本文從(cong) LED燈、燈具及其現狀為(wei) 切入口，在LED燈、燈具相關(guan) 定義(yi) 的基礎上，分析了LED燈具的特點和目前存在的問題，並與(yu) 傳(chuan) 統燈具性能、評價(jia) 和設計方麵做了比較，同時針對我國和國際上LED燈具標準情況進行了介紹，點明應結合LED燈具的技術要素來觀察和追蹤標準的變化和發展。
  　  一、LED燈、燈具及相關(guan) 定義(yi)
  　  1、LED燈
  　  LED封裝（LEDpackage）：包括焊線連接件或其他型式電氣連接件的一個(ge) 或多個(ge) LED晶片的組件，可能帶有光學元件、熱學、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(yu) 分支電路連接。
   　 LED陣列或模塊（LEDarrayormodule）：在印刷線路板或基板上的LED封裝（元件）或晶片的組件，可能帶有光學元件、附加的熱、機械和打算連接到LED驅動器負載側(ce) 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(yu) 分支電路連接。
   　 LED光引擎（LEDlightEngine）：包含LED封裝（元件）或LED陣列（模塊）、LED驅動器、以及其他光度、熱學、機械和電氣元件的整體(ti) 組合。該裝置要通過一個(ge) 與(yu) 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。
   　 非整體(ti) 式LED燈（LEDlamp,nonintegrated）：含有LED陣列（模塊）或者LED封裝（元件）和標準燈頭的組件。該裝置打算通過標準燈座連接到燈具的LED驅動器。該裝置不能直接與(yu) 分支電路連接。
   　 整體(ti) 式LED燈（LEDlamp,integrated）：包含LED封裝（元件）或LED陣列（模塊）、LED驅動器、標準燈頭以及其他光度、熱學、機械和電氣元件的整體(ti) 組合。該裝置打算通過標準化的燈座直接與(yu) 分支電路連接。
   
       2、LED燈具
  　  LED燈具（LEDluminaire）是包括基於(yu) LED的發光元件和匹配的驅動器，以及配光部件、固定和保護發光元件的部件、以及將器具連接到分支電路部件的完整照明器具。基於(yu) LED的發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(yu) 分支電路連接。
   　 混合型LED燈具(HybridLEDluminaire. :裝有基於(yu) LED的發光元件和諸如白熾燈或熒光燈等其他類型光源的燈具。
    3、LED驅動器
  　  LED驅動器（LEDdriver）：含有電源和LED控製電路的裝置，目的是使LED封裝（元件）、或LED陣列（模塊）或LED燈工作。
  　  解讀與(yu) LED相關(guan) 的上述定義(yi) 為(wei) 我們(men) 區別LED燈和LED燈具提供了依據，總體(ti) 來說LED光源和LED燈具的主要區別在於(yu) 是否與(yu) 分支電路直接連接，LED燈是一種設計成不打算與(yu) 分支電路直接連接的產(chan) 品，而LED燈具是一種設計成要直接連接到分支電路的產(chan) 品。
   　 LED光引擎也屬於(yu) LED燈，但其特性介於(yu) LED燈具和整體(ti) 式LED燈，與(yu) 整體(ti) 式LED燈的區別是它含有一個(ge) 與(yu) 燈具匹配的連接器，不是標準燈頭，而與(yu) LED燈具的區別是它不能與(yu) 分支電路直接連接。由於(yu) 可以具有設定的配光功能和標準化的連接器，LED光引擎可以改善某些LED燈具的可維護性。
  　  二、LED燈具與(yu) 傳(chuan) 統光源燈具的差異性
   　 目前LED燈具與(yu) 傳(chuan) 統光源燈具就性能、評價(jia) 和設計方麵存在著很多不同地方。
   　 1、在LED燈具性能評價(jia) 方麵
    　a. 色空間均勻度評價(jia) 來評價(jia) LED燈具的存在的不同觀察角顏色差異。
    　傳(chuan) 統光源單個(ge) 發光體(ti) 的特征不同，LED燈具使用的LED燈是多個(ge) 發光體(ti) 組成並發光的，LED燈具中的發光體(ti) 之間存在顏色差異性，需要使用色空間均勻度評價(jia) 來評價(jia) LED燈具顏色的空間分布情況。
   　 b. 用壽命來評價(jia) LED燈具的耐用性。
