源一個正常工作，發(fā)揮其特長，并保證光源使用壽命的合適的條件，而目前已報批的照明用LED的性能標準中卻沒有這一部分要求。
2、作為照明光源，一般都是安裝在燈具或類似裝置中才能作為商品賣給消費者使用的，由于光源工作的特殊性，也同樣會給燈具提出配合要求。例如：熒光燈和HID燈的標準中都會給出“燈具設計要求”，要求燈具設計時須注意滿足光源提出的相應要求，給光源的工作提供一個良好的工況，這樣才能發(fā)揮光源的特長，也能保證光源在燈具中的使用壽命。而目前已報批的照明用LED的有關標準中也沒有這一部分內容。
3、燈具是屬于耐用消費品，所以在燈具的安全要求標準中，耐久性試驗項目要求在光源異常狀態(tài)并且更換光源后，燈具仍能正常工作，在熱試驗時，要測量其內部的電子元件和部件的溫度，在連續(xù)工作達到熱平衡時，表面溫度是否超過tc值。LED光源在工作時結溫是關系到光效及使用壽命的重要參數，但目前在燈具標準中卻沒有測量和限制的相關要求。
上述3點是照明用LED進入普通照明領域重要的環(huán)節(jié)，對光源產品和終照明產品起著承前啟后的作用。但目前，我國本行業(yè)在這一點上恰恰存在著比較明顯的脫節(jié)現象。究其原因主要是兩個方面，一是LED及其模塊的生產企業(yè)尚未對批量生產的該種產品進行過認真的驗證，沒能提供出每一型號規(guī)格的產品在典型的工作狀態(tài)下對應的Vf—結溫的對應曲線、光效—結溫的對應曲線，也沒有提供LED光源在典型工作狀態(tài)下參考點測量的溫度限制值。另一原因是廣大的燈具制造企業(yè)也沒有充分地理解并意識到，作為光源的LED，在應用在燈具中時，除了要滿足一般的安全要求、光效要求、EMC要求外，還必須保證LED在各種可能出現的不利的條件都產生時，仍要保證其良好的工況，這樣才能使LED長壽命的特點得到充分的發(fā)揮。
四、努力方向及展望
在2008年已經報批的普通照明LED的有關標準的制訂過程中，國內有少數有識之士已考慮到了上述的問題，但苦于缺少充分的驗證數據和有關信息，所以不能倉促地把這部分內容寫入到這些標準中去，只有行業(yè)標準《普通照明用發(fā)光二極管性能要求》中,提出了比較粗的光效—結溫的特性曲線和參考熱阻的測量方法。這從另一方面說明了把LED作為普通照明光源的今年報批的這些標準的不完善性以及將在不遠的將來進行修訂的特征。在今年的奧運會上，照明用LED產品在景觀裝飾照明和顯示照明領域，其優(yōu)點得到了充分的展示，但是，作為這一領域的專業(yè)技術人員，應該清醒地意識到，在LED進入普通照明領域的道路上，還存在很多有待克服的難關，主要有：
1、作為照明用LED及其模塊的有責任性的生產企業(yè)，除了在提高LED光效，顯色指數，保持色溫的一致性方面尚需下功夫外，還應研究和給出每一批量生產型號規(guī)格的LED的Vf—結溫曲線、結溫—光效曲線，以及在燈具中工作時參考測溫點的限值要求，這不僅是為了終燈具產品的設計需要，也是為了LED光源生產企業(yè)自身技術水準的提高和產品的發(fā)揚光大。
2、作為燈具設計人員以及燈具制造企業(yè)，應充分理解LED光源企業(yè)提供的各種曲線、各項參數的含義，除了保證燈具能滿足安全、EMC和配光性能的要求外，應使設計的燈具在各種可能出現的不利條件下，也能保證LED具有一個良好的，且留有充分裕量的工作環(huán)境。這樣才能保證LED在較高的光效水平下保證其長壽命的特點。
3、作為科研、檢測機構和專業(yè)標準化技術委員會，更應該研究照明LED及其模塊的各項特性，研究出更合適的標準LED燈，提出更好、更完善的測量方法，使我國在這方面的檢測水平達到國際的先進行列。同時指導LED生產企業(yè)，針對每一個定型的LED光源，測試出可信的Vf—結溫曲線、結溫—光效曲線，并且早日完成這方面產品標準的完善工作。
只有廣大從業(yè)人員在LED及其終產品的制造過程中，都能正確識別適用的標準，明白目前的不足，自我完善這種不足，并能把這種正確且全面的認識貫徹到產品設計中，那么照明LED及其燈具等產品的應用水平將會得到長足的進步，LED及其終的產品的水平也將達到一個新的高度。
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