1、目 錄燈具術語和定義照明的基本概念照明術語及顏色和波長燈具的防護等級燈具的符號說明標記燈具的解釋照明燈具分類燈具基本安規知識LED燈具的結構常見LED燈具燈頭溫度對LED燈具的影響LED一些成品燈具的主要參數LED日光燈節能及參數對比LED與傳統照明成本分析LED壽命分析影響LED燈具品質的幾大因素燈具主要電性參數LED封裝形式LED燈具熱設計及熱管理設計高功率LED燈具的指導原則先散熱片做LED燈具的原則LED燈具 常用的一些熱設計結構LED燈具常用二次配光光杯及透鏡LED燈具透鏡材料，一次配光及二次配光LED透鏡的應用及生產LED燈具電源分類燈具術語和定義燈的分類燈的分類 按安裝方法，模塊

2、可分為：內裝式；獨立式；整體式。 按燈具結構，可分為： I I類燈具類燈具 class I luminaireclass I luminaire燈具的防觸電保護不僅依靠基本絕緣，而且還包括附加的安全措施，即易觸及的導電部件連接到設施的固定布線中的保護接地導體上，使易觸及的導電部件在萬一基本絕緣失效時不致帶點。 IIII類燈具類燈具 class II luminaireclass II luminaire燈具的防觸電保護不僅依靠基本絕緣，而且具有附加安全措施，例如雙重絕緣或加強絕緣，沒有保護接地或依賴安裝條件的措施。IIIIII類燈具類燈具 class III luminaireclass II

3、I luminaire防觸電保護依靠電源電壓為安全特低電壓（SELV），并且不會產生高于SELV電壓的燈具。等效安全特低電壓控制裝置等效安全特低電壓控制裝置 safety extra-low voltage-equivalent controlgear 輸出電壓時安全特低電壓，其輸出端與電源及其連接導體之間具有隔離和強化絕緣或雙重絕緣的LED模塊用電子控制裝置。初始光效初始光效/ /光通量光通量 initial luminous efficacy/luminous fluxinitial luminous efficacy/luminous flux燈的初始光通量可由制造商或銷售商宣稱，但其實

4、測值應不低于標稱值的90%壽命壽命 lifelife 一只成品LED燈（模塊）從燃點至“燒毀”或LED燈（模塊）工作至低于本標準中所規定的壽命性能的任一要求時的累積時間。 平均壽命（50%照明LED模塊失效時的壽命）：LED燈（模塊）的光通維持率達到本標準的要求并能繼續燃點至50%的LED燈（模塊）達到單只LED燈（模塊）壽命時的累積時間。平均壽命應不低于25000h。光通維持率：模塊在規定的條件下燃點，在壽命期間內一特定時間的光通量與該模塊的初始光通量之比，以百分比數表示。開關測試：在額定輸入電壓下，將燈開啟和關閉各X秒，循環重復進行X次，在試驗結束后燈應能正常工作15min。單位：照明的基

5、本概念照明術語光通量光通量()() : 點光源或非點光源在單位時間內所發出的能量,其中可產生視覺者(人能感覺出來的輻射通量)即稱為光通量。光通量的單位為流明(簡寫lm),1流明(lumen或lm)定義為一國際標準燭光的光源在單位立體弧角內所通過的光通量。例如一個100瓦（W）的燈泡可產生1,750lm，而一支40W冷白日光燈管則可產生3,150lm的光通量。根據定義，1lm為發光強度（l）1cd的均勻點光源在1球面度立體角內發出的光通量。 光照度：光照度： 可用照度計直接測量。光照度的單位是勒克斯，是英文lux的音譯，也可寫為lx。被光均勻照射的物體，在1平方米面積上得到的光通量是1流明時，它

6、的照度是1勒克斯。發光強度：發光強度： 簡稱光強，國際單位是candela（坎德拉）簡寫cd。Lcd是指光源在指定方向的單位立體角內發出的光通量。光源輻射是均勻時，則光強為I=F/，為立體角，單位為球面度（sr）,F為光通量，單位是流明，對于點光源由I=F/4 。左右。光亮度：光亮度： 表示發光面明亮程度的，指發光表面在指定方向的發光強度與垂直且指定方向的發光面的面積之比，單位是坎德拉/平方米。對于一個漫散射面，盡管各個方向的光強和光通量不同，但各個方向的亮度都是相等的。電視機的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面，所以從各個方向上觀看圖像，都有相同的亮度感。光光 效：效：光源發出的光通量除以光源的