    　傳(chuan) 統光源的壽命性能的測量和評價(jia) 已經標準化，而且具有互換性，所以傳(chuan) 統光源燈具的壽命可以通過替換損壞的光源、以及按10年壽命設計的燈的控製裝置來滿足要求，所以一般不評價(jia) 傳(chuan) 統光源燈具的壽命。LED燈具的壽命與(yu) LED本身壽命、LED驅動器以及燈具提供給LED的環境等諸多因素有關(guan) ，而且目前LED燈形式較多，除了帶標準燈頭的LED以外，其他LED燈不具有互換性，這樣對不同的LED燈具，其壽命隻有通過相關(guan) 的壽命評價(jia) 才能確定。在評價(jia) LED燈具壽命時，不僅(jin) 要聲稱光通維持壽命（LX），還要聲稱失效率（FX）。
  　  c. 燈具可以利用的光通量比例的評價(jia) 參數和傳(chuan) 統燈具不同。傳(chuan) 統照明燈具用燈具效率來評價(jia) ，而LED燈具使用光效評價(jia) 。
    　d. 不像傳(chuan) 統照明光源可單獨進行光度測試，光度測量時可以使用相對法，LED光源對溫度極其敏感，不適宜將LED光源從(cong) 燈具內(nei) 分離出來單獨測量，光度測量時應采用絕對法對燈具整體(ti) 進行光度測試。
   　 2、在LED燈具設計方麵
   　 LED燈具在光學係統設計、電氣配件、散熱措施以及結構等設計方麵與(yu) 傳(chuan) 統光源的燈具相比有明顯出別。
   　 a．光學係統
   　 燈具的光學係統是燈具的靈魂，其目的是根據選定光源的特性設計一個(ge) 符合具體(ti) 照明要求的燈具光學係統。通常傳(chuan) 統光源燈具的光學係統由光源、燈座、反射器和透光罩組成。由於(yu) 一些LED單元具有2π發光的光度特性，燈具的光度係統與(yu) 傳(chuan) 統光源燈有很大區別。具體(ti) 表現特征如下：
    　（1）LED燈具光學係統一般由LED 芯片和透鏡組成LED單元或LED單元陣列組成，陣列有時排列在平整的鋁基板上、也可能在突起的或凹下的成型基板上，燈具使用、或不使用透光罩。燈具製造商可根據照明需求，將多個(ge) LED單元或數十個(ge) LED單元組合在基板上，應注意控製組合後LED單元光色的一致性，考核LED燈具的色空間均勻度。
  　  （2）由於(yu) LED的光電特性對PN結溫度的變化非常敏感；封裝樹脂在高溫和強光照射下會(hui) 快速劣化；長期的光輻射會(hui) 使熒光粉的光致轉換率逐漸降低，並導致色座標會(hui) 偏移。出LED燈具壽命評價(jia) 時通常是在限製色偏移的條件下，考核LED燈具的流明維持率。
  　  b. 電氣配件
    　LED驅動電源是構成LED燈具性能優(you) 劣的關(guan) 鍵要素，也是燈具選擇或設計要件之一。LED燈具電氣設計應考慮燈具要使用LED特性和數量、燈具的安裝地點，以及燈具在電網中的位置來考慮電氣安全、恒流驅動、抗擾度和EMI，選擇或設計合適的LED驅動電源。
    　由於(yu) LED是2V～3V的低電壓恒流源驅動，所以不象普通的白熾燈泡可以直接連接220V的交流市電，必須要設計電源和控製電路來驅動LED。此外，LED模組的電氣連接也是LED燈具電氣係統的重要組成部分，應充分考慮安全性，應采用標準的連接件、充分絕緣、防觸電保護等。
    　c. 散熱措施
   　 與(yu) 傳(chuan) 統光源燈具一樣，LED燈具也是會(hui) 發熱的，LED燈具的熱來自LED光電轉換中的損耗以及LED驅動電源。與(yu) 傳(chuan) 統電光源發光原理（白熾燈的熱幅射和熒光燈等的氣體(ti) 放電）不同，LED的發光是電致發光，由於(yu) 轉換效率的問題，輸出的大部分能量主要以非輻射複合發生的點陣振動的形式轉化熱能。而熱量在LED內(nei) 的傳(chuan) 遞的方式不是輻射而是傳(chuan) 導。所以在LED燈具散熱設計中主要目標是有效地將LED芯片的熱有效地傳(chuan) 導出去，並有效地控製LED燈具內(nei) LED結溫。#p#分頁標題#e#
    　對於(yu) LED燈具，除了LED是發熱部件外，LED燈具中的驅動器也是發熱部件，為(wei) 了保證具有與(yu) LED光源協調的壽命，LED驅動器的熱控製也非常重要，如果采用內(nei) 裝的驅動電源，燈具應根據其內(nei) 環境溫度選擇標有相應tc的驅動器。而驅動器獨立安裝時，則應根據安裝地可能的環境溫度選擇相應tc驅動器。
   　 d. 機械部件和結構
  　  機械的作用是通過結構設計把燈具的光學係統、電氣係統和熱係統的位置和相互關(guan) 係確定下來，使燈具得以在設定的環境中固定並安全的使用。
   　 傳(chuan) 統燈具的機械係統由固定光源、反射器、燈的控製裝置等部件的結構、軟纜或軟線的走線結構、密封結構、機械防護結構、燈具固定結構和燈具調節結構等部分構成，具體(ti) 由燈座或光源連接器、燈座安裝支架、軟線固定架、接線端子座、外殼、燈罩和燈具安裝架等組成。由於(yu) LED光源的特性，LED燈有封裝、模組、LED光引擎、整體(ti) 式LED燈、非整體(ti) 式LED燈等幾種形式，除了最後兩(liang) 種形式可能具有與(yu) 傳(chuan) 統光源燈具類似內(nei) 部結構以外，其他LED燈不帶有標準燈頭，這種情況下，LED燈具具有如下結構特征：
