LED燈具及LED光源的基本概念

照明燈具是人們日常生活中的必不可少的一種電器，其功能是提供人工照明，滿(mǎn)足各類(lèi)場(chǎng)所的照明需求。其傳統定義就是包括除光源外所有用于固定和保護光源所需的全部零、部件，以及與電源連接所必需的線(xiàn)路附件。而光源是指自身正在發(fā)光，且能持續發(fā)光的物體。

　　目前在全球“節能減排”的大背景下，led 作為一種新型光源在各個(gè)領(lǐng)域都有著(zhù)相當廣泛的應用，制定標準、評價(jià)LED 照明產(chǎn)品的性能質(zhì)量已是目前照明電器行業(yè)的工作重點(diǎn)。LED形式多樣，包括LED 封裝、LED 陣列、LED 模塊、LED 燈等，它與燈具的組合方式也因此不同，包括帶標準燈頭式、內裝式、獨立式和整體式，這樣也形成了不同的維護類(lèi)型，如光源可替換式和不可替換式、可維護型和不可維護型。此外，令人眼花繚亂的外觀(guān)設計和風(fēng)格等，都是用傳統的區分方式難以界定的，特別在LED 燈具和LED 燈的界定上，一些模糊的甚至錯誤的觀(guān)念已經(jīng)在行業(yè)內造成了混亂，這對LED 照明行業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和標準制定及檢測領(lǐng)域等都會(huì )產(chǎn)生了不利的影響。

　　2010 年6 月IEC TC34 在芬蘭赫爾辛基召開(kāi)了LED 研討會(huì )，在討論很多技術(shù)問(wèn)題的同時(shí)， LED 燈具和LED 燈議題也成為此次會(huì )議專(zhuān)家談?wù)摰慕裹c(diǎn)。本文主要引入國外最新的標準信息，對燈具和燈的概念進(jìn)行了剖析，并對LED 燈具和LED 燈的界定進(jìn)行了探討。

　　一、相關(guān)定義

　　1、與LED有關(guān)的光源定義

　　無(wú)論LED 陣列、LED 模塊還是LED 燈，都是光源。

　?。?）燈（lamp）：為產(chǎn)生光輻射（通常為可見(jiàn)的）而制作的光源。
注：此術(shù)語(yǔ)有時(shí)也用于某些類(lèi)型的照明器。

　?。?）發(fā)光二極管（Light Emitting Diode（LED））：正向偏壓時(shí)發(fā)出非相干光輻射的p-n結半導體器件。發(fā)出的光譜可能在紫外、可見(jiàn)光或紅外波長(cháng)區域。

　?。?）LED 晶片（LED die）：一小塊裝配在給定功能LED 線(xiàn)路上的發(fā)光的半導體材料。

　?。?）LED 陣列或模塊（LED array or module）：在印刷線(xiàn)路板或基板上的LED 封裝（元件）或晶片的組件，可能帶有光學(xué)元件、附加的熱、機械和打算連接到LED 驅動(dòng)器負載側的電氣接口。該裝置不含電源和標準燈頭。該裝置不能直接與分支電路連接。如圖1 所示。

圖1 LED陣列或LED模塊

（5）LED 封裝（LED package）：包括焊線(xiàn)連接件或其他型式電氣連接件的一個(gè)或多個(gè)LED 晶片的組件，可能帶有光學(xué)元件、熱學(xué)、機械和電氣接口。該裝置不包括電源和標準燈頭。該裝置不能直接與分支電路連接。如圖2 所示。

圖2 LED封裝的例子

　?。?）LED 驅動(dòng)器（LED driver）：含有電源和LED 控制電路的裝置，目的是使LED 封裝（元件）、或LED 陣列（模塊）或LED 燈工作。

　?。?）非整體式LED 燈（LED lamp, non-integrated）：含有LED 陣列（模塊）或者LED封裝（元件）和標準燈頭的組件。該裝置打算通過(guò)標準燈座連接到燈具的LED 驅動(dòng)器。該裝置不能直接與分支電路連接。如圖3 所示。

圖3 非整體式LED燈

　?。?）整體式LED 燈（LED lamp, integrated）：包含LED 封裝（元件）或LED 陣列（模塊）、LED 驅動(dòng)器、標準燈頭以及其他光度、熱學(xué)、機械和電氣元件的整體組合。該裝置打算通過(guò)標準化的燈座直接與分支電路連接。如圖4 所示。

圖4 整體式LED燈

　?。?）LED 光引擎（LED light Engine）：包含LED 封裝（元件）或LED 陣列（模塊）、LED 驅動(dòng)器、以及其他光度、熱學(xué)、機械和電氣元件的整體組合。該裝置要通過(guò)一個(gè)與LED燈具匹配的常規連接器直接連接到分支電路，該LED 燈具設計成不使用標準燈座。

