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厘清LED灯具与LED光源的本质[3]

2013-3-21  来源:国家灯具质量监督检验中心、国家电光源质量监督检验中心(上海)  作者:陈超中 施晓红 王晔  有344168人阅读

  针对某些技术文件中普遍存在的LED光源与LED灯具技术指标混淆不分的现象,文章指出,满足照明需求的配光是对LED灯具的要求,而不是对LED光源的要求,而流明维持率应是LED光源要完成的试验,同时说明了LED灯具应满足的经典的性能项目。文章强调LED灯具的高效能应以满足经典的性能要求为前提条件,不能以牺牲照明环境舒适性和可靠性的代价来追逐LED灯具效能。

  图3 一个Ⅲ类-中投射灯具的在半球和道路上等光强图

  d) C-90°和C-270°的配光

  描述道路的纵向延伸特性从而适应路边区域和屋边区域的不同照明需求,满足道路被照亮的同时、道路边界线旁的屋边也适当照亮的要求,体现在道路照明标准中的环境比SR值。

  路边需要的光通量多,屋边需要的少,所以路灯在满足上述光度特性以外,还应合理分配路边和屋边的光通量,在光度学上表现为利用系数曲线中的路边和屋边的光通量。测量得到的灯具配光图中C-90°平面和C-270°的配光曲线不能简单得处理成对称形式,否则,将产生灯具光通量分配不合理、造成利用系数不降低灯具的照明效率。

  e)光束均匀度(最大光强的γ角、灯下点附近25º范围内的光强和最大光强的比值 / )

  -光线不均匀的照射,路面看起来会一片亮一片暗,障碍物与路面背景间缺乏对比度,使驾驶员观察路面上障碍物的能力降低,看不清路面上及周围的移动物体。

  要得到路面上均匀的照明效果,光束中最大光强的投射角度非常重要,路灯下方的光强 应是最小的,随着仰角γ增大,所在γ角的光强I′应增大, 和 满足 的函数关系,当光强接近这种函数关系时,路面才能得到均匀的照明效果。当最大光强在垂直面内的投射角度达到55º-65º时,可以达到照度均匀度的要求。

  与路面照度相比,路面亮度均匀度能对驾驶员观察结果产生更客观的影响。路面的亮度和观察角度有关,还与路面材料有关,当最大光强在垂直面内的投射角度达到65º-75º时,路面的亮度均匀度可达到比较高的水平。

  -灯下点附近25º范围内的光强和最大光强的比值 / 光束均匀度中另一个重要条件是灯下点的光强应是最小的,随着 角的增大,光强应逐渐增大。灯下点附近25º范围内的光强 和最大光强 的比值是评估路灯配光的均匀性的重要参数之一。 / ≤0.35是路灯配光满足道路照明均匀度的重要条件之一,当其比值大于0.35时,会产生灯下点亮,灯杆之间暗的光斑不均匀现象。

  f)截光水平(80°-90°的环带光通、80°-90°的光强)

  LED路灯的光源光线亮度可以达到几千万cd/m2,光线的照射方向控制不好,会让驾驶员感受到眩光,容易引起视觉疲劳。眩光的程度强烈时,会影响驾驶员观察路况。眩光的产生,来源于路灯直接射入眼睛的光线。为了改善眩光对视觉的不良影响,要求道路照明灯具具有截光控制措施。从驾驶员的观察位置和观察方向分析,路灯的各个C平面上80°-90°的光输出会直接射入眼睛造成眩光。

  控制80°-90°的环带光通---限制80°-90°的光强是控制路灯眩光的重要途径。

  g)灯具能效

  2)色度

  LED道路照明灯具的相关色温的要求应引起注意,色温应控制在4100K以下。

  3.流明维持率不应该是LED灯具的必选试验

  目前一些LED灯具和LED光源的技术规范或标准中,都有对LED光源和LED灯具进行相同的寿命试验的规定,即进行流明维持率的试验,从1000h,3000h,6000h到10000h。

  流明维持率是描述光源寿命的一个指标,其意义是寿命期间某一给定时间光通量值与其初始光通量的比值,以初始光通量的百分数x表示,如70%流明维持率即为光通量为初始光通量的70%。

  与传统光源不同,目前的LED光源尚未标准化,各种型号规格封装组成的大多数LED阵列或LED模块都不提供与产品声称寿命相关的流明维持率等相关参数。由于光源没有提供数据,造成使用LED灯具的不得不进行大量的流明维持率试验。

  根据LED的特点,通常当LED模块不再提供所声称初始光通量的百分比的时候,即认为它已经达到寿终。因此LED模块的寿命通常是指标准条件下,LED光源提供超过所声称的初始光通量百分比x时的时间长度,一般把在流明维持Lx 时的寿命和失效率Fy相结合的形式给出。如L70 时的寿命和失效率F50。

  目前LED灯具中使用的LED光源的形式通常包括LED封装、LED阵列、LED模块和LED灯。除了使用LED灯的灯具以外,寿命通常是描述LED灯具性能的一个重要参数。

  通常LED模块的声称L70寿命达到25000h以上,尽管使用外推法,相应的流明维持率试验时间可以减少,但一般流明维持率的验证试验时间也在6000h以上。这也是目前LED灯具要进行长时间的流明维持率试验的原因。

  相同的LED模块的不同组合可以产生不同的照明产品,如果在各个终端产品都进行流明维持率试验,就会进行大量重复的试验,消耗大量的时间段和成本。

  避免LED灯具的大量寿命试验的解决方案就是LED模块制造商提供的模块的流明维持率数据,就此验证LED灯具的流明维持率水平。

  IEC/PAS 62722-2-1:2012《 LED灯具性能一般要求》规定,当LED模块符合IEC/PAS 62717《普通照明用LED模块性能要求》时,可以不进行LED灯具的流明维持率试验。目前照明电器标委会已经着手将这两个标准转换为我国的国家标准的工作。

  LED在灯具中的应用已经从LED路灯、LED隧道灯、LED筒灯以及LED平板灯等,改变目前的LED灯具进行长期流明维持率试验,应该大力纠正LED模块不进行流明维持率试验,而却对LED灯具进行试验的本末倒置的现状,呼吁LED模块制造商对其产品进行进行流明维持率试验迫在眉睫。

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