LED灯具设计要点

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LED灯具标准-日本
• 日本是全球重要的LED产业基地之一，也是LED技术实力最强的国家，掌 握着大部分的LED高端市场。LED照明产品要进入日本市场，首先要满足 《电气用品安全法》及其相关实施法规的要求。目前LED产品中受《电气 用品安全法》管控的主要是电源模块，如果电源是外置的，则需依据
源之星的标签。

电磁兼容要求 辐射与传导限值 FCC Part 18.305（47 CFR 18.305）和FCC Part 18.307（47 CFR 18.307）规定了照明设备的辐射和 传导限值
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LED照明设计要点
高效率、 高可靠性 1. 非常高的功率/性能比 2. 稳定的色彩输出 3. LED的使用寿命 4. 改善系统的整体可靠性
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LED灯具标准-国际
• IEC于1906年成立于伦敦，是世界上最早成立的国际标准化团体，主要负 责制定电气和电子领域的国际标准。目前，IEC已成立了约179个技术委员 会（TC）和分技术委员会（SC），以及700个项目组（project teams）/维 护组（maintenance teams）。在半导体照明设备领域，IEC目前的主要工
作内容集中在对LED模块及其连接器的安全要求、LED控制电路安全要求
、自镇流LED灯的安全及性能要求以及LED的光辐射要求等方面。此外， LED灯具还得符合IEC有关灯具的安全要求和电磁兼容要求。
•
上述要求主要由三个技术委员会负责制定：TC 34（灯和相关设备）、
TC 76（光辐射安全和激光设备）和CISPR（国际无线电干扰特别委员会 ）。以下分别对这三个技术委员会及其制定的相关标准进行简要介绍。
(2)高功率
作为照明，单个LED输出的光通量必须足够大，欲加大LED的光通量，首先 必须注入足够的电功率。但LED芯片的温升不能过高，否则各项性能特别是使用寿命 会受到很大的影响。 由于LED照明需由多个LED管组成，除了通过预选分BIN，尽量保证一 致性以外，还必须设计合理的灯具结构(包括LED的排列和位置布局)和合适的驱动电路 ，防止烧毁部分LED，并使LED模组中整小片或整条LED熄灭，影响照明效果。 。白炽灯和放电光源可能不需太过考虑热能限制问题，但是，对于LED来说，将结温 维持在较低的水平是非常重要。
外，电源安全还可参照UL 1310、UL1012或UL 60950-1中的相
应规定。而UL 1598、UL 1993、UL 1574等系列UL有关传统照 明设备的标准为半导体照明的终端产品提出了安全规范。如果
要顺利进入美国市场，企业需要将以上要求综合进行考量。
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灯具适用的标准（UL)
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LED灯源自文库标准-国际
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LED灯具标准-国际
表2.2 TC/SC 76已制定/正在制定的LED照明设备的相关标准 标准号 IEC 62471:2006 IEC 62471-2:2009
标准号 CISPR 15:2009 IEC 62031 IEC 60838-2-2 IEC 61347-1 IEC 61347-2-13 IEC60968-1999 IEC 62471 或IEC 60825-1 IEC 60598系列标准
J61347-2-13（即JIS C 61347-2-13）进行检测，合格之后加贴菱形PSE标志
。在电磁兼容方面，则要满足J55015标准，这也是强制性的。 此外，还有一些安全标准日本法规中并没有作强制性要求，如JIS C 8154、
JIS C 8121-2-2、J60968、J60598系列、JIS C 6802等，但企业也应该参照
高纯度真彩色 色温可变 全光谱 单颗LED色彩变化
可频繁开关 瞬间启动，微秒级别 响应快 实现数字化控制
冷光源可触摸 定向光束 安全低压
无紫外红外辐射 冷启动 耗电低长寿命 50KH 防冲击和震动
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最大允许结温值