7、功率。它是衡量光源節能的重要指標。單位：每瓦流明（Lm/w）。顯色性：顯色性：光源對物體呈現的程度，即顏色的逼真程度。常稱“顯色指數”單位：Ra。 色色 溫：溫：以絕對溫度開爾文（K ）來表示，即將一標準黑體加熱，溫度升高到一定程度 時顏色開始由深紅 - 淺紅 - 橙黃 - 白 - 藍，逐漸改變，某光源與黑體的顏色相同時， 我們將黑體當時的絕對溫度稱為該光源之色溫。 光源色溫不同，光色也不同：色溫在 3000k 以下有溫暖的感覺，達到穩重的氣氛； 色溫在 3000k-5000k 為中間色溫，有爽快的感覺；色溫在 5000k 以上有冷的感覺光束角：光束角：通常稱角度，指于垂直光束中心線之一平面上

8、，發光強度等于50%最大發光強度的二個方向之間的夾角 。顏色和波長顏色和波長 光的顏色是否可以看見是由它的波長決定，光的波長是以納米（nm）為單位。發光二極管發出的光幾乎都是一致的也就是說它幾乎都是在一個波長，發出非常純的顏色。可見光的波長范圍為380nm780nm，以下是光的顏色和它的波長： 中紅外線紅光： 4600nm - 1600nm -不可見光 低紅外線紅光： 1300nm - 870nm -不可見光 850nm - 810nm -幾乎不可見光 近紅外線光近紅外線光: :（780740nm）紅色光： 630nm - 620nm - 橙紅 橙色光： 605nm - 琥珀色光綠 色 ： 5

9、25nm - 純綠色 藍 色： 470nm - 460nm-鮮亮藍色； 450nm - 純藍色 ； UV-AUV-A型紫外線光： 370nm -幾乎是不可見光，受木質玻璃濾光時顯現出一個暗深紫色。燈具的防護等級(IP(IP表示防護，后面第1 1個數字表燈具防塵，第2 2個數字表示燈具防水) )燈具的符號說明照明燈具的分類照明燈具的分類方法繁多，如按用途分類、按CIE推薦的根據光通量分配比例分類和按防塵、防潮、防觸電等級分類等。其中，按用途分類已在消費者指南分冊中描述外，其余分類法將在本分冊內加以敘述。 按國際照明委員會（CIE）推薦的燈具分類（室內照明） 根據國際照明委員會(CIE)的建議，燈

10、具按光通量在上下空間分布的比例分為五類：直接型、半直接型、全漫射型（包括水平方向光線很少的直接間接型）、半間接型和間接型。 (1) 直接型燈具(direct lighting luminaire) 此類燈具絕大部分光通量（90-100%）直接投照下方，所以燈具的光通量的利用率最高。 (2) 半直接型燈具(simi-direct lighting luminaire) 這類燈具大部分光通量（60-90%）射向下半球空間，少部分射向上方，射向上方的分量將減少照明環境所產生的陰影的硬度并改善其各表面的亮度比。 (3) 漫射型或直接間接型燈具(diffused lighting luminaire)

11、燈具向上向下的光通量幾乎相同（各占40%-60%）。 最常見的是乳白玻璃球形燈罩，其他各種形狀漫射透光的封閉燈罩也有類似的配光。這種燈具將光線均勻地投向四面八方，因此光通利用率較低。(4) 半間接燈具(simi-indirect lighting luminaire) 燈具向下光通占10%-40%，它的向下分量往往只用來產生與天棚相稱的亮度，此分量過多或分配不適當也會產生直接或間接眩光等一些缺陷。 上面敞口的半透明罩屬于這一類。它們主要作為建筑裝飾照明，由于大部分光線投向頂棚和上部墻面，增加了室內的間接光，光線更為柔和宜人。 5) 間接燈具(indirect lighting luminair

12、e) 燈具的小部分光通（10%以下）向下。設計得好時，全部天棚成為一個照明光源，達到柔和無陰影的照明效果，由于燈具向下光通很少，只要布置合理，直接眩光與反射眩光都很小。此類燈具的光通利用率比前面四種都低。燈具安規基本知識CCC認證：即是“中國強制認證”，其英文名稱為“China Compulsory Certification”，縮寫為CCC。CCC認證的標志為“CCC”，是國家認證認可監督管理委員會根據強制性產品認證管理規定（中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局令第5號）制定的。 CCC認證對涉及到的產品執行國家強制的安全認證。 CE認證：“CE”CE”標志是一種標志是一種安全認證安全認證

