CSA021-2013 植物生长用LED平板灯 性能要求
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CSA
国 家 半 导 体 照 明 工 程 研 发 及 产 业 联 盟 标 准
CSA/TS XXXX- 201X CSA 021-2013
植物生长用 LED 平板灯 性能要求
LED panel lighting for plant growth - Performance specifications
注：PPFD 的技术要求正在考虑中。
4 分类与命名 4.1 分类 4.1.1 按配光类型分类 按灯在被照射面上形成的光形，可分为矩形光斑型 LED 灯（代号为 J）、圆形或椭圆 形光斑型 LED 灯（代号为 Y)。 4.1.2 按调光类型分类 按灯的调光功能类型，可分为调光型 LED 灯（代号为 T）和非调光型 LED 灯（代号为 F）。 4.2 型号编写规则 灯的型号由五部分组成，第一部分表示灯的代号（ZSP 代表植物生长用 LED 平板灯）， 第二部分表示灯的额定电压和额定功率， 第三部分表示灯的红蓝辐射照度比代号， 第四部分 表示灯的辐射分布类型，第五部分为补充部分，如灯的调光类型和/或其他信息。 型号示例:
前
言
光是植物生长发育的最重要的环境因子之一， 不仅为高等植物光合作用提供能量， 同时也是 调节光形态建成、 光周期反应以及调节内在生物节律等植物重要生命活动的信号。 植物通过多种 光受体来感知和监测所处环境中的光信号变化，如光密度、波长、光照方向和光周期，调节自身 生长发育，保障其在各种光环境中实现光适应性生长。在植物光生物学方面，研究植物对 280nm-1100nm 波段的一般作用光谱是重要的基础研究课题， 对相关产品的应用开发起支撑作用。 LED 作为一种新型光源，在植物生长照明方面，具有效率高、耗能小、无汞污染、精准波长、 系统智能可控等优点， 已成功应用于组培育苗、 温室补光、 植物工厂以及遗传育种等方向。 目前， 植物生长用的 LED 照明产品形式众多，如平板灯、双端灯、柔性灯带等，并将会随着技术的发展 而逐步变化。 本标准中取 380nm-780nm 作为影响植物生长的主要波段， 暂不覆盖影响植物形态变 化的所有光谱波段。 本标准由国家半导体照明工程研发及产业联盟标准化委员会（CSAS）制定发布，版权归 CSA 所有，未经 CSA 许可不得随意复制；其他机构采用本标准的技术内容制定标准需经 CSA 允许；任 何单位或个人引用本标准的内容需指明本标准的标准号。 到本标准正式发布为止，CSAS未收到任何有关本标准涉及专利的报告。CSAS不负责确认本 标准的某些内容是否还存在涉及专利的可能性。 本标准主要起草单位：中国科学院半导体研究所、 杭州汉徽光电科技有限公司、 南京农业大 学、中国农业科学院、杭州远方光电信息股份有限公司、厦门华联电子有限公司、无锡华兆泓光 电科技有限公司、北京半导体照明科技促进中心。 本标准主要起草人：陈哲艮、宋昌斌、李许可、徐志刚、刘文科、李倩、王阳夏、常保延、 陈弘达、王军喜、高伟。
版本：V01.00
2013-09-10 发布
国家半导体照明工程研发及产业联盟 发布
目 录
前言 ...................................................................................................................................................... Ⅰ 1 范围 .................................................................................................................................................. 1 2 规范性引用文件 .............................................................................................................................. 1 3 术语和定义 ...................................................................................................................................... 1 4 分类与命名 ...................................................................................................................................... 3 5 技术要求 .......................................................................................................................................... 4 6 试验方法 .......................................................................................................................................... 5 7 标志 .................................................................................................................................................. 6