2．燈具和LED 燈具的定義

　?。?）GB 7000.1-2007 給出的燈具（luminaire）定義是“能分配、透出或轉變一個(gè)或多個(gè)燈發(fā)出光線(xiàn)的一種器具，并包括支承、固定和保護燈必需的所有部件（但不包括燈本身），以及必需的電路輔助裝置和將它們與電源連接的裝置?！倍x還附有一個(gè)注，即“采用整體式不可替換光源的發(fā)光器被視作一個(gè)燈具，但不對整體式光源和整體式自鎮流燈進(jìn)行試驗?！?/P>

　?。?）“ANSI/IESNA RP-16-05 照明工程學(xué)的命名和定義”中有關(guān)LED 燈具（LED　luminaire）定義是包括基于LED 的發(fā)光元件和匹配的驅動(dòng)器，以及配光部件、固定和保護發(fā)光元件的部件、以及將器具連接到分支電路部件的完整照明器具?；贚ED 的發(fā)光元件的可能形式是LED 封裝（元件）、LED 陣列（模塊）、LED 光引擎或LED 燈。LED 燈具打算直接與分支電路連接。LED 燈具例子如圖5 所示。

圖5 LED燈具

　?。?）混合型LED 燈具(Hybrid LED luminaire):裝有基于LED 的發(fā)光元件和諸如白熾燈或熒光燈等其他類(lèi)型光源的燈具。

　　二、如何界定LED 燈具和LED 光源

　　燈具和LED 燈具的定義給出以下幾個(gè)重要的信息：

　　1．GB 7000.1-2007 定義中給出了燈具的結構特征，燈具內具有控制燈發(fā)出光線(xiàn)的部件，還有提供燈機械支承部件、點(diǎn)燈電路和電源連接部件和保護燈的部件，也就是具體燈具中的控光部件（反射器、透光的棱鏡或平板玻璃、格柵等等）、支承燈的燈座、燈的控制裝置、電容器、啟動(dòng)器及其電路等必須的輔助裝置，固定這些部件的機械結構或裝置、電源連接方式（GB7000.1 第5.1 條規定電源連接方式）、以及保護燈所必須的外殼防護措施等。

　　2．當使用了不可替換的燈或LED 燈時(shí)，結構特征為燈具的發(fā)光器具不會(huì )因此有所改變，這種情況下，GB 7000.1-2007 定義的“注”中強調的是，采用整體式不可替換光源的發(fā)光器被視作一個(gè)燈具，但不對整體式光源和整體式自鎮流燈進(jìn)行試驗。

　　3．傳統光源以帶有標準燈頭為鮮明特征，而LED 光源形式多樣，為了有所識別，ANSI/IESNA RP-16-05 給出的LED 燈具定義中識別出了LED 燈具中光源的形式，即光源可以是LED 陣列（LED array）、LED 模塊（LED module）或LED 燈（LED lamp）。

　　4．ANSI/IESNA RP-16-05 定義了LED 燈具與LED 燈區別的關(guān)鍵點(diǎn)，即LED 燈具打算直接與分支電路連接，而LED 光源不直接與分支電路連接，其中：

　　a.LED 模塊不含有電源，不能與分支電路直接連接；

　　b.LED 陣列既不包括電源，也不包括標準燈頭，不能與分支電路直接連接；

　　c.整體式LED 燈需通過(guò)標準燈座、非整體式LED 燈需通過(guò)燈具中的燈座才能與分支電路連接。

　　5.在LED 的相關(guān)的術(shù)語(yǔ)中，還應明確了LED 驅動(dòng)器、LED 控制線(xiàn)路及LED 電源的區別：

　　a.LED 驅動(dòng)器是指含有LED 控制線(xiàn)路和LED 電源的裝置；

　　b.LED 電源是指沒(méi)有控制功能、但能在其設計限值內提供所需電流、電壓和功率的變壓器、電源（調制）、電池或其他裝置；

　　c.LED 控制線(xiàn)路不含有電源，是設計用于調節輸出電壓、電流或工作循環(huán)來(lái)轉換或其他方式以控制提供給LED 封裝（元件）或LED 陣列（模塊）電能的量和特性的電子元件。

　　根據這些概念可以了解，LED 工作需要的LED 電源和LED 控制線(xiàn)路，可以分開(kāi)而各自獨立存在，也可以組合在一起，LED 電源和LED 控制線(xiàn)路組合在一起時(shí)就是LED 驅動(dòng)器。

　　6.整體式LED 燈與非整體式LED 燈都帶有標準燈頭，而且具有相似的外形特征，它們之間區別的關(guān)鍵點(diǎn)是是否帶有LED 驅動(dòng)器。

　　整體式LED 燈是帶有LED 驅動(dòng)器的LED 模塊或陣列，可以通過(guò)標準化的燈座連接到分支電路，整體式LED 燈可以替代普通照明用白熾燈或CFL 燈。

