当前位置:资料首页 > 论 文 > LED照明 > 正文

LED灯具蓝光危害评估方法[3]

2013-3-29  来源:国家灯具质量监督检验中心 全国照明电器标准化技术委员会灯具分技术委员会 201114  作者:施晓红 陈超中  有414413人阅读

  正在起草中IEC 60598-1第8版首次以LED为关注焦点对标准进行修订,其中蓝光危害的要求引用了IEC/TR 62778的要求。本文以修订中的IEC 60598-1第8版CDV文件考虑的灯具蓝光危害的标记和结构要求为切入点,介绍了IEC 62471和IEC/TR 62778标准的相关要求,以及灯具产品进行蓝光评价的一般方法。

  (二)蓝光危害信息传递链

  IEC TR62778提出,初级光源的蓝光危害信息可以往下传递,蓝光危害信息传递到下一水平产品的基础是:亮度守恒定律和IEC/TR 62778 第5章的说明。

  1.亮度守恒定律介绍

  如果初级光源的亮度(或辐亮度)已知,也就提供了含有这些光源所有照明产品的上限值。它包括光通量守恒和集光率守恒两个基础守恒定律。增加辐亮度就意味着要提高光通量或降低集光率,而这都是基础守恒定律禁止的。对于一个被动的光度系统,光通量不增加是容易解释的,但不可能降低集光率就不那么容易理解了。但不管怎样,降低集光率是集光率守恒定律禁止的,如再进行深入调查,其根本原因类似于“热力学第二定律”。

  注:热力学第二定律的定义是不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响;不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响;不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。

  2.亮度守恒定律的应用

  使用亮度守恒定律时,信息流的最佳始点是辐亮度测量。辐亮度值传递链从初级光源到灯具,如果光源在灯具内的工作条件与进行元件测量时的条件相似,不要求附加的测量。

  当要对灯具进行减少的辐亮度的光度测量(如一个漫反射罩和(或)在较低电流下工作)时,可以用附加的测量来验证减小的亮度值。如果没有进行该测量,初始亮度值保持了始终安全的最差估计。

  如果在初始光源的亮度测量得到的LB值在RG0(0 W/(m2sr)到100 W/(m2sr))或RG1(100 W/(m2sr)到10000W/(m2sr))区域。它不可能到RG2,不考虑光度系统的类型(包括产生方向性光输出的光束修改光度系统)和应用时的观察距离,该信息可以传递到基于该初级光源的所有产品。

  如果在初始光源的亮度测量得到的LB值在RG2(10000 W/(m2sr)到4000000 W/(m2sr)),根据应用的情况,其最终产品可能在RG2内。为了找出这种情况,要使用IEC/TR 62778的判定。在应用中,当在观察位置的照度高于由RG1上限值的EB和KB,v值计算的阈值Ethr,才可能出现RG2的情况。

  3. 测量结果

  初级光源辐亮度测量可能提供3个可能的结果:

  a) RG0 无限制:在所有灯具中的所有距离,初级光源最高产生了RG0;

  b) RG1 无限制:在所有灯具中的所有距离,初级光源最高产生了RG1;

  c) RG2的Ethr:在某距离时初级光源产生了RG2,此处含有初级光源的灯具产生的照度高于Ethr;在某距离时初级光源产生了RG1,在此处含有初级光源的灯具产生的照度低于Ethr。

  注:蓝光危害达到RG3是不太可能的,所以IEC/TR 62778不涉及这部分内容。

  如果产生了第3种结果,危险组别取决于使用条件。在人很可能注视灯具的最小距离,照度是否高于或低于Ethr值。这个距离取决于灯具的光度并可能因此不来自于灯具的初级光源。如果来自灯具光学器件的光分布的峰值角度已知,大小和方向的值是可以计算的。对于很多光束造型光度系统,光分布是已知的,因为光分布是专业照明设计需要的。

  为了找到灯具最大光强所在的方向,应用分布光度计测量。

  其中:

  I是评价位置所在方向的光强

  d是光源到该位置的距离

  α是光源的方向和评价Ethr所在平面法线的夹角(见图2)

  图2 照度E、距离d和光强I的关系

  四、IEC 62778规定的评价流程和测量方法

  1. 辐亮度测量条件

  在进行实际操作时,必须确定什么是初级光源的辐亮度标准测量条件。这些条件中应至少规定平均辐亮度的测量距离和视场。与IEC 62471给出的实际测量条件一致,200mm距离和0.011rad视角是一个好的开始点。如果视场孔未充满光源的发光面积,那这些条件给出了一个正确的辐亮度值。由于这个等于2.2mm直径,这是很多光源的情况。

  要注意的是,只有当初级光源的试验条件等同于灯具的试验条件,结果才能转换。因为初级光源制造商一般不了解灯具的试验条件,至少应报告最差试验条件的结果(例如,对LED封装至少在最大额定电流),可能的附加报告,其他规定试验条件(例如,LED封装低于最大额定电流的规定电流水平)的结果。

  当0.011rad视场孔在仅200mm距离溢出光源面积时,测量没有给出正确的亮度值。在这种情况下,有两个办法:

  a) 可以减小测量视场孔,使之未充满光源。在这种条件下确定辐亮度值LB,这样就可确定光源的危害组别。

  b) 完成辐照度测量。这可以给出数据计算Ethr。因为没有进行辐亮度测量,要假定最差的情况,而且只能产生一种结果:RG2的Ethr值。

  有些光源可产生大量的光,从技术上说在200mm距离测量是不可能的,因为这会使测量设备过热或饱和。这种情况下,测量距离可以增加到可能测量的最小值。此外,还必须估计视场孔充满光源与否。如果视场孔未充满光源,测量产生的正确的辐亮度值。如果视场孔充满了光源,再次选择降低视场孔或进行辐亮度测量,并假设最差的情况:RG2的Ethr值。图3是概述所要求测量的流程图,信息需要下溯到初级光源,以对灯具应用进行正确的危害组别分类。

  1) 从<10000 cd/m2条件得出的RG0结论仅对白光光源有效。

  图3从初级光源(兰色)到使用该光源的灯具(琥珀色)的信息流流程描述图

  五、按蓝光低危险发射限估计的不同色温光源RG1/RG2亮度或照度边界

  1. KB,v与光谱的相关色温(CCT)有牢固关系

  IEC TR62778报告了确定不同光源光谱的KB,v时的一个有趣的观察数据,见图4。对所有白光光源,不论它是白炽灯、高强度放电灯或LED技术, 在KB,v与光谱的相关色温(CCT)有牢固的关系。甚至在白天也有相同的趋势,虽然严格地说这不是只关注人工光源的IEC 62471的主题。

12 34
【有7人参与评论】

网友评论

标题:
网友评论仅供其表达个人看法,并不表明中国照明网同意其观点或证实其描述

中国照明网论文频道现向广大业内朋友征集稿件。稿件内容要求具有技术性、可读性。欢迎研究机构、院校、企业进行投稿。

投稿信箱:edit@lightingchina.com.cn
联系电话:0086-020-85530605-5029

(投稿时请注明作者姓名、单位、邮编和地址及电话、E-mail;以便通知审核结果,如发稿七日内无通知请来电查询。)

广东中照网传媒有限公司 版权所有 增值电信业务经营许可证:粤B2-20050039 粤ICP备06007496号
传真:020-85548112 E-mail:Service@lightingchina.com.cn 中国照明网