Введение

IES-LM-79-2019 — это новый стандарт, заменяющий издание 2008 года и применяемый к твердотельным осветительным приборам (SSL), использующим светодиоды (LED) в качестве источников света. К твердотельным осветительным приборам относятся как неорганические светодиоды (LED), так и органические светодиоды (OLED), оба типа которых охватываются данным стандартом; однако светодиоды остаются наиболее распространенными в системах освещения, таких как уличные фонари ZGSM, светильники для спортивных площадок, светильники для высоких потолков и прожекторы. Отчет LM-79-19 позволяет определить фотометрические параметры соответствующего изделия, что дает возможность профессиональным пользователям выбирать продукцию, подходящую для их конкретных условий освещения, на основе этой информации. Кроме того, поскольку эти отчеты предоставляются сторонними организациями, они обладают высокой степенью достоверности. Помимо общепринятых показателей, таких как мощность, световая эффективность и световой поток (Что такое люмены — световой поток?), стандарт требует тестирования спектрального распределения, цветовой температуры (CCT), индекса цветопередачи (CRI), диаграммы световой интенсивности и диаграммы изопотока. Эти отчеты служат ценными справочными материалами как для бытового, так и для профессионального оборудования. Давайте углубимся в процесс и содержание тестирования по стандарту LM-79, уделяя особое внимание фотометрическим и цветовым параметрам.

Зачем нам нужен стандарт LM-79-19 и о чем он нам говорит?

Стандарт LM-79-19 в основном используется для определения исходных фотометрических и электрических характеристик готовых светильников на заводе и является обязательным требованием для получения ряда сертификатов энергоэффективности в Северной Америке. Этот стандарт применяется только к готовым светильникам, оснащенным драйверами и радиаторами, или светодиодными модулями; сами чипы, светодиодные чипы и модули без драйверов не входят в область тестирования. Он собирает только данные «нулевого часа» после того, как образец прогрелся и стабилизировался, охватывая три основных аспекта: электрические, фотометрические параметры и параметры цветности. Измерения электрических характеристик для изделий с питанием от сети переменного тока включают среднеквадратичное (СКВ)* напряжение переменного тока, СКВ ток переменного тока, активную мощность переменного тока, коэффициент мощности, общее гармоническое искажение тока и частоту напряжения. Измерения электрических характеристик изделий с питанием от постоянного тока включают напряжение постоянного тока, ток постоянного тока и мощность. Для данного утвержденного метода определение этих параметров считается электрическим измерением. Фотометрические и цветовые данные, обычно необходимые для продукции на основе светодиодов, включают в себя общий световой поток (люмены), световую эффективность (люмены на ватт), интенсивность света в одном или нескольких направлениях (канделы), координаты цветности, коррелированную цветовую температуру (CCT) и индекс цветопередачи (CRI). Кроме того, для конкретных областей применения продукции на основе светодиодов требуются данные об интенсивности излучения, интенсивности фотонов, световом потоке, потоке фотонов, эффективности излучения и эффективности фотонов, но они не требуются для общего освещения, такого как уличные фонари (подробнее о светодиодных уличных фонарях ZGSM), светильники для высоких потолков и прожекторы.

Как проводится испытание LM-79?

Полный комплекс испытаний по стандарту LM-79-19 проводится в контролируемых лабораторных условиях, соответствующих установленным стандартам. Температура окружающей среды должна поддерживаться на уровне 25°C с допустимым отклонением ±1,2°C. Параметры воздушных потоков, влажности и уровень постороннего освещения строго контролируются в соответствии с требованиями стандарта. Испытаниям подлежат только готовые изделия на основе твердотельных источников света — например, законченные светильники или интегрированные световые модули; отдельные компоненты, такие как светодиодные чипы или модули без драйверов, в сферу действия данного стандарта не входят. Перед началом испытаний образцы включают в номинальном рабочем режиме и размещают в положении, предусмотренном производителем для эксплуатации. Устройство оставляют включенным до тех пор, пока его тепловые, электрические и фотометрические показатели не стабилизируются. Время стабилизации составляет примерно 30 минут для небольших светильников (50 минут для светодиодных светильников ZGSM), тогда как для крупных светильников может потребоваться несколько часов.

Для электрических испытаний используется анализатор мощности для измерения входного напряжения, тока, активной мощности, коэффициента мощности и суммарных гармонических искажений при номинальном напряжении; результаты измерений включают потребляемую мощность, генерируемую самой схемой управления. Для фотометрических измерений может использоваться либо интегрирующая сфера, либо гониофотометр С-типа; гониофотометр сканирует интенсивность света по всему телесному углу для получения суммарного светового потока, угла луча и полярных кривых распределения интенсивности света, а также может выводить файлы IES для использования в программном обеспечении для моделирования освещения. Для проверки цветности используется спектрорадиометр для сбора необработанных данных SPD (Что такое спектральное распределение мощности?) в диапазоне длин волн 380–780 нм; спектральные расчеты используются для определения коррелированной цветовой температуры, цветовых координат и индекса цветопередачи (CRI), а также могут быть выведены дополнительные параметры качества цвета TM-30.

