Характеристики светодиодных ламп и их требования

вводная

Использование светодиодов в освещении стремительно растет. Во всем мире от 1/3 до 1/2 всех коммерческих, промышленных и наружных светильников используют светодиодные модули. Потенциальная экономия энергии светодиодов превышает 50%, что в сочетании с длительным сроком службы светодиодных светильников значительно снижает затраты на эксплуатацию и обслуживание. Это приводит к сокращению срока окупаемости светодиодов, и проекты освещения чаще выбирают эту экологически чистую технологию освещения.

В последние годы переход рынка на светодиодное освещение происходил гораздо быстрее, чем предсказывали исследования. Иногда трудно угнаться за развитием новой электроники и стандартов освещения, а многочисленные стандарты постоянно обновляются. Лицам, принимающим решения, и пользователям важно понимать технологию, характеристики и стандарты светодиодного освещения, чтобы выбрать высококачественные светодиодные светильники. Это не только позволит клиентам быстрее выбрать подходящий светильник, но и гарантирует, что выбранное новое световое решение будет соответствовать стандартам и требованиям к освещению.

Стандарты требований к производительности светодиодных ламп и фонарей

В индустрии светодиодного освещения важно определить основные параметры светодиодного светильника и понять значение каждого параметра. Общее правило в ЕС заключается в том, что электрооборудование (включая светильники) может продаваться только в том случае, если оно отвечает основным требованиям соответствующих европейских директив (переведенных в национальное законодательство). Источники света (светильники, модули) и осветительные приборы подпадают под действие Директивы о низком напряжении, Директивы об электромагнитной совместимости (ЭМС), Директивы об энергосберегающих продуктах (ЭРП) и Общей директивы о безопасности продукции. Поэтому эти изделия (включая уличные фонари, прожекторы, освещение стадионов и внутреннее освещение) должны соответствовать требованиям по ЭМС, ЭМП, экологическому дизайну и другим требованиям.

Международная электротехническая комиссия (IEC) разработала стандарты производительности для светодиодных светильников и светодиодных модулей. Стандарты производительности для светодиодной продукции определяют критерии качества и устанавливают согласованные общие условия измерений. Таким образом, у всех, кто участвует или активно работает в светодиодной индустрии, есть основа для сравнения и оценки характеристик светодиодных светильников. Данная статья основана на следующих стандартах для светодиодных светильников и светодиодных модулей.

IEC 62722-1:2014 Характеристики ламп Часть 1: Общие требования.

IEC 62722-2-1:2014-11 Характеристики светильников Часть 2-1: Специальные 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 следует учитывать при оценке светодиодных светильников.

IEC 62778:2014 Оценка опасности синего света для всех осветительных приборов.

IEC 13032-1:2004, IEC 13032-2 и IEC 13032-4:2015 Свет и освещение: распределение света и световой поток.

Основные требования к производительности

Номинальная потребляемая мощность светодиодных светильников (в ваттах)

Если в светильнике используются сменные светодиодные модули/лампы, должны быть указаны номинальная потребляемая мощность и количество светодиодных модулей. Для светильников, использующих светодиодные модули, номинальная потребляемая мощность должна быть указана в технических характеристиках светильника.

В условиях номинального напряжения, номинальной температуры окружающей среды Ta и светового потока (светового потока) 100% после термостабилизации, измеренная входная мощность (Вт) светодиодного светильника не должна превышать 10% от заявленной номинальной входной мощности. Если номинальная входная мощность <10 Вт, она должна быть точна до одного десятичного знака. Если номинальная входная мощность ≥ 10 Вт, она должна быть заявлена как целое число.

Для светильников, использующих технологию постоянного светового потока, номинальный коэффициент потребляемой мощности светодиодного освещения должен быть заявлен в начале и конце срока службы светильника LxBy, или на основе среднего срока службы светильника Lx.

Номинальный световой поток светодиодных светильников (в люменах)

В случае светодиодных светильников номинальный световой поток (люмены) должен быть указан в документации на изделие. Обычно речь идет о начальном световом потоке нового светильника при определенных условиях эксплуатации. Номинальный световой поток светильника может быть определен соответствующим методом расчета. Измеренное значение начального светового потока светильника должно составлять не менее 10% от опубликованного номинального светового потока. Заявленные значения общего светового потока для светодиодных светильников основаны на температуре окружающей среды 25°C, если не указано иное. Более подробную информацию об определении значений светового потока (так называемое абсолютное определение яркости) см. в стандарте EN 13032-4.