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LED照明设计的技术特点 技术劣势
散热设计 生产工艺
复杂 LED的出光效率 系统寿命 PCB散热设计方法 散热与导热
这些标准进行生产，以保证产品的质量。在LED照明产品的性能要求方面 ，JIS C 8153规定了LED模块用交直流控制装置的性能要求
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LED灯具标准-美国
• 美国市场对于半导体照明产品的安全要求主要体现在LED模块 、控制模块、电源、灯具及相关配件上。其中，UL Subject 8750为LED模块、控制模块、电源提出了详细的安全要求，此


UL8750
用于灯具产品的发光二极管 光源安全通则
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LED灯具标准-美国
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LED灯具标准-美国
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灯具适用的标准-美国
• 能源之星（Energy Star） 推荐标准
• 由美国环保署（EPA）所启动，目的是为了降低能源消 耗及减少发电厂所排放的温室效应气体。属自愿认证， 自发配合此计划的厂商，就可以在其合格产品上贴上能
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LED照明应用
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灯具分类
类别 流LED灯 LED筒灯 定义 必需的元件并使之成为一体的，灯头符合GU10、B22、E14或E27的LED灯，这 种灯在不损坏其结构时是不可拆卸的。 LED光源和保持其启动和稳定燃点所需元件一体化的，或驱动装置分离式的， LED下射灯 LED道路/隧 满足道路/隧道照明要求的组合式LED照明装置，除了发光二极管(LED)作为光 道照明产品 源发光外，还包括其他部件，例如光学、机械、电气和电子部件，并将这些部 件组合成一个整体。 T8/T5直管 反射型自镇 类似于MR16、PAR20、PAR30和PAR38的，含有LED光源和保持其稳定燃点所
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LED灯具标准-国际
• 国际照明委员会（International Commission on Illumination，简称CIE） 是一个独立的、公益性的学术组织，致力于推动光学和照明、色彩和视觉 以及图像技术领域的国际合作和信息交流. • 技术报告： • CIE127:2007《LED测量方法》 技术标准： • CEI/IEC 62471:2006《灯与灯系统的光生物安全性》 仅规定单一的LED的检测方法 • CIE177:2007《白光LED的显色性》评估CIE显色指数对白光LED的适用性
光效
驱动电流 荧光粉 环境温度 每流明成本
照明级LED
大功率白光LED 色温
BIN
外延片 封装 可靠性
显色性
二次光学设计 视觉功效
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LED照明设计的技术特点
LED在照明领域面临的问题：
(1)发光效率。 提高LED的发光效率最主要的方法是改进半导体发光材料与LED芯片的结
构和制造工艺。因此要实现200流明/瓦的目标路途依然比较艰难。
1）LED规格——色温、显色指数、色坐标、光谱（颜色）* 2）LED模组设计——LED的排列组合、整灯光通量 3）配光设计——透镜、反射器 4）驱动电源——适配灯具、可靠性 5）控制技术——智能、方便 7）散热设计——系统热量控制、系统散热通道、散热技术 8）整灯安全要求 ——灯具IP、装配简单、使用维护方便 9）成本控制——价格
LED灯具设计要点
2011年12月2日
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目录
• 一、LED照明设计的技术特点 • 二、LED照明应用 • 三、LED灯具的标准
• 四、LED灯具设计要点
• 五、其它厂家的灯具设计
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LED照明设计的技术特点
技术优势
小尺寸 多色彩 可调控 超性能
超小外形尺寸
易于成型 突破传统光源限制 异型设计 结构尺寸最小