Etot
780 380
E ( ) d
式中， 为 nm。 3.7
E( )是光谱辐射照度， E tot 为总辐射照度，单位为 W/m2；λ 为波长，单位
蓝-紫辐射照度 blue-purple irradiance 在与辐射面相隔一定距离的平行平面上， 由辐射面中心轴线所确定的被辐照的位置上蓝 -紫辐射波段内的辐射照度。
tot
780 380
( ) d
式中, ( )是光谱辐射通量， tot 单位为 W；λ 为波长，单位为 nm。 3.4
1
CSA 021-2013
总辐射效率 total radiant efficacy 总辐射效率η η = tot /P 式中， tot 为总辐射通量，P 为灯具总输入功率。 3.5 辐射单元 radiant unit 由电路及安装结构确定的并至少具有红色波段辐射和蓝色波段辐射功能的灯的最小单 元。 3.6 总辐射照度 total irradiance 在与辐射面相隔一定距离的平行平面上， 由辐射面中心轴线所确定的被辐照的位置上辐 射波长为 380nm～780nm 范围内的辐射照度。
ER
700 600
E ( ) d
式中， nm。 3.9
E( )是光谱辐射照度， ER 为红-橙辐射照度，单位为 W/m2；λ 为波长，单位为
红蓝辐射照度比 ratio of red and blue radiation 灯的红蓝辐射照度比是指红-橙辐射照度与蓝-紫辐射照度的比值，以分数形式表示，分 子分母均取整数。
U max i ave
式中：Uλ 为辐射面光谱峰值波长不一致性；λ i 为辐射单元的辐射光谱峰值波长；λ ave 为辐射单元的辐射光谱峰值波长的算术平均值。 3.12 辐射强度分布 radiant intensity distribution 灯在各个方向上的辐射强度分布，辐射强度分布可以用数字表格或图形表示。 3.13 光合光子通量密度 photosynthetical photon flux density （PPFD） 光合光子通量密度是植物进行光合作用时单位时间内单位面积上接收到的灯发射的一 定波长范围内的光子数目，单位：μ mol· m-2· s-1。
2
CSA 021-2013
3.10 辐射照度的均匀性 irradiance uniformity 在与辐射面相隔一定距离的平行平面上， 被照射点之间辐射照度的一致性， 称之为辐射 面的辐射照度的均匀性。 辐射照度的均匀性 Ue
Ue E min 100 % E ave
式中，Emin 在被测量点上测得的最小辐射照度值；Eave 在所有被测量点上测得的辐射照度 的算术平均值。 3.11 辐射面的辐射光谱峰值波长不一致性 nonuniformity of peak emission wavelength of radiant plan 辐射面上辐射单元的辐射光谱峰值波长的算术平均值与辐射面中辐射单元的辐射光谱 峰值波长的差值的最大值。
EB
500 400
E( ) d
式中， nm。 3.8
E( )是光谱辐射照度，EB 为蓝-紫辐射照度，单位为 W/m2；λ 为波长，单位为
红-橙辐射照度 red-orange irradiance 在与辐射面相隔一定距离的平行平面上， 由辐射面中心轴线所确定的被辐照的位置上红 -橙辐射波段内的辐射照度。
I
CSA 021-2013
植物生长用 LED 平板灯 性能要求
1 范围 本标准规定了植物生长用 LED 平板灯的术语和定义、 分类与命名、 技术要求、 试验方法、 检验规则、标志、包装、运输和贮存。 本标准适用于集 LED 器件及其控制驱动电路和灯具于一体、 采用交流 220V/50Hz 电源供 电的植物生长用 LED 平板灯（下简称“灯”）。 符合本标准的灯，在额定电源电压的 90%～110%以及-10℃～45℃范围内，应能正常启 动和燃点。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。 凡是注日期的引用文件， 其 随后修订版均不适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 7000.1-2007 灯具 第 1 部分：一般要求与试验 GB 17625.1 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A） GB 17743 电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法 GB／T 18595 一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求 GB/T 24823 普通照明用 LED 模块 性能要求 GB/T 24824 普通照明用 LED 模块 测试方法 GB/T 24825 LED 模块用直流或交流电子控制装置 性能要求 3 术语和定义 GB/T 24823 确立的以及以下定义适用于本标准。 