Мощность и световой поток

Световая отдача светодиодных светильников (единица измерения: лм/Вт)

Световая отдача светодиодных светильников - это отношение светового потока, излучаемого светильником, к потребляемой мощности (единица измерения: люмен/ватт), измеряемое в люменах на ватт (лм/Вт) (метод расчета на люмен). Это показатель эффективности источника света в производстве видимого света. В общем случае, чем выше светоотдача, тем больше светильник может осветить целевую область при меньшей мощности. Однако для оценки эффективности светильника часто недостаточно учитывать только световую отдачу, поскольку световой поток светильника также включает рассеянный свет, который не способствует освещению целевой области. Например, для узконаправленных прожекторов и уличных фонарей важно учитывать не только световую отдачу, но и распределение силы света; подробнее см. ниже.

Распределение силы света светодиодных светильников

Распределение силы света определяется с помощью гониофотометра и заносится в документ по проектированию освещения (документ IES или LDT). Пространственное распределение силы света от источника света или светильника представлено кривой распределения силы света. На рисунке ниже показано распределение силы света от светильника для внутреннего освещения слева и уличного фонаря справа. Поперечное сечение по вертикальной оси представлено кривыми распределения силы света (IDC) в С-плоскости с соответствующим углом луча γ. Эти кривые должны быть представлены в полярных координатах, чтобы соответствовать стандарту EN 13032-2. Значения силы света выражаются в канделах (кд) или канделах на тысячу люменов (кд/клм).

Распределение света или распределение силы света

Коэффициент поддержания светового потока

Поддержание светового потока описывает снижение светового потока с течением времени из-за старения светильника в процессе нормальной эксплуатации (при этом не учитывается влияние внешних факторов, таких как грязь, оптика и легкое стекло). Он определяется как отношение ослабленного светового потока к первоначальному световому потоку. Для наружного освещения коэффициент сохранения светового потока измеряется на уровне светильника. Коэффициент поддержания светового потока будет определяться на основе номинального срока службы светильника и будет предоставляться производителем в соответствии с IEC 62722-2-1:2014. Например, средний срок службы Lx равен продолжительности проекта. Средний срок службы L90 = 100 000 часов означает, что оставшийся световой поток после 100 000 часов составляет 90% от первоначального светового потока, в результате чего коэффициент поддержания светового потока = 0,90.

цветовые координаты

Координата цветности - это объективная мера качества цвета, не зависящая от яркости. Цветность состоит из двух отдельных параметров, часто называемых оттенком (h) и цветностью (s), где последний также известен как насыщенность, цветность, интенсивность или чистота возбуждения. Количества этих параметров соответствуют трихроматическому зрению большинства людей, которое предполагается большинством моделей науки о цвете.

Хроматическая диаграмма - это график, отображающий все возможные цвета. Каждый цвет определяется парой числовых координат - хроматическими координатами. С помощью хроматической диаграммы мы можем увидеть, как смешиваются различные цвета света. Точки на краях кривых на графике - это чистые спектральные цвета: цвета радуги. Линия между любыми двумя точками на диаграмме показывает все цвета, которые можно получить, смешав эти два цвета. Таким образом, любой цвет на диаграмме можно получить, смешивая его разными способами. Только цвета на краях диаграммы являются уникальными цветами. Если мы распространим эту идею на смешение трех цветов, то получим треугольник. Этот треугольник называется цветовой гаммой. Цветовая гамма показывает все цвета, которые можно получить, смешивая цвета в трех углах. Края цветовой гаммы - это цвета, которые можно получить, смешав два крайних цвета.

