led筒灯性能评价

led筒灯性能评价

led筒灯节能认证技术指标路灯灯是一种融入天花板上光线的路灯，属于定向照明。对于LED筒灯来说,只有其对立面才能受光,与普通照明灯具相比有较好的聚光性,明暗对比强烈,更加突出被照物体,通常应用于普通照明和辅助照明。2013年11月1日,中国质量认证中心(CQC)发布了LED筒灯的节能认证技术规范和新修订的自愿性认证规则,分别为CQC3128-2013《LED筒灯节能认证技术规范》和CQC31-465315-2013《LED筒灯节能认证规则》。在参照GB/T29293、GB/T29294和GB/T29295试验方法和要求的基础上,新版节能认证技术规范CQC3128-2013与旧版CQC3128-2010的差异主要表现在:按照口径尺寸和光通量对LED筒灯进行分类;提高光效、光通维持率和功率因素的要求;提高显色和颜色均匀的水平和增加光生物安全的要求。本文根据室内照明灯具的最新技术要求,通过检测数据从光度学、色度学和光生物安全的角度对LED筒灯进行简单的光学性能评价。1led筒灯初始光效及维持率方面有一直以来,LED光源的高光效是行业各个厂商追求的重点性能指标,也是国家实现半导体照明节能规划的关键基础。因此,LED照明产品的光效竞赛也一直是照明产品设计和生产的重要推动力。对于LED筒灯而言,同等亮度的耗电大约为普通节能灯的一半甚至更低。新版节能认证技术规范CQC3128-2013中对LED筒灯的初始灯具光效的要求也提高了,而且不能低于标称值的要求,具体见表1。在分类上,不仅用尺寸规格进行划分,而且给出了相应的光通量的规格。由于在此之前没有在尺寸上划分的这么细致,所以粗略统计以前检测的LED筒灯的初始光效时,忽略尺寸,LED筒灯初始光效和额定光通量的关系如图1所示。对LED筒灯的光度和色度表征可以用卧式分布光度计或者积分球来进行检测。从图1可以发现,额定相关色温≤3500K时初始效能不低于70lm/W,3500K<额定相关色温≤6500K时初始效能不低于77lm/W,确保满足初始灯具效能要求的比例约为51.3%(20/39)。这说明还是有相当多的LED筒灯是达不到新版节能认证技术规范的要求的,这里就需要厂商根据新标准的要求进行重新规划和设计了。此外,对光通量维持率的要求也提高了,要求老炼3000h光通维持率不应低于96.5%,6000h光通维持率不应低于93.1%。统计检测过的LED筒灯的光通维持率的数据,发现3000h和6000h的光通维持率都能满足新规范的要求,这点说明以前检测合格的LED筒灯产品在光通量的维持上是还是很稳定的。但是,从图中可以发现很多样品的光通维持率超过100%,在同样准确的检测方法的基础上,需要对产品本身的光通量特性进行进一步的研究了。2led的显色指数参照GB/T29294,CQC3128-2013对LED筒灯在显色性方面增加了一般显色指数大于80的同时要求R9>0。R9这个参数是指对红色的敏感程度,数值越大说明对红色的敏感程度越高,红色还原真实性就越高。比如,医疗设备内窥镜上LED的R9参数一定要高,这样才能看清血管。而在室内照明上,R9越低红色失真就越严重,不能为负数。R9值太低,最直观的效果就是出来的光亮度高,用来照射物体容易出现偏色。比如在商照领域中用来照明水果、服装等,效果比较差。同时使人的眼睛也不舒服,影响视力。要降低LED的光危害,首先就是提升显色指数,尤其是提升R9能使整个LED的光谱得到明显改变。但是R9要提升却比较困难,需要在封装环节多注意。据了解,LED照明产品特别是室内照明方面一般要求R9>0,而一些比较好的产品R9值一般都在20~60之间。R9能够达到60的,显色指数都是在90以上,所以对灯珠各方面的要求也比较严格。R9的数值和一般显色指数的关系如图3所示。从图中可以看出,一般显色指数的数值随着R9值的增大而增大,当R9为负数的时候,一般显色指数都是小于80的,而且绝大多数合格的LED筒灯的都满足新标准的显色这方面的要求。