Все окончательные значения в отчете должны быть соотнесены с исходными таблицами испытаний, спектральными кривыми и гониометрическими наборами данных. Сводный результат (см. рисунок выше) на главной странице предназначен только для быстрого ознакомления и не может использоваться сам по себе в качестве основы для определения соответствия. Стандарт LM-79-19 измеряет только начальные характеристики при нулевом времени работы и не оценивает снижение светового потока или срок службы изделия (Что такое срок службы, если прогнозировать долгосрочное сохранение светового потока по стандартам LM-80 и TM-21?). Кроме того, результаты лабораторных испытаний не могут полностью воспроизвести условия установки на объекте и не отражают блики или фактическую освещенность на рабочей поверхности. Полные сведения о процедуре см. в официальном документе стандарта ANSI/IES LM-79-19. Дополнительные сведения о методах и процедурах испытаний см. в стандарте IES-LM-79-2019.

Электрические параметры в отчете LM-79-19

Электрические параметры, указанные в отчете LM-79-19, используются для характеристики энергопотребления всего светодиодного светильника, отражая уровень его энергопотребления и качество электроэнергии. Ключевые параметры включают входную мощность, коэффициент мощности (PF и что такое коэффициент мощности?), общее гармоническое искажение (THD), а также испытательное напряжение, частоту, входной ток и другие показатели. Входная мощность — это активная мощность всего светильника, которая включает собственные потери драйвера и служит знаменателем для расчета световой эффективности светильника. Коэффициент мощности представляет собой отношение активной мощности к полной мощности; чем ближе значение к 1, тем ниже потери реактивной мощности в электросети. Во многих зарубежных проектах установлен пороговый уровень PF ≥ 0,9. THD (общее гармоническое искажение) отражает чистоту формы тока; чем ниже процентное значение, тем меньше помех он наносит электросети. Испытания по стандарту LM-79 собирают данные при заданных условиях напряжения и частоты; Для одной и той же модели светильника мощность, коэффициент мощности и коэффициент нелинейных искажений будут незначительно различаться при разных напряжениях питания. Поэтому в отчете также отображаются напряжение и частота, а также фотометрические и колориметрические результаты, которые будут рассмотрены далее.

Фотометрические параметры в отчете LM-79-19

Световой поток и световая отдача

Световой поток и системная световая отдача — два наиболее важных показателя среди фотометрических параметров согласно стандарту LM-79-19. Общий световой поток измеряется в люменах (лм) и представляет собой суммарное количество видимого света, излучаемого светильником в окружающее пространство. Это фактическое значение для всего устройства в сборе; оно отличается от номинального светового потока отдельного светодиодного чипа, поскольку уже учитывает потери света, возникающие из-за работы драйвера, тепловыделения и оптических элементов (линз). Системная световая отдача измеряется в лм/Вт и рассчитывается как отношение общего светового потока к суммарной активной электрической мощности, потребляемой светильником. Этот показатель характеризует количество видимого света, вырабатываемого на каждый ватт потребляемой электроэнергии, и служит ключевым критерием для определения соответствия требованиям энергоэффективности DLC.

Важно отметить, что световая эффективность (Что такое световая эффективность и как ее улучшить?) отражает только эффективность электрооптического преобразования; высокое значение не обязательно указывает на превосходные общие характеристики светильника. Распределение световой интенсивности и диаграмма изолюкса, обсуждаемые далее, напрямую определяют фактический эффект освещения. Для типичных жилых помещений основными факторами являются световой поток и световая эффективность; однако для специализированных проектов освещения, таких как дороги и спортивные площадки, особое внимание следует уделять распределению света по освещаемой поверхности, то есть распределению световой интенсивности. Кроме того, хотя световой поток, световая эффективность и колориметрические параметры не коррелируют напрямую, колориметрические параметры влияют на комфорт освещения и будут более подробно рассмотрены в последующих главах.