 　   LED燈具中沒有燈座，而是用連接件完成LED燈與(yu) 燈具的電氣連接，並采用其他方式將LED燈固定到燈具主體(ti) 上。
   　 為(wei) 了導出LED芯片產(chan) 生的熱，LED燈具有大量的散熱片，燈具的體(ti) 積和重量比傳(chuan) 統光源燈具大得多，燈具的安裝結構應作相應考慮，以保證安裝的安全性和可靠性。同時散熱片應設計成容易清潔或不容易積灰的結構，否則，散熱片的效率會(hui) 很快降低。
  　  當LED燈具使用了電源線，而且電源線是可以拆卸進行維護時，屬於(yu) 非Z型連接，與(yu) 非Z型連接的傳(chuan) 統光源一樣，LED燈具也應使用軟線固定架。
 
　　三、LED燈具存在的問題
   　 由於(yu) LED具有的多重特殊性，我們(men) 對它的美好未來充滿期待的同時，也不應回避它目前存在的一些不足。
   　 1．我國生產(chan) 的大部分路燈的光度分布不合理。
    　以美國能源部（DOE）出版的SSL燈具符合能源之星的合格判據作為(wei) 標杆，我們(men) 對2007年至2009年檢測的200個(ge) LED路燈光度數據進行評價(jia) 發現，隻有3個(ge) LED路燈能夠滿足DOE規定的路燈光度分布和能效的相關(guan) 要求，合格率僅(jin) 為(wei) 1.5%。所測的LED路燈質量離DOE的標杆要求相差甚遠，有待大大地提高。
  　  2．在具有防浪湧幹擾功能的LED路燈中普遍存在的絕緣耐壓問題。
 　   LED路燈的EMS設計隻考慮了防浪湧幹擾的功能，忽略了燈具安全標準中對電氣強度的要求，應強調LED路燈設計輸入的充分性，在滿足安全要求的基礎上考慮其他功能。
    　3．市場上存在一些質量非常差的產(chan) 品，表現為(wei) 不明亮、短壽命、顏色差。
  　  4．產(chan) 品聲稱的性能不準確。
 　   5．產(chan) 品標簽上的信息不充分。
   　 6．顏色質量方麵存在很多問題，如顯色性。
  　  7．照明設計者仍然不信任SSL產(chan) 品。他們(men) 說需要更多的標準。
  　  8．成本仍然太高，但政府高調激勵使用SSL產(chan) 品。
  　  四、國外LED燈具標準和國內(nei) LED燈具標準的情況
　    類似傳(chuan) 統照明產(chan) 品，市場上銷售的LED照明燈具需要依賴產(chan) 業(ye) 發展標準和測試方法來表征其性能和安全性，國家標準和測試方法對新照明產(chan) 品設計和培育消費者信心是非常關(guan) 鍵的。下麵，我們(men) 以表格的形式羅列了國際照明協會(hui) （IEC）、美國能源之星（EnergyStar）、北美照明學會(hui) (IESNA. LED燈具有關(guan) 標準的出版情況以及正在製訂IECLED燈具有關(guan) 的標準情況，同時就我國LED燈具有關(guan) 的GB國家標準的出版情況進行了介紹。
   　 目前國內(nei) LED燈具標準的情況
  　  從(cong) 上麵總結的表格中可以看出，與(yu) LED燈具有關(guan) 國際IEC標準（僅(jin) EMC）對應的LED燈具有關(guan) GB國家標準（僅(jin) EMC）基本滿足現行LED燈具電磁兼容性測試要求。而除EMC外的與(yu) LED燈具有關(guan) 的國際IEC標準大部分集中在安全標準上，性能有關(guan) 標準仍缺乏。
    　在LED光生物安全性檢測標準上，由於(yu) LED出身於(yu) 半導體(ti) 行業(ye) ，一直以來，LED的光生物安全問題都是按照IEC608251標準進行衡量。然而，隨著研究水平的不斷深入，人們(men) 發現LED的寬光譜和擴散光束輸出特性與(yu) 激光存在顯著的不同，IEC608251標準明顯不能夠完全滿足LED產(chan) 業(ye) 發展的需求。鑒於(yu) 此，CIE於(yu) 2002年發布了CIES009/E:2002《燈和等係統的光生物安全性》。此標準可對發射200nm到3000nm波長範圍的燈和燈係統光學輻射的光生物危害進行評估，包括發光二極管（LED）但不包括激光。此標準適合用來評價(jia) LED燈具的光生物安全性。最新的CTL提案（PDSH0748）中涉及到LED光生物安全的標準已經改為(wei) IEC62471。目前許多歐洲國家已經開始使用IEC62471標準進行LED燈具的光生物安全性評估。所以，從(cong) 技術上講，LED燈具的光生物安全性標準目前已經製定完成，可以使用。為(wei) 與(yu) 國際標準接軌，我國也於(yu) 2006年發布了等同采用IEC62471的國家標準GB/T201452006《燈和等係統的光生物安全性》，為(wei) LED燈具光生物安全性能檢測提供技術支撐。