要使得R9>0,就尽量不用价格低廉的灯珠,另外在封装环节,要增加荧光粉的均匀性,比如加红粉,但是同时也提高了灯珠的价格,所以要在符合新版LED筒灯的技术规范的基础上找到1个平衡的区间。3led筒灯频闪的测量无论是传统光源还是新型的固态照明光源,只要在交流电流下工作都会产生闪烁。对闪烁程度的观测取决于交流电流的频率,光源发出的光的持续性和观察的条件。闪烁对在观察范围内的移动物体作用显著,在闪烁照明下的物体呈现出静止或不同于其实际运动状态的现象称为频闪效应。频闪效应的级别取决于闪烁的速度和幅度,以及物体运动的速率和观察状态。而频闪效应会带来很多不良的生理反应,比如头痛、眼睛疲劳、光敏性癫痫、视力下降、注意力分散和在自闭症人之间增加重复行为。作为室内照明的“新宠”,LED筒灯的频闪效应自然是非常值得关注的。IESNA(北美照明工程学会)的照明专家已经提出并使用了两个参数来表征光度频闪的特性,分别是闪烁百分比和闪烁指数,两者的计算方法如图4所示。两种度量方法的区别在于闪烁百分比只是峰值峰值的比例,而闪烁指数能很好地阐述输出波形的的差异,数学表征上也更加精确,但是较少的人知道闪烁指数,并且照明文献中也很少发现有人进行研究,部分原因可能是因为闪烁指数需要复杂的数学积分和对相关波形的精确采集。有鉴于此,目前通用的频闪评价参数选择闪烁百分比,也可以叫做波动深度,波动深度是在周期性的光输出波形中,1个周期内的最大值和最小值的差异占光输出最大值和最小值之和的比例,以百分比表示。波动深度和频率的关系如图5所示,图5中无影响区域用绿色表示,低风险区域用橙色表示。低风险区域的上限是波动深度线,小于闪烁频率×0.08,相当于无影响边缘的2.5。而对LED筒灯而言,为了考察它的频闪特性,挑选了不同厂商、不同规格的合格产品进行频闪测试。所采用的LED筒灯尽可能地选用老炼1000h的,因为这样对应的光通量会非常接近额定光通量。采用的测试系统所需要的设备主要包括TektronixTDS2024B数字示波器,ThorlabsDET10A硅光探头和遮光盒(或暗室),如果要检测小信号的照明产品,还需要跨阻抗放大器。通过采集LED筒灯的输出波形,计算得出相应的波动深度随着不同规格大小额定光通量的变化曲线,如图6所示。对于频闪的评估方案采用了IEEE风险评估草案《LED照明闪烁的潜在健康影响》,对于在额定电压下工作的LED筒灯,工作频率一般为100Hz,其光输出波形的波动深度应不大于图5中所列低风险区域,而工作频率100Hz的视觉作业台灯的波动深度限值为3.2%。而从图6中可以发现,只有22.2%(4/18)的受测产品的波动深度小于10%,除去两个特例点超过40%,有2/3的受测LED筒灯的波动深度在10%~40%之间。此外,在测试的过程中也发现了标准正弦波之外的其他多波峰波形,以后对频闪的研究是否需要再引入闪烁指数的表征也需要进一步探讨。为了提供具有良好视觉感受的照明氛围,保护视力和人身健康,提高工作效率和舒适程度,要求尽可能的减少照明光源的频闪,常用的技术方案有:改进供电质量及供电方式;提高工作频率;减小整流滤波直流输出的电压纹波和使用直流稳压电源供电等。4led筒灯的特性本文在LED筒灯节能认证技术规范新版CQC3128-2013的发布之际,主要从光效、光通量、显色指数和频闪等方面对LED筒灯的光学性能进行评价。在LED筒灯的尺寸和光通量的规格分类上,新版技术规范更加细致的为LED筒灯指出了以后的产品类别。LED筒灯的光效有待于在新版下持续提高,由于LED芯片的不断发展,很有可能会有大量的市场产品满足光效要求。对显色性的要求,不仅初始一般显色指数要大于80,而且要满足R9>0。另外在色温方面,参照视觉作业台灯的最新要求,LED筒灯的相关色温应不高于4000K,这个主要是考虑到蓝光对司辰节律的影响。蓝光的波长在450nm左右,正好与人的司辰视觉有关,它有较强的使人分泌褪黑色素抑制剂的能力。褪黑色素的减少会使人兴奋而难以入眠,长此以