LED射燈：接口標準制約互換性

　　隨著(zhù)LED技術(shù)的不斷成熟和成本的不斷降低，LED射燈已大量應用到各種場(chǎng)所。但LED射燈的發(fā)展和普及還面臨著(zhù)許多問(wèn)題，如何開(kāi)發(fā)高性?xún)r(jià)比的LED射燈，如何解決高功率、高光通量LED射燈的散熱問(wèn)題，如何實(shí)現LED射燈的模塊化和互換性，如何充分體現LED的長(cháng)壽命、高光效、可控性特點(diǎn)，讓老百姓享受豐富多彩照明的同時(shí)，獲得更實(shí)惠、更安全可靠的LED產(chǎn)品，還需要各廠(chǎng)家及業(yè)界人士共同努力。

　　安全認證日趨完善

　　LED射燈的安全要求大多參考傳統照明，并根據本身特點(diǎn)，形成了一套安全認證標準。

　　現階段LED射燈相關(guān)的安全要求大多參考傳統照明，并根據LED燈的特點(diǎn)，形成了一套安全認證標準。目前，在LED射燈的認證方面，國際上主要以歐洲CE和北美UL認證為主，在中國可進(jìn)行自愿性認證(CQC)。

　　在CE認證里包含LVD和EMC兩個(gè)方面，其中LVD是按照EN60968標準執行(將升級IEC 62560)；EMC按照EN55015、EN61547、EN61000-3-2和EN61000-3-3標準執行。此外，LED燈通常還需要額外參照IEC 62471，進(jìn)行光生物安全方面測試。在北美，通常需要進(jìn)行UL安全和FCC電磁兼容認證。UL執行標準為UL1993、UL8750和UL1310；FCC執行標準為FCC PART15 Subpart B。在中國，對于LED射燈是采用自愿性認證(CQC)，執行標準為GB24906-2010(安全)和GB 17743-2007(電磁兼容)。

　　另外，在LED射燈的性能方面，也有諸多標準規定。美國有能源之星(ENERGY STAR)，中國有節能認證要求（執行標準為CQC3129-2010），這些要求均對LED射燈的色溫、顯色指數、初始光通量、光效、光通維持率、壽命、中心光強、標稱(chēng)功率、功率因數、產(chǎn)品標識等進(jìn)行了規定。

　　許多電子產(chǎn)品的壽命是以損壞來(lái)評判的，但LED是一種壽命很長(cháng)的光源，使用很久都不會(huì )壞。而由于光通量的輸出會(huì )隨著(zhù)時(shí)間而衰減，因此行業(yè)內通常用光衰至70%所需的時(shí)間來(lái)定義LED光源的壽命，即L70。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，LED的光衰越來(lái)越緩慢，要完整測試其光衰至70%的時(shí)間也難以做到。由于電子產(chǎn)品的壽命呈指數規律，因此LED通常做較短時(shí)間的老化，通過(guò)采樣光衰數據，然后以指數函數來(lái)推算其光衰至70%的時(shí)間。

　　通常對LED老化6000小時(shí)測試光通維持率LM(Lumen Maintains)，按照指數規律，若6000小時(shí)后LM>91.8%，便可宣稱(chēng)25000小時(shí)的壽命，若LM>94.1%可宣稱(chēng)35000小時(shí)的壽命，但壽命推算的時(shí)間不超過(guò)測試時(shí)間的6倍。

　　接口亟待標準化

　　應根據LED的特點(diǎn)，制定一套新型的LED射燈規格接口標準，實(shí)現LED的模塊化和互換性。

　　目前的LED射燈都是以替代傳統鹵鎢燈射燈為主，受其外形、燈頭和安裝要求的限制，使得LED射燈的設計面臨許多的困難。在現有射燈標準的尺寸范圍內，很難將LED射燈做到高功率和高光通量，同時(shí)配光、散熱、電氣安全等方面也面臨諸多困難，不能體現LED的長(cháng)壽命、高光效等特點(diǎn)，不利于LED照明的健康發(fā)展。

　　LED本是一種新型光源，LED射燈是最早能體現LED特點(diǎn)的應用產(chǎn)品之一。應根據LED的特點(diǎn)，制定一套新型的LED射燈規格接口標準。對LED射燈的外形尺寸、模組分塊、參數分檔、標準接口等進(jìn)行規定，實(shí)現LED的模塊化和互換性，從而推進(jìn)LED照明的健康發(fā)展。

　　目前，國際上的ZHAGA聯(lián)盟吸引了來(lái)自美國、亞洲和歐洲的數百家燈具、光源、LED模組等制造商及行業(yè)相關(guān)企業(yè)，已經(jīng)在開(kāi)展LED燈具的規格接口標準制定。其致力于加強LED模組及其控件在機械、測試、參數等方面的兼容性，相關(guān)技術(shù)規范已經(jīng)出版，部分已修訂多次。在中國，由國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟牽頭組織的九洲光電等多家企業(yè)，也在積極開(kāi)展相關(guān)工作。