13、標志，被視為制造商打開并進入標志，被視為制造商打開并進入歐歐洲洲市場的護照。市場的護照。CECE代表歐洲統一（代表歐洲統一（CONFORMITE EUROPEENNECONFORMITE EUROPEENNE）。凡是貼）。凡是貼有有“CE”CE”標志的產品就可在歐盟各成員國內銷售，無須符合每個成員國標志的產品就可在歐盟各成員國內銷售，無須符合每個成員國的要求，從而實現了商品在歐盟成員國范圍內的自由流通。的要求，從而實現了商品在歐盟成員國范圍內的自由流通。LEDLED燈具結構LEDLED燈具是由光源，燈具標準接口，散熱器，光學系統，燈具是由光源，燈具標準接口，散熱器，光學系統，驅動電源驅動電源5

14、 5部份構成；部份構成； 溫度對LED的影響由于LED的光電參數受溫度的影響很大。通過對大功率白光LED發光效率進行研究，得出溫度對節電壓和LED發光效率的影響。電壓的升高，意味著PN結溫度升高，隨著溫度的升高，壁壘中輻射復合幾率降低，從而降低了發光效率；電流的升高，使更多的非平衡載流子穿過勢壘，降低了發光效率。LED工作時，過高的工作溫度或者過大的工作電流都會產生明顯的光衰，如果LED工作溫度超過芯片的承載溫度，這將會使LED的發光效率快速降低，產生明顯的光衰，并且對LED造成永久性破壞。 LEDLED燈管的熱量累計不僅影響燈管的熱量累計不僅影響LEDLED的電氣性能，還可能最終導致的電氣性

15、能，還可能最終導致LEDLED失效。因此，為了保失效。因此，為了保證證LEDLED燈的壽命，散熱成為白光燈的壽命，散熱成為白光LEDLED應用的一個關鍵技術，減少或者迅速耗散應用的一個關鍵技術，減少或者迅速耗散LEDLED產生的熱產生的熱量成為白光量成為白光LEDLED在應用設計方面的首要問題在應用設計方面的首要問題。 LEDLED屬于點狀光源，如果使用較差的屬于點狀光源，如果使用較差的LEDLED，那么，那么LEDLED在工作過程中會放出大量的熱量在工作過程中會放出大量的熱量, ,使使管芯結溫迅速上升管芯結溫迅速上升,LED,LED功率越高功率越高, ,發熱效應越大發熱效應越大.LED.LE

16、D芯片溫度的升高將導致發光器件性能芯片溫度的升高將導致發光器件性能的變化與電光轉換效率衰減的變化與電光轉換效率衰減, ,嚴重時甚至失效嚴重時甚至失效。 LEDLED電源的質量直接制約了電源的質量直接制約了LEDLED產品的可靠性產品的可靠性 ，因此，國際市場上國外客戶對，因此，國際市場上國外客戶對LEDLED驅動驅動電源的效率轉換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高，因為電源電源的效率轉換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高，因為電源在整個燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要。在整個燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要。 LEDLED在其電流極限參數范圍內流

17、過在其電流極限參數范圍內流過LEDLED的電流越大，它的發光亮度就越的電流越大，它的發光亮度就越高高. .即即LEDLED的亮度與它的工作電流成正比的亮度與它的工作電流成正比. .但如果流過但如果流過LEDLED的電流超出極限參數范圍的電流超出極限參數范圍,LED,LED就會出現飽和就會出現飽和, ,不僅使發光效率大幅降低不僅使發光效率大幅降低, ,而且使用壽命也會縮短而且使用壽命也會縮短 LEDLED是一個方向性的點光源，如何創造性地應用是一個方向性的點光源，如何創造性地應用LEDLED的這個特點，營造一的這個特點，營造一個舒適的光環境是個舒適的光環境是LEDLED燈光學設計技術的核心。燈光

18、學設計技術的核心。LEDLED光源本身一般會有透鏡或者光源本身一般會有透鏡或者透射材料，用于提高光線出射效率，同時滿足出光約透射材料，用于提高光線出射效率，同時滿足出光約120120度的配光分布，一般稱度的配光分布，一般稱為一次光學設計。但是為了滿足室內照明的各種需求，需要將光根據需要重新為一次光學設計。但是為了滿足室內照明的各種需求，需要將光根據需要重新分配，采用何種方式將分配，采用何種方式將LEDLED發出的光進行二次分配，以達到舒適的光環境，也是發出的光進行二次分配，以達到舒適的光環境，也是影響影響LEDLED品質的重要因素。品質的重要因素。 即即LEDLED燈具正常工作所需要的電壓值，