Элипс де МакАдам

свойство цветопередачи

Цветопередача выражается через индекс цветопередачи (Ra). Хотя источники света могут излучать свет одного и того же цвета, могут существовать различия в цветопередаче источника света из-за различий в спектральном составе светового пучка. Поэтому был введен общий индекс цветопередачи Ra, который представляет собой шкалу для объективной идентификации характеристик цветопередачи источника света. Он показывает степень соответствия между воспринимаемым цветом объекта под конкретным источником света и его видом под эталонным источником света. Согласно стандарту EN 12464-1, источники света с индексом цветопередачи ниже 80 не должны использоваться на рабочих местах, где люди проводят длительное время. Значение индекса цветопередачи Ra выше 90 обычно считается очень хорошим, а значение Ra между 80 и 90 характеризуется как хорошее.

цветовое исполнение

допустимый цвет

Цветовая толерантность может быть точно определена с помощью координат x и y в цветовой диаграмме МКО. В 1942 году ученый Мак-Адам (McAdam) провел эксперименты с 25 цветами, используя коррелирующие цветовые температуры, измерил от 5 до 9 противоположных точек каждого цвета и записал две точки, которые можно было отличить друг от друга при наличии цветового различия. В результате была получена серия теорий разного размера и длины, известных как эллипсы МакАдама: теория эллипса МакАдама. Эллипс МакАдама - это область цветовой карты МКО, содержащая цвет, который человеческий глаз не может отличить от цвета в центре эллипса. Контур эллипса представляет собой различимый цвет. Эллипсы МакАдама обычно увеличивают, например, в три, пять или семь раз их первоначальный диаметр. Эти трех-, пяти- или семиступенчатые эллипсы Мак-Адама используются для различения двух источников света, где “ступень” представляет собой диапазон цветовых различий. Источник света с трехступенчатым эллипсом Мак-Адама демонстрирует меньшую вариативность, чем источник света с пятиступенчатым эллипсом Мак-Адама. Особое внимание следует уделять тому, чтобы разница в цвете была небольшой, особенно в системах освещения, где источники света находятся на небольшом расстоянии друг от друга и могут быть видны одновременно.

Указанная температура окружающей среды светильника

На работу светильника может влиять температура окружающей среды. Номинальная температура окружающей среды Ta - это максимальная температура, при которой светильник может работать непрерывно в нормальных условиях эксплуатации (во время работы она может кратковременно превышать 10K). При Ta = 25°C специальная декларация на светильник не требуется; другие номинальные значения температуры окружающей среды должны быть заявлены. Для того чтобы продемонстрировать, что светильник способен нормально работать при повышенных температурах в течение длительного времени, в стандарте 62722-2-1 введен параметр Tq. Температура Tq (качество) указывает на максимальную номинальную температуру окружающей среды, допустимую при заданном уровне эксплуатационных характеристик (включая срок службы, световые характеристики). Например, светильник ZGSM может нормально работать при температуре 50°C в течение длительного времени, поэтому его номинальная Tq = 50°C.

Стандарты срока службы для светодиодных ламп и фонарей

Срок службы светодиодного светильника не определяется только внезапным выходом из строя. Фактически, большинство светильников не выходят из строя полностью в течение определенного времени работы, но их яркость уменьшается со временем (т.е. световой поток снижается), что называется постепенным снижением светового потока. Таким образом, срок службы светодиодного светильника, по сути, ограничен снижением светового потока ниже заданного минимального уровня “x[%]” и внезапным выходом из строя. Отказ устройства управления светодиодами здесь не рассматривается. Помимо выхода из строя светодиодов, снижение или уменьшение светового потока может быть вызвано выходом из строя отдельных светодиодов или светодиодных модулей. Критерии срока службы светильников подробно описаны в стандартах IEC 62717 и IEC 62722.

подвести итоги

В этой статье мы надеемся, что вы имеете некоторое представление о требованиях к производительности светодиодных светильников. К этим требованиям относятся мощность, световой поток, светоотдача, распределение света, цветовая температура, индекс цветопередачи, цветовая толерантность, срок службы (скорость поддержания светового потока) и другие (коэффициент поддержания света и внезапный отказ). Эти параметры являются ключевыми моментами, на которые следует обратить внимание при разработке проекта освещения, и от них зависит, будет ли проект соответствовать требованиям, включая энергоэффективность, освещенность и регулярное обслуживание. Данная статья является лишь кратким введением, для более глубокого понимания, пожалуйста, обратитесь к соответствующим материалам в Интернете.

Сопутствующие товары