3.1 植物生长用 LED 平板灯 LED panel lighting for plant growth 适用于植物生长的组合式平板 LED 照明装置，除了发光二极管(light emitting diode, LED)作为光源发光外，还包括其他部件，例如光学、机械、电气和电子部件等，并将这些部 件组合成一个整体，其中 LED 以点阵形式有规律地排列在一个平板面上。 3.2 主辐射波段 dominant radiant wavelength range 灯的主辐射波段是指辐射波长范围为 600nm～700nm 的红-橙辐射波段和 400nm～500nm 的蓝-紫辐射波段。 3.3 总辐射通量 total radiant flux 灯的辐射波长为 380nm～780nm 范围内的总辐射通量 tot
3
CSA 021-2013
如“ZSP 220/20–2/1 J T”表示额定电压为 220 V、额定功率为 20 W、红蓝比为 2/1、 矩形光斑型、调光型植物生长用 LED 平板灯。 5 技术要求 5.1 安全要求 灯应符合GB7000标准系列相应的安全标准。 灯在不同场合使用时的防护等级IP要求正在考虑中。 5.2 控制装置 灯的控制装置应符合 GB19510.14 及 GB/T 24825 的要求。 5.3 外观和结构 灯外观应整洁，表面不应有划伤、裂缝、毛刺、霉斑等缺陷，表面涂镀层不应起泡、龟 裂、脱落等缺陷。 金属零件不应有锈蚀及其它机械损伤，灌注物（如果有）不应外溢。零部件应紧固无松 动。整灯应具有足够的机械稳定性。 5.4 外形尺寸和辐射面尺寸 制造商应标明灯的外形尺寸和辐射面尺寸。 5.5 电气特性 5.5.1 功率 灯的额定功率应由制造商或销售商标称，其初始功率实测值与额定功率相差不得大于 10%。 5.5.2 功率因数 灯的额定功率因数应由制造商或销售商标称， 其实测值应不比制造商或销售商标称值低 0.05。 5.6 辐射性能 5.6.1 初始辐射通量/辐射效率 灯的初始总辐射通量和主波段辐射通量应由制造商或销售商标称， 其实测值应不低于标 称值的 90 %。 灯的初始总辐射效率应由制造商或销售商标称，其实测值应不低于标称值的 90 %。 5.6.2 辐射强度分布 制造商或销售商应提供灯的辐射强度分布数据报告。 5.6.3 辐射照度和红蓝辐射照度比 灯的初始辐射照度和红蓝辐射照度比应由制造商或销售商标称，需给出 20cm、40 cm 两种距离上的初始总辐射照度、主波段辐射照度和红蓝辐射照度比，并以表格形式表示。其 实测值与标称值相差应不大于 10 %。 5.6.4 辐射照度的均匀性
国 家 半 导 体 照 明 工 程 研 发 及 产 业 联 盟 标 准
CSA/TS XXXX- 201X CSA 021-2013
植物生长用 LED 平板灯 性能要求
LED panel lighting for plant growth - Performance specifications
注：PPFD 的技术要求正在考虑中。
4 分类与命名 4.1 分类 4.1.1 按配光类型分类 按灯在被照射面上形成的光形，可分为矩形光斑型 LED 灯（代号为 J）、圆形或椭圆 形光斑型 LED 灯（代号为 Y)。 4.1.2 按调光类型分类 按灯的调光功能类型，可分为调光型 LED 灯（代号为 T）和非调光型 LED 灯（代号为 F）。 4.2 型号编写规则 灯的型号由五部分组成，第一部分表示灯的代号（ZSP 代表植物生长用 LED 平板灯）， 第二部分表示灯的额定电压和额定功率， 第三部分表示灯的红蓝辐射照度比代号， 第四部分 表示灯的辐射分布类型，第五部分为补充部分，如灯的调光类型和/或其他信息。 型号示例:
前
言
光是植物生长发育的最重要的环境因子之一， 不仅为高等植物光合作用提供能量， 同时也是 调节光形态建成、 光周期反应以及调节内在生物节律等植物重要生命活动的信号。 植物通过多种 光受体来感知和监测所处环境中的光信号变化，如光密度、波长、光照方向和光周期，调节自身 生长发育，保障其在各种光环境中实现光适应性生长。在植物光生物学方面，研究植物对 280nm-1100nm 波段的一般作用光谱是重要的基础研究课题， 对相关产品的应用开发起支撑作用。 LED 作为一种新型光源，在植物生长照明方面，具有效率高、耗能小、无汞污染、精准波长、 系统智能可控等优点， 已成功应用于组培育苗、 温室补光、 植物工厂以及遗传育种等方向。 目前， 植物生长用的 LED 照明产品形式众多，如平板灯、双端灯、柔性灯带等，并将会随着技术的发展 而逐步变化。 本标准中取 380nm-780nm 作为影响植物生长的主要波段， 暂不覆盖影响植物形态变 化的所有光谱波段。 本标准由国家半导体照明工程研发及产业联盟标准化委员会（CSAS）制定发布，版权归 CSA 所有，未经 CSA 许可不得随意复制；其他机构采用本标准的技术内容制定标准需经 CSA 允许；任 何单位或个人引用本标准的内容需指明本标准的标准号。 到本标准正式发布为止，CSAS未收到任何有关本标准涉及专利的报告。CSAS不负责确认本 标准的某些内容是否还存在涉及专利的可能性。 本标准主要起草单位：中国科学院半导体研究所、 杭州汉徽光电科技有限公司、 南京农业大 学、中国农业科学院、杭州远方光电信息股份有限公司、厦门华联电子有限公司、无锡华兆泓光 电科技有限公司、北京半导体照明科技促进中心。 本标准主要起草人：陈哲艮、宋昌斌、李许可、徐志刚、刘文科、李倩、王阳夏、常保延、 陈弘达、王军喜、高伟。