19、根據不同的國家有著不同的輸燈具正常工作所需要的電壓值，根據不同的國家有著不同的輸入電壓值，我們通常指的民用全電壓就是入電壓值，我們通常指的民用全電壓就是AC85264VAC85264V。 輸入功率是指各類用電器件的輸入電壓和輸入電流的乘積，即電源或輸入功率是指各類用電器件的輸入電壓和輸入電流的乘積，即電源或 電網給各類用電器件提供電能的功率。電網給各類用電器件提供電能的功率。 單位單位瓦特（瓦特（W W） PiPi（輸入功率）（輸入功率） =Vin=Vin（輸入電壓）（輸入電壓）* *IiIi（輸入電流）（輸入電流）又稱為功率因子，英文縮寫又稱為功率因子，英文縮寫PF(Power Factor

20、),PF(Power Factor),是有功功率與視在功是有功功率與視在功率的比值。功率因數在一定程度上反映了電能得以利用的比例，是合理率的比值。功率因數在一定程度上反映了電能得以利用的比例，是合理用電的重要指標。用電的重要指標。 恒流精度意指當驅動電源的輸入電壓在一定范圍內變化時，輸出電流波動值恒流精度意指當驅動電源的輸入電壓在一定范圍內變化時，輸出電流波動值與與額定輸出電流之比，通常用百分數來表示額定輸出電流之比，通常用百分數來表示. .如某如某LEDLED驅動電源額定輸出電流驅動電源額定輸出電流0.45A,0.45A,當輸入電壓在當輸入電壓在AC80264VAC80264V變化時，測得輸

21、出電流在變化時，測得輸出電流在0.43-0.450.43-0.45之間變化之間變化, ,那么恒流那么恒流精度精度=(0.45-0.43)=(0.45-0.43)0.450.045 =4.5%.0.450.045 =4.5%.恒流精度越高恒流精度越高, ,則則LEDLED工作越穩定工作越穩定, ,反之反之, ,則則會出現頻閃現象，更為嚴重的還會導致會出現頻閃現象，更為嚴重的還會導致LEDLED失效。失效。 電磁兼容（電磁兼容（EMCEMC）是指設備或系統在所處的電磁環境中能正常工作并且不）是指設備或系統在所處的電磁環境中能正常工作并且不對對該環境中任何其他事物構成不能承受的電磁騷擾的能力（如導致

22、收音機無法正該環境中任何其他事物構成不能承受的電磁騷擾的能力（如導致收音機無法正常常播放、導致電視畫面出現雜迅等現象）。播放、導致電視畫面出現雜迅等現象）。LED一些成品燈具的主要參數辦公照明（以日光燈為例）商業照明（以筒燈和軌道燈為例）戶外照明（以路燈和隧道燈為例）LEDLED與傳統照明成本分析1. 隨著發光效率和生產效率的快速提高,同樣亮度的 LED 燈近幾年內總成本快速下降，LED 燈將可在成本上和熒光燈一競高低。2.白熾燈、熒光燈和 LED LED 燈使用 30000 30000 小時成本對比 LEDLED壽命分析 LED之所以持久，是因為它不會產生燈絲熔斷的問題。LED不會直接停止運

23、作，但它會隨著時間的流逝而逐漸退化。一般 LED可以使用50,000小時以上，其發光強度會從標稱值逐步下降到70%左右,影響LED壽命的原因有如下幾個1.1.光源光源 LED芯片質量是影響壽命的重要原因，同時芯片的設計和材料可以影響LED壽命的。 LED封裝技術也是影響LED壽命的一個重要原因，一個可靠的封裝廠家對于LED壽命有很大的關系。 2.2.電源的設計電源的設計 因為LED的離散性特強，壓降、波長、光色、高度差別很大，只有上述幾個指標一致的LED才能并聯在一起使用反之 壓降低的電流很大，壓降高的電流很小，造成光色、高度不均，電流大的壽命縮短。電源自身壽命也是個重要的原因，一般電解電容在

24、105的情況下有8000小時的壽命，4060情況下有15000小時的壽命，無電解電容可以保30000小時。 3.3.散熱方面的設計散熱方面的設計 散熱是影響LED壽命的一個重要的原因之一，LED 的發光需要電流驅動, 輸入LED 的電能中, 只有約15%有效轉化為光, 大部分(約85%)因無效而轉化為熱。其中環境溫度非常的重要，環境溫度可以影響到LED燈具散熱溫度520度的變化。LED封裝形式一、一、LEDLED封裝形式封裝形式： 1. Lamp-LED(垂直LED) 2. SMD-LED(表面貼片封裝) 0603,0805,1206等用在手機上 3020,3528,5050等用在照明上 3.