　　選購應區分用途

　　LED室內照明光源相關(guān)色溫可分為3組，暖色、中間色、冷色適用于不同場(chǎng)所。

　　根據《GB 50034-2004建筑照明設計標準》，室內照明光源相關(guān)色溫可分為3組，小于3300K為暖色，適用于客房、臥室、病房、酒吧、餐廳；3300K～5300K為中間色，適用于辦公室、教室、閱覽室、診室、檢驗室、機加工車(chē)間、儀表裝配；大于5300K為冷色，適用于熱加工車(chē)間、高照度場(chǎng)所。

　　在《GB 50034-2004建筑照明設計標準》中規定，長(cháng)期工作或停留的房間或場(chǎng)所，照明光源的顯色指數(Ra)不宜小于80。在燈具安裝高度大于6米的工業(yè)建筑場(chǎng)所，Ra可低于80，但必須能夠辨別安全色。

　　在LED射燈選購時(shí)，需詳細閱讀廠(chǎng)家提供的說(shuō)明書(shū)或包裝說(shuō)明，確定產(chǎn)品的供電電壓以及產(chǎn)品相關(guān)參數，包括光通量、色溫、功率、顯色指數、角度等。在室內照明中，進(jìn)行LED射燈選購時(shí)，首先要確定是采用市電直接供電，還是采用變壓器轉換后供電，以此來(lái)選擇是購買(mǎi)MR16還是其他射燈；其次要確定射燈的燈頭和出光尺寸；再次需確認所需射燈的角度范圍；最后可根據上述《GB 50034-2004建筑照明設計標準》要求，根據使用場(chǎng)合確認色溫、顯色指數以便達到想要的照明效果。如果在對燈具參數不是很懂的情況下，可以查看包裝上的等效標示，看等效于多少功率的傳統燈具，從而進(jìn)行選擇。

　　由于現有各廠(chǎng)家的LED射燈技術(shù)良莠不齊，很多廠(chǎng)家為了解決散熱和電源放置空間的問(wèn)題，不是完全參照IEC 60630設計射燈外形。而射燈在有些時(shí)候是作為一些燈具的光源使用，因此需要明確該LED射燈是否可以裝入該燈具內。如果不能裝入，還需要再購買(mǎi)與之相匹配的燈具外殼，進(jìn)行整體式替換。對于MR16射燈，由于其前端有一個(gè)電子變壓器或工頻變壓器，購買(mǎi)MR16時(shí)還需要確認是否可以與該變壓器兼容，如果不兼容就會(huì )出現燈閃或不亮的情況。對于可控硅調光的射燈，還需要考慮燈具與調光器的兼容性問(wèn)題，否則會(huì )出現調光時(shí)燈閃爍或不能調光的現象。

　　燈具結構百家爭鳴

　　目前的LED射燈均為自鎮流式，即LED驅動(dòng)電源全部?jì)戎迷跓趔w內部，直接接電即可使用。LED射燈主要由光學(xué)器件(透鏡、反光杯)、LED光源、散熱器、驅動(dòng)電源、燈頭這幾部分組成。但各廠(chǎng)家的LED射燈，由于采用的材料、工藝、LED封裝方式不同，使得射燈在設計和加工上有很大差別。

　　LED光源及光學(xué)器件

　　目前的LED射燈主要采用多顆大功率LED及集成封裝LED制作。采用多顆大功率LED的方式，通常需要一個(gè)電路板將LED做電氣連接。該電路板大多使用鋁基板制作(MCPCB)，部分設計也有采用玻纖板(FR-4)制作的，但需要專(zhuān)門(mén)設計散熱焊盤(pán)，然后用螺絲或膠粘的方式固定在燈殼散熱器上。多顆大功率LED制作的射燈，透鏡通常是對每顆LED進(jìn)行獨立配光之后，再組合成一個(gè)光斑透鏡。

　　采用集成封裝LED制作的射燈，不需要電路板，可以直接將驅動(dòng)電源輸出線(xiàn)連接到LED燈上，并同樣采用螺絲或膠粘的方式固定在燈殼散熱器上。該種射燈的二次光學(xué)通常采用一個(gè)透鏡或反光杯的方式進(jìn)行配光，透鏡和反光杯的高度都較高，而小角度的配光有難度。

　　此外，對于大出光面的射燈，大多采用多個(gè)光學(xué)器件組合的方式完成整個(gè)燈具的二次配光設計。

　　LED驅動(dòng)電源

　　目前的LED射燈大多為內置電源的自鎮流式射燈。內置LED驅動(dòng)主要采用開(kāi)關(guān)電源實(shí)現，分為隔離式和非隔離式。隔離電源的初級和次級形成了電氣隔離，在射燈設計時(shí)，只需要將電源初級與外殼或其他人體可接觸部分做好充分的防觸電即可，而次級通常為安全電壓，可做簡(jiǎn)單防護即可。這類(lèi)電源相對安全可靠，但要求放置空間大，轉換效率也較低。非隔離電源由于初、次級之間未做電氣隔離，需在結構上做更嚴格的防護隔離，但該類(lèi)電源效率高，體積小。除開(kāi)關(guān)電源外，還有多種其他LED驅動(dòng)方式，不過(guò)安全性和可靠性都較低，需要在結構設計上多做努力，以滿(mǎn)足相關(guān)安全要求。此外，由于電源內置，通常元器件溫度都很高，將直接影響LED射燈的使用壽命和穩定性。因此很多廠(chǎng)家都采用灌膠的方式改善電源的散熱能力，