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LED整灯需要做什么样的检测
随着LED进入普通照明,原有检测照明性能的方法将不太适用。本章将阐述整灯效率的概念,并讨论LED整灯技术应用方面的问题。
整灯就是光源和灯具的整合体。光源指的就是灯泡,灯具指的就是必备的控制系统、电源、其它电子装置和光学镜头等的组合。我们要谈的发光能效指的就是整灯的发光能效。
传统认为,灯泡的额定光通量和灯具效率可以反映发光能效的高低。灯泡的额定光通量是指在标准的室内,其环境温度为25度时,灯泡所产生出的流明总量。其灯泡发光效率就是灯泡的额定光通量(流明总数)除以灯的标准功率,单位用lm/w来表示。而灯具效率就是灯泡的额定光通量与灯具实际的光通量的比值,是一个百分比值。对于可更换灯泡(其额定光通量比较稳定)的灯具来说,灯具效率是一种比较合适的测试方法。
但是,灯泡的额定光通量和灯具效率的测试方法却在LED照明上不适用,主要有两个方面的原因:
1)目前缺乏LED模块或封装LED的额定光通量的行业标检测试程序。
2)LED整灯的设计和如何整合,这些对LED的性能都会产生实质性的影响。
上面两方面的问题将在下面展开讨论。由于以上因素的限制,LED整灯如何与传统照明进行比较? 举个例子,下表比较的就是两种嵌入式筒灯,一个是26瓦的紧凑型荧光(CFL)灯,另一个是LED灯。从表可以看出两者在光源数据、整灯测试的数据上都有差别。整灯的光度测量现显示,LED灯具与CFL灯具测定的功率相当,但是LED整灯的光通量仅有CFL灯光通量的一半。该测试样品是目前市场上六英寸直径的筒灯。LED筒灯的性能肯定今后还会继续提高。
CFL筒灯与LED筒灯的比较
CFL
LED
光源(灯泡)
光源的额定光通量
1800 lm
光源功率
26W3W
LED厂商公布的“流明数”
100 lm/LED
灯泡数量/LED数量
110
整灯的测量值
整灯的光通量
1062 lm
475 lm
整灯测得的功率
26 W
28 W
灯具的效率
59%
整灯的光效
40 lm/W
17 lm/W
缺乏LED额定光通量测定的相关标准:
传统光源(日光灯、荧光灯、高压钠灯)都有测试流程来额定他们的光通量。相比较而言,LED还没有相应的标准。LED光输出估值主要来自生产商所公布的数据表,指的是结温控制在25度时,流过LED芯片的瞬间(1秒内)功率脉冲。但由于考虑到发光效率和光色,LED芯片在生产过程中就必须密封起来,还有LED必须有散热装置,否则运行时间一长就会损坏。LED生产商通常会在产品数据参数里标明“最小”和“典型”出光效率。由于缺乏相应的测试条件界定标准,对于“典型”这个词也没有标准来界定。而且也没有LED阵列(比如许多LED封装在一个集成电路板上)的出光效率标准。
整灯设计的影响:
所有的光源中,光源的额定光通量与整灯实际的出光量存在着差异。尽管如此,安装传统光源的整灯能效相对来说更好预测,因为传统光源已安装在各类灯具中,同时其应用范围广泛,使用环境和性能有详细的说明,并被人们所广泛接受。而LED技术仍处于发展的初期阶段,因此整灯的应用经验、性能记录资料非常缺乏。还有,散热和光学设计对LED的发光效率影响很大,因此这也使LED整灯的设计显得非常重要。
要保证额定的光输出和LED的使用寿命,我们就必须关注LED的散热管理,尤其是要将灯具的外壳作为一个散热器,或至少要作为一个热传导的部件。因此整灯设计对于LED的光通量和光衰有至关重要的影响。用LED 灯替换传统光源(比如螺口灯座的射灯或MR-16灯)时,一般LED灯自身都有必要的散热装置,但安装在不是为LED专门设计的灯具上,散热管理将是一个很棘手的问题。
总体来说,光通量,或者说光效,应该在整灯的层面上来测量。原因有两个:1)缺乏标准的流程来额定LED本身的光通量;2) 依靠已知的LED模块和灯具情况,还不能准确预测LED灯具的效率。整灯效率已经被照明行业所采用,并用来测量LED的性能,它也成为了一种新的测试方法。
新的测试方法:LM-79
以下介绍照明行业所关注的北美照明学会(IESNA)的照明检测流程。“LM”是照明测试两个英文词(Lighting Measurements)的缩写,后面是序列号和采用的年份或修订信息。该项目由IESNA下的检测委员会负责开发,该委员会的成员包括了行业中的知名企业,研究机构和检测实验室。
该草案的标题为“IESNA固态照明产品允可的光电检测方法”,即LM-79,是由IESNA 和美国国家标准协会(ANSI)联合委员会共同制定的。主要内容包括:
1. 整合光源的灯具,以及与灯具配套的光源 (如:替代传统光源的LED 照明产品)
2. 提供光度测试的检测方法,检测中将使用球形光度计、分布光度计、光谱辐射计
3. 光度方面的检测包括:总的光通量(流明),一个方向或多个方向发光亮度(坎特拉),色度坐标,色温(CCT), 和显色指数(CRI)
4. 电气方面的检测包括:电流、电压、功率
5. 产品性能一定要稳定,因为产品工作温度达到恒温时才开始进行检测。