Введение

Применение светодиодов в области освещения стремительно развивается. Во всем мире около 1/3-1/2 коммерческих, промышленных и наружных светильников используют светодиодные модули. Потенциальная экономия энергии светодиодов превышает 50%, что в сочетании с долговечностью светодиодных светильников значительно снижает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание. Это делает срок окупаемости светодиодов коротким, и проекты освещения более склонны выбирать эту экологически чистую технологию освещения.

За последние несколько лет переход рынка на светодиодное освещение был намного быстрее, чем предсказывали исследования. За разработкой новых стандартов в области электроники и освещения иногда трудно угнаться, и различные стандарты постоянно обновляются. Для лиц, принимающих решения, и пользователей очень важно знать больше о технологии светодиодного освещения, производительности и стандартах, чтобы выбрать высококачественное светодиодное освещение. Это не только позволяет быстрее выбирать светильники для отраслевых клиентов, которые соответствуют их требованиям, но и гарантирует, что выбранные новые световые решения соответствуют соответствующим стандартам и требованиям к освещению.

Стандарты относятся к требованиям к производительности светодиодных светильников

В индустрии светодиодного освещения очень важно определить основные параметры светодиодных ламп и понять значение каждого параметра. Общее правило ЕС заключается в том, что электрооборудование, включая лампы, может размещаться на рынке только при условии соблюдения основных требований соответствующих европейских директив (переведенных в национальное законодательство). Источники света (лампы, модули) и светильники для освещения регулируются Директивой по низкому напряжению, Директивой по электромагнитной совместимости, Директивой ErP и общей директивой по безопасности продукции. Следовательно, эти продукты (включая уличные фонари, прожекторы,фонари для стадионов и внутреннее освещение) должны соответствовать требованиям по ЭМС, ЭМП, экологическому дизайну и другим требованиям. Международная электротехническая комиссия (МЭК) разработала стандарты производительности для светодиодных светильников и светодиодных модулей. Стандарты производительности для светодиодной продукции определяют критерии качества и определяют согласованные общие условия измерения. Таким образом, у всех, кто участвует или работает в светодиодной промышленности, есть основа для сравнения и оценки производительности светодиодных ламп. Эта статья основана на следующих стандартах для светодиодных светильников и светодиодных модулей.

• IEC 62722-1:2014, Характеристики светильника. Часть 1. Общие требования.
• IEC 62722-2-1:2014-11, Характеристики светильника Часть 2-1: Особые требования к светодиодным светильникам.
• IEC 62717:2014-12+AMD:2015, Требования к характеристикам светодиодных модулей для общего освещения
• IEC 62031:2020, Светодиодные модули для общего освещения. Требования к характеристикам светодиодных светильников напрямую связаны с положениями стандарта на светодиодные модули; поэтому этот стандарт также необходимо учитывать при оценке систем светодиодного освещения.
• IEC 62778:2014, Оценка опасности синего света всех светотехнических изделий.
• IEC 13032-1:2004, IEC 13032-2 and IEC 13032-4:2015, Свет и освещение – светораспределение и световой поток.

Основные требования к производительности

Номинальная входная мощность светодиодных светильников (Вт)

Если в светильнике используются сменные светодиодные модули/лампы, необходимо указать номинальную входную мощность и количество светодиодных модулей. Для светильников, использующих светодиодные модули, номинальная входная мощность светильника должна быть указана в спецификации лампы. При номинальном напряжении, номинальной температуре окружающей среды Та и 100% световом потоке (светоотдаче) после термостабилизации измеренная входная мощность (Вт) светодиодных ламп не должна превышать 10% заявленной номинальной потребляемой мощности. Когда номинальная входная мощность < 10 Вт, она должна быть с точностью до одного десятичного знака. Когда номинальная входная мощность больше или равна 10 Вт, она должна быть объявлена как целое число. Для светильников с технологией постоянного светового потока номинальная потребляемая мощность должна быть указана в начале и в конце срока службы светильника LxBy или на основе среднего срока службы светильника Lx.

Номинальный световой поток светодиодных светильников (лм)

Если это светодиодный светильник, номинальный световой поток в люменах (лм) должен быть указан в документации на изделие. Обычно это относится к начальному световому потоку нового светильника при заданных условиях эксплуатации. Номинальный световой поток светильника можно определить соответствующими методами расчета. Измеренное начальное значение светового потока светильника не должно быть ниже опубликованного номинального светового потока более чем на 10 %. Если не указано иное, значение светового потока, заявленное для светодиодного светильника в целом, основано на температуре окружающей среды 25°C. Дополнительную информацию по установлению значений светового потока (так называемая абсолютная фотометрия) можно найти в стандарте EN 13032-4.