25、Side-LED(側發光LED) 4.TOP-LED(頂部發光LED) 5.High-Power-LED(功率型封裝LED) 如景觀燈，球泡燈，燈杯等LEDLED燈具的散熱設計散熱問題是瓶頸問題：LED燈約有70-80%的能量轉化為熱量。如不能有效地散發出去，將使LED結溫升高，過高的結溫不但會使LED的壽 命急劇衰減，還會影響LED的峰值波長，光功率，光通量 等諸多性能參數。LEDLED熱量管理在固態照明行業， LED 在亮度方面處于領先地位，它提供可回流焊設計，從而更加便于使用和熱量管理。采用 LED 的照明應用不僅使光輸出最大化，而且提高了設計靈活性，同時將對環境的影響降到最低。本應用說

26、明可作為LED熱管理方式理解的指導，幫助使用者將接合點溫度升高所帶來影響降至最低。它們在專業性和通用性照明應用中都得到了廣泛的使用。當設計使用LED的照明系統時，最關鍵的設計參數之一就是該系統從LED接合點排除熱量的能力。 LED接合點很高的工作溫度會破壞LED的性能，導致光輸出衰減和工作壽命減少。大多數LED失效機制都和溫度密切相關。LED接合點溫度的升高會導致光輸出的減少，加速芯片老化。 每種產品系列的最高接合點溫度都已在產品數據表中列明。 接合點溫度主要受到三個參數的影響： LED周邊環境的溫度在LED接合點和外部條件間的導熱通道LED釋放的能量設計高功率LEDLED燈具的指導原則在設計

27、帶有高功率LED的照明系統時，應當遵循以下通用指導原則：成功進行散熱設計要考慮的最重要因素是，將需要移除的熱量降至最低。將LED驅動電路和LED電路板隔開非常重要，只有這樣驅動器所產生的熱能才不會導致LED接合點溫度升高。 下一個最有效的策略是將固燈具置里面的溫度降至最低。只要注意幾個設計參數，這個目標就能實現，比如說考慮防止整個系統達到整體功率密度的上限值的保守封裝設計。保證進行自然對流冷卻的通路潔凈、暢通無阻也非常重要。 提高散熱片和LED間的熱傳導性對于熱管理非常有必要。盡管從散熱片上移除熱量是通過對流實現，從LED到散熱片的通道卻是通過傳導方式。最后，LED PCB電路板/散熱片的朝向

28、在設計時也需要慎重考慮。 正確安裝電路板/散熱片非常重要，使散熱面保持垂直。 如果電路板平面是水平的，那么它將會阻止空氣對流的形成，這樣就會顯著降低系統的冷卻性能。表面積 熱傳輸只會發生在散熱片的表面。所以，散熱片在設計時應當擁有相對比較大的表面積。使用許多優質翼片或增加散熱片尺寸規格，都能夠達到這個目的。空氣動力學特性 散熱片的設計需要要能使空氣很容易且很快速地流通。有許多個相互間距小的優質散熱翼片的散熱片,可能不能使空氣氣流很好地流通。必須在高表面積（許多個相互間距小的翼片）和良好空氣動力學特性間進行權衡。在散熱片內部的熱傳輸：如果熱量不能到達它們，那么這些冷卻翼片就是無效的。散熱片設計應

29、當使其允許足夠的熱量從熱源傳輸到翼片。比較厚一點的翼片具有好的熱傳導性；所以必須要在在較大表面積（多個薄翼片）和良好熱傳輸性（更厚的翼片）間實現平衡。所使用的材料對于散熱片內部的熱傳輸有著顯著的影響。選散熱片做LED燈具時，應遵循以下原則安裝方法：為了實現更好的熱傳輸，散熱片和熱源間的壓力必須比較高。散熱片夾接觸面積的平整性：和LED或PCB相接觸的散熱片部分必須絕對平整。平整的接觸面允許使用一層更薄的熱敏化合物層，它能夠減少散熱片和LED源間的熱阻。在設計時要考慮能夠提供高壓，同時很容易安裝。通常帶螺釘或彈簧的散熱片固定架要比一般的夾子要更好。當不能使用夾子或螺釘時，只能使用熱傳導膏體或膠帶。LEDLED燈具常用的一些熱設計結構 LED熱管散熱器 肋片散熱LED路燈LEDLED燈具常用二次配光光杯及透鏡棱形: 橙皮紋 ： 亮面:透鏡:LED透鏡材料種類一次透鏡配光二次配光透鏡技術優缺點：1.透射控光的透鏡對LED本身具有保護作用，2.對于LED等小體積光