　　非整體式LED 燈是不帶有LED 驅動(dòng)器的LED 模塊或陣列，它需要通過(guò)燈具中的燈頭與分支電路連接，此燈具應含有非整體式LED 燈工作需要的LED 驅動(dòng)器。非整體式LED 等不能直接替代白熾燈或CFL 燈。

　　7.LED 光引擎是一個(gè)介于LED 燈具和LED 燈之間的器件，與LED 燈的區別是它不含有標準燈頭，而是含有一個(gè)與燈具匹配的連接器。與LED 燈具的區別是它不能與分支電路直接連接，與燈具的相同點(diǎn)是可以具有設定的配光功能，例如具有特有的道路燈具配光。LED 光引擎使使用不帶標準燈頭LED 光源的LED 燈具具有可維護性。

三、易被誤作光源的情況

　　1．某些類(lèi)型的“燈具”被習慣地稱(chēng)作“燈”

　　從燈具和燈的定義可以知道，一般情況下，“燈”是指光源，各種類(lèi)型的燈均以發(fā)光的物理原理來(lái)命名，如白熾燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、熒光燈、紫外燈、場(chǎng)致發(fā)光燈、鹵鎢燈等等，燈的命名和分類(lèi)與應用的場(chǎng)所及用于何種燈具無(wú)關(guān)；而“燈具”則是指照明器，它包括點(diǎn)亮光源所需的附件和電路、使光源發(fā)出的光重新分配以滿(mǎn)足應用需求的光學(xué)部件，以及燈具安裝、固定、調節所需部件的總成，燈具的分類(lèi)及命名與其安裝方式或設計使用的場(chǎng)所或目的有關(guān)，如固定式吸頂燈具、可移式臺式燈具、可移式落地燈具、道路照明燈具、隧道照明燈具、庭院燈具、泛光燈具和應急照明燈具，等等。

　　但正如“燈”的定義中的“注”所述，“燈”這個(gè)術(shù)語(yǔ)有時(shí)也用于某些類(lèi)型的照明器。也許是由于習慣的關(guān)系，很多人把“道路照明燈具”稱(chēng)作“路燈”，把“天花板表面安裝燈具”稱(chēng)作“吸頂燈”，但這里的路燈、吸頂燈并不是指光源，而是指道路照明燈具和天花板表面安裝的燈具。

　　2．光源不可替換的照明器具屬于燈具

　　從燈具的定義可以知道，照明電器標準中所說(shuō)的“燈具”不涉及光源的類(lèi)型，也就是說(shuō)在評價(jià)燈具及其進(jìn)行的檢驗中，只對提供光源正常工作的相關(guān)部件或環(huán)境進(jìn)行評價(jià)，而不對光源本身進(jìn)行評價(jià)或檢驗。

　　由于是耐用消費品，燈具的設計壽命比光源長(cháng)得多，所以燈具內的光源通常是一種可替換部件。

　　隨著(zhù)光源壽命的逐步延長(cháng)，光源固定方式的變化，以及燈具對耐用性要求的降低，某些燈具設計成光源不可替換的，也就是說(shuō)，光源一旦損壞，燈具就報廢。根據照明電器術(shù)語(yǔ)標準和燈具標準對“燈具”的定義，這種光源不可替換的照明器具仍屬于燈具。對于光源不可替換的燈具，除了光源不可替換以外，根據應用需求的光度學(xué)設計、點(diǎn)亮燈具需要的電路及其附件，以及燈具固定的裝置等，與光源可替換的燈具完全一樣，所不同的是，在光源不可替換的燈具內可能不使用燈座，光源的機械固定和電氣連接分別由機械固定裝置和光源連接器完成。

　　在LED 應用于照明之前，已經(jīng)有采用不可替換光源的燈具的例子，比較典型的如電源插座安裝的夜燈，夜燈中的光源既有可替換的也有不可替換的，但它們都屬于燈具，評價(jià)夜燈的燈具安全標準是GB7000.212-2008《燈具 第2-12 部分：特殊要求 電源插座安裝的夜燈》。

　　隨著(zhù)高功率超高亮度LED 的問(wèn)世，LED 的應用領(lǐng)域得到極大拓展，如今在娛樂(lè )、城市建筑物美化、景觀(guān)照明等方面有著(zhù)非常廣泛的應用，并正朝著(zhù)室內照明應用的方向發(fā)展。對于燈具和燈的設計人員而言，明確LED 燈具與LED 燈的概念及其界定，有助于其識別設計輸入，使產(chǎn)品符合相應的使用要求，是照明電器標準化工作者正確界定產(chǎn)品標準適用的范圍并制定相應的技術(shù)要求的基礎，同時(shí)也是檢驗機構正確應用標準的基本保證。