Светоотдача светодиодных светильников (в лм/Вт)

Светоотдача светодиодных светильников — это отношение светового потока, излучаемого лампой, к потребляемой мощности (единица измерения: люмен/ватт), измеряемое в люменах на ватт. Это мера того, насколько хорошо источник света излучает видимый свет. Вообще говоря, чем выше эффективность, тем ниже мощность, при которой прибор может осветить целевую область. Однако для оценки производительности ламп, как правило, недостаточно учитывать только светоотдачу, поскольку световой поток лампы также включает рассеянный свет, который не способствует освещению целевой области. Например, для узконаправленных прожекторов и уличных фонарей необходимо учитывать не только световую отдачу, но и распределение силы света, подробности см. в следующем разделе.

Распределение силы света светодиодных светильников

Распределение силы света устанавливается с помощью гониофотометра и записывается в файлы проекта освещения (файлы IES или LDT). Пространственное распределение силы света источника света или лампы представлено кривой распределения силы света. В левой части рисунка ниже показано распределение силы света внутренних ламп, а в правой части рисунка ниже показано распределение силы света уличных фонарей. Сечения по вертикальной оси представлены кривыми распределения интенсивности (IDC) в C-плоскостях с соответствующими углами луча γ, которые должны быть построены в полярных координатах для соответствия стандарту EN 13032-2. Значение силы света выражается в кд (кандела) или кд/клм (кандела на тысячу люмен). Подробнее об интерпретации кривых распределения интенсивности см. в отдельной статье.

Коэффициент светового потока

Коэффициент светового потока описывает снижение светового потока с течением времени из-за старения светильника при нормальной эксплуатации (при этом исключаются внешние факторы, такие как грязь, оптика и легкое стекло). Это определяется как отношение амортизированного светового потока к исходному световому потоку. Для наружного освещения коэффициент светового потока определяется на уровне светильника. Коэффициент светового потока определяется исходя из номинального срока службы светильника и предоставляется производителем в соответствии со стандартом IEC 62722-2-1:2014. НАПРИМЕР, средний срок полезного использования Lx равен времени реализации проекта. Средний срок службы L90 = 100 000 часов соответствует 90 % остаточного светового потока через 100 000 часов, что дает коэффициент светового потока = 0,90.

Координаты цветности

Координаты цветности — это объективная мера качества цвета, не зависящая от яркости. Цветность состоит из двух отдельных параметров, обычно обозначаемых как оттенок (h) и цветность (s), где последняя также известна как насыщенность, цветность, интенсивность или чистота возбуждения. Величина этого параметра соответствует трехцветному зрению большинства людей, что и предполагает большинство моделей науки о цвете.

Диаграмма цветности представляет собой график, на котором показаны все возможные цвета. Каждый цвет определяется парой числовых координат – координатой цветности. Мы можем использовать диаграмму цветности, чтобы увидеть, как разные цвета света смешиваются друг с другом. Точки на изогнутой границе — чистые спектральные цвета — цвета радуги. Прямая линия между любыми двумя точками на диаграмме показывает все цвета, которые можно получить, смешивая эти цвета. Так что любой цвет внутри диаграммы можно сделать разными способами. Только цвета по краям диаграммы являются уникальными цветами. Если мы распространим эту идею на смеси трех цветов, мы получим треугольник. Этот треугольник называется цветовой гаммой. Они внутри гаммы показывают все цвета, которые можно получить от смешивания 3-х цветов в углах. Края гаммы — это цвета, полученные путем смешивания двух цветов в конце строки.

Цветопередача

Цветопередача, выраженная индексом цветопередачи (Ra). Хотя источники света дают один и тот же цвет света, источники света могут иметь различную цветопередачу из-за различного спектрального состава их световых лучей. Вводится общий индекс цветопередачи Ra, который дает шкалу для объективной идентификации характеристик цветопередачи источников света. Он показывает, насколько хорошо воспринимаемый цвет объекта соответствует его внешнему виду при определенном эталонном источнике света. Согласно EN 12464-1, источники света с индексом цветопередачи ниже 80 не должны использоваться на рабочих местах, где люди проводят много времени. Цветопередача со значением Ra выше 90 считается очень хорошей, а от 80 до 90 — хорошей.

