LED射燈：接口標(biāo)準(zhǔn)制約互換性

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

　　安全認(rèn)證日趨完善

　　LED射燈的安全要求大多參考傳統(tǒng)照明，并根據(jù)本身特點(diǎn)，形成了一套安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

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

　　在CE認(rèn)證里包含LVD和EMC兩個方面，其中LVD是按照EN60968標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行(將升級IEC 62560)；EMC按照EN55015、EN61547、EN61000-3-2和EN61000-3-3標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)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(rèn)證。UL執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為UL1993、UL8750和UL1310；FCC執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為FCC PART15 Subpart B。在中國，對于LED射燈是采用自愿性認(rèn)證(CQC)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。美國有能源之星(ENERGY STAR)，中國有節(jié)能認(rèn)證要求（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為CQC3129-2010），這些要求均對LED射燈的色溫、顯色指數(shù)、初始光通量、光效、光通維持率、壽命、中心光強(qiáng)、標(biāo)稱功率、功率因數(shù)、產(chǎn)品標(biāo)識等進(jìn)行了規(guī)定。

　　許多電子產(chǎn)品的壽命是以損壞來評判的，但LED是一種壽命很長的光源，使用很久都不會壞。而由于光通量的輸出會隨著時間而衰減，因此行業(yè)內(nèi)通常用光衰至70%所需的時間來定義LED光源的壽命，即L70。隨著技術(shù)的進(jìn)步，LED的光衰越來越緩慢，要完整測試其光衰至70%的時間也難以做到。由于電子產(chǎn)品的壽命呈指數(shù)規(guī)律，因此LED通常做較短時間的老化，通過采樣光衰數(shù)據(jù)，然后以指數(shù)函數(shù)來推算其光衰至70%的時間。

　　通常對LED老化6000小時測試光通維持率LM(Lumen Maintains)，按照指數(shù)規(guī)律，若6000小時后LM>91.8%，便可宣稱25000小時的壽命，若LM>94.1%可宣稱35000小時的壽命，但壽命推算的時間不超過測試時間的6倍。

　　接口亟待標(biāo)準(zhǔn)化

　　應(yīng)根據(jù)LED的特點(diǎn)，制定一套新型的LED射燈規(guī)格接口標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)LED的模塊化和互換性。

　　目前的LED射燈都是以替代傳統(tǒng)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(shè)計(jì)面臨許多的困難。在現(xiàn)有射燈標(biāo)準(zhǔn)的尺寸范圍內(nèi)，很難將LED射燈做到高功率和高光通量，同時配光、散熱、電氣安全等方面也面臨諸多困難，不能體現(xiàn)LED的長壽命、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(xiàn)LED特點(diǎn)的應(yīng)用產(chǎn)品之一。應(yīng)根據(jù)LED的特點(diǎn)，制定一套新型的LED射燈規(guī)格接口標(biāo)準(zhǔn)。對LED射燈的外形尺寸、模組分塊、參數(shù)分檔、標(biāo)準(zhǔn)接口等進(jìn)行規(guī)定，實(shí)現(xiàn)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)盟吸引了來自美國、亞洲和歐洲的數(shù)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)在開展LED燈具的規(guī)格接口標(biāo)準(zhǔn)制定。其致力于加強(qiáng)LED模組及其控件在機(jī)械、測試、參數(shù)等方面的兼容性，相關(guān)技術(shù)規(guī)范已經(jīng)出版，部分已修訂多次。在中國，由國家半導(dǎo)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)，也在積極開展相關(guān)工作。

　　選購應(yīng)區(qū)分用途

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

　　根據(jù)《GB 50034-2004建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，室內(nèi)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(yàn)室、機(jī)加工車間、儀表裝配；大于5300K為冷色，適用于熱加工車間、高照度場所。

　　在《GB 50034-2004建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，長期工作或停留的房間或場所，照明光源的顯色指數(shù)(Ra)不宜小于80。在燈具安裝高度大于6米的工業(yè)建筑場所，Ra可低于80，但必須能夠辨別安全色。

　　在LED射燈選購時，需詳細(xì)閱讀廠家提供的說明書或包裝說明，確定產(chǎn)品的供電電壓以及產(chǎn)品相關(guān)參數(shù)，包括光通量、色溫、功率、顯色指數(shù)、角度等。在室內(nèi)照明中，進(jìn)行LED射燈選購時，首先要確定是采用市電直接供電，還是采用變壓器轉(zhuǎn)換后供電，以此來選擇是購買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(rèn)所需射燈的角度范圍；最后可根據(jù)上述《GB 50034-2004建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，根據(jù)使用場合確認(rèn)色溫、顯色指數(shù)以便達(dá)到想要的照明效果。如果在對燈具參數(shù)不是很懂的情況下，可以查看包裝上的等效標(biāo)示，看等效于多少功率的傳統(tǒng)燈具，從而進(jìn)行選擇。

　　由于現(xiàn)有各廠家的LED射燈技術(shù)良莠不齊，很多廠家為了解決散熱和電源放置空間的問題，不是完全參照IEC 60630設(shè)計(jì)射燈外形。而射燈在有些時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(nèi)。如果不能裝入，還需要再購買與之相匹配的燈具外殼，進(jìn)行整體式替換。對于MR16射燈，由于其前端有一個電子變壓器或工頻變壓器，購買MR16時還需要確認(rèn)是否可以與該變壓器兼容，如果不兼容就會出現(xiàn)燈閃或不亮的情況。對于可控硅調(diào)光的射燈，還需要考慮燈具與調(diào)光器的兼容性問題，否則會出現(xiàn)調(diào)光時燈閃爍或不能調(diào)光的現(xiàn)象。

　　燈具結(jié)構(gòu)百家爭鳴

　　目前的LED射燈均為自鎮(zhèn)流式，即LED驅(qū)動電源全部內(nèi)置在燈體內(nèi)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(qū)動電源、燈頭這幾部分組成。但各廠家的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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)也有采用玻纖板(FR-4)制作的，但需要專門設(shè)計(jì)散熱焊盤，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(dú)立配光之后，再組合成一個光斑透鏡。

　　采用集成封裝LED制作的射燈，不需要電路板，可以直接將驅(qū)動電源輸出線連接到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，大多采用多個光學(xué)器件組合的方式完成整個燈具的二次配光設(shè)計(jì)。

　　LED驅(qū)動電源

　　目前的LED射燈大多為內(nèi)置電源的自鎮(zhèn)流式射燈。內(nèi)置LED驅(qū)動主要采用開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)，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(shè)計(jì)時，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，可做簡單防護(hù)即可。這類電源相對安全可靠，但要求放置空間大，轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)上做更嚴(yán)格的防護(hù)隔離，但該類電源效率高，體積小。除開關(guān)電源外，還有多種其他LED驅(qū)動方式，不過安全性和可靠性都較低，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上多做努力，以滿足相關(guān)安全要求。此外，由于電源內(nèi)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(wěn)定性。因此很多廠家都采用灌膠的方式改善電源的散熱能力，