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LED灯具标准-国内通用标准
标准编号 GB 7000.1-2007 GB 7000.2-2008 GB 7000.201-2008 GB 7000.202-2008 GB 7000.204-2008 GB 7000.207-2008 GB 7000.208-2008 GB 7000.211-2008 GB 7000.212-2008 GB 7000.213-2008 GB 7000.217-2008 GB 7000.218-2008 GB 7000.219-2008 GB 7000.225-2008 GB 7000.4-2007 GB 7000.5-2005 GB 7000.6-2008 GB GB GB GB GB 7000.7-2005 7000.9-2008 7000.17-2003 7000.18-2003 7000.19-2005 标准名称 灯具 第1部分:一般要求与试验 灯具 第2-22部分：特殊要求 应急照明灯具 灯具 第2-1部分：特殊要求 固定式通用灯具 灯具 第2-2部分：特殊要求 嵌入式灯具 灯具 第2-4部分：特殊要求 可移式通用灯具 灯具 第2-7部分：特殊要求 庭园用可移式灯具 灯具 第2-8部分：特殊要求 手提灯 灯具 第2-11部分：特殊要求 水族箱灯具 灯具 第2-12部分：特殊要求 电源插座安装的夜灯 灯具 第2-13部分：特殊要求 地面嵌入式灯具 灯具 第2-17部分：特殊要求 舞台灯光、电视、电影及摄影场所（室内外）用灯具 灯具 第2-18部分：特殊要求 游泳池和类似场所用灯具 灯具 第2-19部分：特殊要求 通风式灯具 灯具 第2-25部分：特殊要求 医院和康复大楼诊所用灯具 灯具 第2-10部分：特殊要求 儿童用可移式灯具 道路与街路照明灯具安全要求 灯具 第2-6部分：特殊要求 带内装式钨丝灯变压器或转换器的灯具 投光灯具安全要求 灯具 第2-20部分：特殊要求 灯串 限制表面温度灯具安全要求 钨丝灯用特低电压照明系统安全要求 照相和电影用灯具(非专业用)安全要求 14 实施日期 2009-1-1 2009-1-1 2010-2-1 2010-2-1 2010-2-1 2010-4-1 2010-2-1 2010-2-1 2010-2-1 2010-2-1 2010-2-1 2010-2-1 2010-2-1 2010-4-1 2009-1-1 2005-8-1 2009-1-1 2005-8-1 2004-2-1 2004-2-1 2005-8-1 状态 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行 现行
标准名称 灯和灯系统的光生物安全性
制定状态 已制定
灯及灯系统的光生物安全性-第2部分：非激 已制定 光光学辐射安全性的制造要求指南
标准名称 适用范围 《无线电干扰特性.极限值和测量方法》 LED照明设备EMC标准 通用照明的LED模块－安全要求 LED模块 杂类灯座：LED模块连接器的特殊要求 模块中有连接器 灯的控制装置：通用和安全要求 LED电源和驱动 灯的控制装置：LED模块交流或直流电子控制装置的特殊要 求 通用照明的自镇流灯－安全规范 灯和灯系统的光生物安全性 激光产品的安全. 第1部分：设备分类及要求 灯具的安全要求
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LED灯具标准-国际
• 鉴于半导体照明技术的日益成熟以及飞速发展，国际标准 化组织纷纷制定相关的标准，对半导体照明产品的安全、性能 等方面的要求予以规范。其中，国际照明委员会（CIE）和国 际电工委员会（IEC）在这方面起着主导作用。国际照明委员 会制定的LED相关标准侧重于基础理论和测试方法方面，对整 个行业都具有重要的指导作用；国际电工委员会侧重于对半导 体照明器具的安全、性能及电磁兼容要求进行规定，是许多国 家和地区制定本地标准的主要依据，也是企业开展生产的重要 指导。
(3)参数离散性
(4)散热设计 高温会造成电子产品绝缘性能退化、元器件损坏、材料的热老化等不良影响
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LED照明应用
替换光源与灯具
• • • • • 标准化 通用性 替代品 色温可调 颜色可变（彩色光） 个性化LED灯具 • 符合半导体元器件特性 • 灯具形态突破传统光源 限制 • 概念 • 时尚 半导体建筑化应用 • 与建筑构件集成 • 终端产品系非灯具产品 • 创新设计