Сила света и диаграмма изолюкс

LM-79-19 использует гониофотометр для сканирования целевых точек, регистрируя трехмерные данные о распределении световой интенсивности светильника и выводя результаты в двух форматах: кривые распределения света в полярных координатах (распределение в полярных канделах) и таблицы данных о световой интенсивности. Распределение в полярных канделах позволяет интуитивно оценить направление проекции света и помогает определить, имеет ли светильник рассеянное, точечное, симметричное или асимметричное распределение света (Что такое распределение света?). Оно также предоставляет угол луча — угол, при котором световая интенсивность снижается до 50% от своего пикового значения. Таблица данных о световой интенсивности содержит значения в канделах (кд) для каждого угла C-плоскости и угла Гамма; она служит исходными данными для генерации файлов распределения света IES или LDT. Эти файлы можно напрямую импортировать в такие программы, как Dialux или AGi32 (подробнее об AGi32), для моделирования освещения, и они представляют собой основные данные для оценки характеристик распределения света светильниками в профессиональных проектах, таких как дороги и спортивные сооружения.

Изолюксная диаграмма (подробнее об изолюксной диаграмме и ее применении) используется для иллюстрации распределения освещенности, получаемой на рабочей поверхности или земле при предполагаемых условиях установки, измеряемой в люксах (лк); ее следует отличать от карты распределения световой интенсивности. Карты световой интенсивности описывают световую интенсивность самого светильника в трехмерном пространстве, которая определяется его внутренними характеристиками; в отличие от них, изолюксные диаграммы рассчитываются на основе заданной высоты установки и конкретной сцены. Замкнутые кривые на рисунке — это изолюксные кривые, позволяющие визуально оценить площадь покрытия светового луча и равномерность освещенности. Хотя эти карты могут помочь спрогнозировать световые эффекты на объекте, фактическая освещенность на объекте все еще требует дополнительной проверки с помощью программного обеспечения для моделирования освещения.

Параметры цветности в отчете LM-79-19

Все параметры цветности (цветовые характеристики) в отчете LM-79-19 рассчитываются на основе кривой спектрального распределения мощности (SPD) и служат основной базой для оценки цветопередачи светильника. Расчеты цветности выполняются по исходным спектральным данным для видимого диапазона (380–780 нм). Прежде всего, определяется коррелированная цветовая температура (CCT), измеряемая в кельвинах (К); она показывает, будет ли свет восприниматься как «теплый» или «холодный». Цветовые координаты x и y (согласно системе CIE 1931) позволяют точно определить положение цвета, а координаты u’ и v’ используются для оценки угловой однородности цвета — показателя, характеризующего изменение цвета в зависимости от угла излучения света светильником. Кроме того, на основе цветовых координат рассчитывается параметр Duv (связанный с цветовым отклонением SDCM). Этот показатель, базирующийся на эллипсах Мак-Адама, отражает величину отклонения измеренной точки цвета от целевой (центральной) точки. Как правило, отклонение в пределах ≤3 шагов незаметно для человеческого глаза, а значение ≤5 шагов является стандартным требованием для коммерческого освещения и некоторых проектов дорожного освещения. В отчет также включен индекс цветопередачи (CRI), основанный на показателе Ra, с особым вниманием к значению R9 (передача красного цвета). Актуальный стандарт LM-79-19 также предусматривает использование параметров TM-30: Rf (верность цветопередачи) и Rg (насыщенность цвета); прилагаемые векторные диаграммы позволяют наглядно оценить цветовые отклонения. Более подробную информацию о CRI и TM-30 можно найти в нашем блоге в статье «CRI против TM-30».

Световые решения ZGSM

Краткое содержание

В этой статье представлен стандарт испытаний IES LM-79-19 для твердотельных осветительных приборов. LM-79-19 устанавливает единый, воспроизводимый метод лабораторных испытаний для целых светодиодных светильников (а не отдельных светодиодных компонентов). Испытания проводятся в лабораторных условиях с контролируемой температурой, и после достижения светильником теплового равновесия собираются три основные категории данных. Электрические параметры включают такие показатели, как входная мощность и коэффициент мощности при заданных условиях эксплуатации. Фотометрические параметры, включая световой поток, световую эффективность, распределение световой интенсивности и диаграммы изолюкса, используются для описания светового потока и зоны освещения светильника. Параметры цветности (цветовые характеристики) рассчитываются на основе спектра видимого света SPD в диапазоне 380–780 нм и включают коррелированную цветовую температуру, цветовые координаты, разность цветов (SDCM), CRI (Что такое CRI и его связь со световой эффективностью?) и TM-30; Цветовые координаты также могут использоваться для расчета Duv (т.е. разницы цветов SDCM), которая отличается от угловой однородности цвета, оцениваемой по координатам u’ и v’ стандарта CIE 1976. В целом, отчет LM-79-19 предоставляет надежные базовые данные о производительности для проверки, сертификации и приемки проектов освещения.

Сопутствующие товары

Связанные блоги

Связанные дела

People also ask

Введение автора