Допуск цвета

Цветовые допуски можно точно определить с помощью координат x и y на диаграмме цветности CIE. В 1942 году ученый МакАдам экспериментировал с 25 цветами, используя коррелированную цветовую температуру, измеряя от 5 до 9 противоположных сторон каждой цветовой точки и записывая две точки, когда они смогли различить цветовую разницу. Результатом является ряд эллипсов различных размеров и длин, известных как эллипсы МакАдама – теория эллипсов МакАдама. Эллипс МакАдама относится к области на диаграмме цветности CIE, которая содержит цвета, которые человеческий глаз не может отличить от цвета в центре эллипса. Контуры эллипсов представляют собой различимые цвета. Эллипсы МакАдама часто удлиняются, например, в три, пять или семь раз по сравнению с их первоначальным диаметром. Эти 3-, 5- или 7-ступенчатые эллипсы МакАдама используются для различения двух источников света, а ступени представляют диапазон хроматической аберрации. Источник света с 3-ступенчатым эллипсом МакАдама показывает меньшую дисперсию, чем источник света с 5-ступенчатым эллипсом МакАдама. Следует позаботиться о том, чтобы хроматическая аберрация была небольшой, особенно при освещении, когда источники света расположены недалеко друг от друга и их можно увидеть одновременно.

Номинальная температура окружающей среды для светильников

На работу светильника влияет температура окружающей среды. Номинальная температура окружающей среды Ta — это максимальная температура, при которой светильник может работать в нормальных условиях эксплуатации (во время работы она может кратковременно превышать 10K). При Ta = 25°C светильник не нужно декларировать, а для других значений номинальной температуры окружающей среды необходимо декларировать. Чтобы доказать, что лампа может нормально работать длительное время при высокой температуре, в 62722-2-1 вводится параметр Tq. Температура Tq (качество) указывает на максимальную допустимую номинальную температуру окружающей среды при заданном уровне производительности (включая ожидаемый срок службы, характеристики освещения). Например, лампы ЗГСМ могут нормально работать длительное время при температуре 50 градусов Цельсия, поэтому номинальная Tq=50°С.

 Критерии долговечности светодиодных светильников

Срок службы светодиодного светильника определяется не только моментом внезапного выхода из строя. Большинство ламп на самом деле вообще не выходят из строя в течение определенного времени работы, но их яркость со временем будет уменьшаться (ухудшаться), что называется постепенным ухудшением светового потока. Таким образом, срок службы светодиодных светильников в основном ограничивается падением светового потока ниже заданного минимального уровня «x[%]» и внезапным выходом из строя. Выход из строя механизма управления светодиодом здесь не учитывается. Помимо деградации светодиодов, уменьшение или ухудшение светового потока может быть связано с выходом из строя отдельных светодиодов или светодиодных модулей. В стандартах IEC62717 и IEC62722 есть подробные описания стандартов срока службы лампы, и ZGSM также сделал подробное введение в соответствующем блоге.

Параметры светодиодных светильников и их проверки

Решение ZGSM с хорошими характеристиками освещения

ZGSM может предоставлять отчеты о различных параметрах лампы, таких как LM80, TM21, ISTMT, LM79, IEC62717 и IEC62722. В этих отчетах параметры включают мощность, люмен, эффективность, цветовую температуру, индекс цветопередачи, температуру и срок службы. Ниже мы перечисляем различные уличные светильники, ZGSM, а также сертификаты и отчеты, выданные третьими лицами.

Краткое содержание

В этой статье мы надеемся, что у каждого есть определенное понимание требований к производительности светодиодных ламп. Эти требования к производительности включают мощность, световой поток, светоотдачу, светораспределение, цветовую температуру, индекс отображения, допуск на цветопередачу, срок службы (коэффициент светового потока) и другие (коэффициент светового обслуживания и внезапный выход из строя). Именно на эти параметры необходимо обращать внимание в проектах освещения. Они касаются того, соответствуют ли они требованиям проекта, включая энергоэффективность, освещенность и ежедневное обслуживание. Эта статья является лишь кратким введением, а для более глубокого понимания вы можете проверить соответствующий контент в Интернете, конечно, вы также можете прочитать наш предыдущий блог.

Сопутствующие продукции

Сопутствующие блоги

Сопутствующие проекты

Люди также спрашивают

Введение автора