版本：V01.00
2013-09-10 发布
国家半导体照明工程研发及产业联盟 发布
目 录
前言 ...................................................................................................................................................... Ⅰ 1 范围 .................................................................................................................................................. 1 2 规范性引用文件 .............................................................................................................................. 1 3 术语和定义 ...................................................................................................................................... 1 4 分类与命名 ...................................................................................................................................... 3 5 技术要求 .......................................................................................................................................... 4 6 试验方法 .......................................................................................................................................... 5 7 标志 .................................................................................................................................................. 6
Etot
780 380
E ( ) d
式中， 为 nm。 3.7
E( )是光谱辐射照度， E tot 为总辐射照度，单位为 W/m2；λ 为波长，单位
蓝-紫辐射照度 blue-purple irradiance 在与辐射面相隔一定距离的平行平面上， 由辐射面中心轴线所确定的被辐照的位置上蓝 -紫辐射波段内的辐射照度。
tot
780 380
( ) d
式中, ( )是光谱辐射通量， tot 单位为 W；λ 为波长，单位为 nm。 3.4
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CSA 021-2013
总辐射效率 total radiant efficacy 总辐射效率η η = tot /P 式中， tot 为总辐射通量，P 为灯具总输入功率。 3.5 辐射单元 radiant unit 由电路及安装结构确定的并至少具有红色波段辐射和蓝色波段辐射功能的灯的最小单 元。 3.6 总辐射照度 total irradiance 在与辐射面相隔一定距离的平行平面上， 由辐射面中心轴线所确定的被辐照的位置上辐 射波长为 380nm～780nm 范围内的辐射照度。
ER
700 600
E ( ) d
式中， nm。 3.9
E( )是光谱辐射照度， ER 为红-橙辐射照度，单位为 W/m2；λ 为波长，单位为
红蓝辐射照度比 ratio of red and blue radiation 灯的红蓝辐射照度比是指红-橙辐射照度与蓝-紫辐射照度的比值，以分数形式表示，分 子分母均取整数。
U max i ave
式中：Uλ 为辐射面光谱峰值波长不一致性；λ i 为辐射单元的辐射光谱峰值波长；λ ave 为辐射单元的辐射光谱峰值波长的算术平均值。 3.12 辐射强度分布 radiant intensity distribution 灯在各个方向上的辐射强度分布，辐射强度分布可以用数字表格或图形表示。 3.13 光合光子通量密度 photosynthetical photon flux density （PPFD） 光合光子通量密度是植物进行光合作用时单位时间内单位面积上接收到的灯发射的一 定波长范围内的光子数目，单位：μ mol· m-2· s-1。
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CSA 021-2013
3.10 辐射照度的均匀性 irradiance uniformity 在与辐射面相隔一定距离的平行平面上， 被照射点之间辐射照度的一致性， 称之为辐射 面的辐射照度的均匀性。 辐射照度的均匀性 Ue
Ue E min 100 % E ave
式中，Emin 在被测量点上测得的最小辐射照度值；Eave 在所有被测量点上测得的辐射照度 的算术平均值。 3.11 辐射面的辐射光谱峰值波长不一致性 nonuniformity of peak emission wavelength of radiant plan 辐射面上辐射单元的辐射光谱峰值波长的算术平均值与辐射面中辐射单元的辐射光谱 峰值波长的差值的最大值。
EB
500 400
E( ) d
式中， nm。 3.8
E( )是光谱辐射照度，EB 为蓝-紫辐射照度，单位为 W/m2；λ 为波长，单位为
红-橙辐射照度 red-orange irradiance 在与辐射面相隔一定距离的平行平面上， 由辐射面中心轴线所确定的被辐照的位置上红 -橙辐射波段内的辐射照度。
I
CSA 021-2013
植物生长用 LED 平板灯 性能要求
1 范围 本标准规定了植物生长用 LED 平板灯的术语和定义、 分类与命名、 技术要求、 试验方法、 检验规则、标志、包装、运输和贮存。 本标准适用于集 LED 器件及其控制驱动电路和灯具于一体、 采用交流 220V/50Hz 电源供 电的植物生长用 LED 平板灯（下简称“灯”）。 符合本标准的灯，在额定电源电压的 90%～110%以及-10℃～45℃范围内，应能正常启 动和燃点。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。 凡是注日期的引用文件， 其 随后修订版均不适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 7000.1-2007 灯具 第 1 部分：一般要求与试验 GB 17625.1 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A） GB 17743 电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法 GB／T 18595 一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求 GB/T 24823 普通照明用 LED 模块 性能要求 GB/T 24824 普通照明用 LED 模块 测试方法 GB/T 24825 LED 模块用直流或交流电子控制装置 性能要求 3 术语和定义 GB/T 24823 确立的以及以下定义适用于本标准。 3.1 植物生长用 LED 平板灯 LED panel lighting for plant growth 适用于植物生长的组合式平板 LED 照明装置，除了发光二极管(light emitting diode, LED)作为光源发光外，还包括其他部件，例如光学、机械、电气和电子部件等，并将这些部 件组合成一个整体，其中 LED 以点阵形式有规律地排列在一个平板面上。 3.2 主辐射波段 dominant radiant wavelength range 灯的主辐射波段是指辐射波长范围为 600nm～700nm 的红-橙辐射波段和 400nm～500nm 的蓝-紫辐射波段。 3.3 总辐射通量 total radiant flux 灯的辐射波长为 380nm～780nm 范围内的总辐射通量 tot
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CSA 021-2013
如“ZSP 220/20–2/1 J T”表示额定电压为 220 V、额定功率为 20 W、红蓝比为 2/1、 矩形光斑型、调光型植物生长用 LED 平板灯。 5 技术要求 5.1 安全要求 灯应符合GB7000标准系列相应的安全标准。 灯在不同场合使用时的防护等级IP要求正在考虑中。 5.2 控制装置 灯的控制装置应符合 GB19510.14 及 GB/T 24825 的要求。 5.3 外观和结构 灯外观应整洁，表面不应有划伤、裂缝、毛刺、霉斑等缺陷，表面涂镀层不应起泡、龟 裂、脱落等缺陷。 金属零件不应有锈蚀及其它机械损伤，灌注物（如果有）不应外溢。零部件应紧固无松 动。整灯应具有足够的机械稳定性。 5.4 外形尺寸和辐射面尺寸 制造商应标明灯的外形尺寸和辐射面尺寸。 5.5 电气特性 5.5.1 功率 灯的额定功率应由制造商或销售商标称，其初始功率实测值与额定功率相差不得大于 10%。 5.5.2 功率因数 灯的额定功率因数应由制造商或销售商标称， 其实测值应不比制造商或销售商标称值低 0.05。 5.6 辐射性能 5.6.1 初始辐射通量/辐射效率 灯的初始总辐射通量和主波段辐射通量应由制造商或销售商标称， 其实测值应不低于标 称值的 90 %。 灯的初始总辐射效率应由制造商或销售商标称，其实测值应不低于标称值的 90 %。 5.6.2 辐射强度分布 制造商或销售商应提供灯的辐射强度分布数据报告。 5.6.3 辐射照度和红蓝辐射照度比 灯的初始辐射照度和红蓝辐射照度比应由制造商或销售商标称，需给出 20cm、40 cm 两种距离上的初始总辐射照度、主波段辐射照度和红蓝辐射照度比，并以表格形式表示。其 实测值与标称值相差应不大于 10 %。 5.6.4 辐射照度的均匀性