LED照明器具是“灯”还是“灯具”

2012-07-08 12:30:08   来源:维库电子  
 
关键字：LED 照明器具 灯具

一、概述

      在传统照明领域中， 灯与灯具的概念和定义均是明确的。灯与灯具都有各自适用的产品标准、配套技术标准和应用标准对其产品质量和安全使用进行规范， 很好地解决了灯与灯具的配套、更换等问题。只要符合相关标准， 任意厂家生产的灯与任意厂家生产的灯具均能实现互换。但是， 在LED 照明器具（在未明确其属性及定义前暂称为LED照明器具， 下同）日益广泛地进入传统照明领域后， 一些看似简单的问题却变得令人困惑起来。由于LED 照明器具所具有的特殊的光学特性和构成方式， 某些LED照明器具具有“灯”的典型特性， 某些LED 照明器具却具有“灯具”的典型特性， 还有某些LED 照明器具既具有“ 灯”的特性又具有“灯具”的特性。在这些特性的区别和联系没有弄明白前， 很难确定传统照明领域中关于“灯”与“灯具”的一些定义、名词术语、技术参数及产品质量要求对各种类型LED 照明器具是普遍适用还是部分适用。从目前已出台的一些关于LED 照明器具的***标准、行业标准、联盟标准或相关刊物、杂志文献以及生产企业的企业产品标准、产品目录和产品简介中， 一些定义、名词术语、技术参数不一致或互相矛盾的地方相当多， 一些标准简单地沿用传统照明领域中的技术要求， 没有体现LED 照明器具的技术特点。笔者就是想通过对一个看似简单的问题：LED 照明器具是“灯”还是“灯具”的讨论， 力求弄清不同类型LED 照明器具的定义及其相应的产品质量特征， 并对如何规范不同类型LED 照明器具作出一些改进的建议。

二、传统照明领域中的“灯”与“灯具”

      在对LED照明器具的技术特点与传统照明领域中的“灯”与“灯”的区别和联系讨论前， 有必要对传统照明领域中的“灯”与“灯具”进行一下回顾。

      所谓“灯” （或灯泡）通常是所有类型电光源的一种俗称。它有时可代表某一类电光源， 如人们常称的白炽灯、低气压放电灯、高强度放电灯等等， 有时它又可代表某一种电光源， 如普通照明用钨丝白炽灯、双端荧光灯、高压钠灯等等。几乎所有的“灯”都有两个共同的特征： 其一都具有标准化的灯头， 通过标准化的灯座进行电连接， 如普通照明用钨丝白炽灯、高压钠灯等通常采用螺口灯头（如E27、E40…… ）或插口灯头（如B22d…… ）， 双端荧光灯等通常采用插脚式灯头（如G13……） 。由于灯头、灯座均标准化了， 符合标准要求同类型的灯可实现互换； 其二除部分为满足特殊要求而专门制作的灯（如投光灯， 射灯…… ）外， 绝大多数灯的出射光均是沿空间均匀对称分布的。80年代由于三基色荧光粉成功用于照明领域， 使管形荧光灯的紧凑化成为可能， 由此产生了一种新光源（主要指结构）自镇流荧光灯， 在其产品标准中定义为： 即含有灯头、光源及使灯启动和保持稳定燃点所必需的装置并使之为一体的灯， 不损坏灯， 它们是不可拆卸的。

      从结构上这类灯有创新， 但上面所述两条基本特性它仍然满足。

      在传统照明领域， 几乎所有面市进入流通领域成为消费产品的电光源（灯或灯泡）， 不管类型如何， 都有相关的***标准、行业标准进行规范。不同的生产厂家只要按相同的产品标准生产， 产品符合相关产品标准要求， 品质虽会有差异， 但互换性应该是没有问题的。

      所谓“灯具”， 在GB 7000. 1- 2007 / IEC 60598-1: 2003 《灯具第1部分： 一般要求与试验》中的定义为： “凡是能分配、透出或转变一个或多个光源发出光线的一个器具， 并包括支承、固定和保护光源必需的所有部件（但不包括光源本身）， 以及必需的电路辅助装置和将它们与电源连接的装置。注： 采用整体式不可替换的发光器被视作一个灯具， 但不对整体式光源和整体式自镇流灯进行试验。”在GB 7000. 1 中也有关于自镇流灯的定义， 在进行下面的讨论前有必要先提及。自镇流灯定义： “提供一个灯头、内装一个光源以及光源启动和稳定工作必需的所有附加元件的部件， 除非***性***， 否则其部件不能拆卸。注1: 自镇流灯的光源部件是不能替换的。注2: 镇流器部件是自镇流灯的一部分， 不是灯具的一部分。在使用寿命终了时自镇流灯即被丢弃。注3: 试验时， 自镇流灯被看作常规的光源。注4: 具体例子和更多信息见IEC 60972。”
　　从灯具的定义笔者认为主要应理解以下几点：

      1）作为一种器具它的主要作用是要能改变该灯具所使用光源出射光的分布。

      2）在灯具的部件中是不包括光源本身的， 因为在同一灯具中光源是可以互换和更换的。

      3）在定义的注“采用整体式不可替换的发光器被视作一个灯具， 但不对整体式光源和整体式自镇流灯进行试验。”中“整体式不可替换的发光器”的定义不够明确， 这正是后面将讨论到LED 照明器具定义出现困惑的关键之处。这里没有用光源而是用的“发光器”， 显然不仅仅指的是光源（不管其是否是整体式）而应该包括上述灯具定义中的所有部件（或部分）而构成的整体。整体式不可替换指的是灯具的所有部件还是仅指整体式光源或整体式自镇流灯， 应该弄明白。如果仅指的是整体式光源和整体式自镇流灯， 将整体式不可替换的发光器视作一个灯具无***议； 但如果指的是包括镇流器在内的所有部件， 如符合上述自镇流灯的定义为何又不可以定义为自镇流灯呢？

      这个问题留待后面再讨论。

      GB 7000. 1等同采用IEC 60598- 1: 2003, 关于灯具的这一定义应该是具备***性的。GB 7000系列灯具***标准共有19个部分， 基本包括了目前所有领域中所使用的灯具。GB 7000系列灯具***标准的特点是规范灯具的安全要求而未涉及灯具的性能要求（光度数据）。如上述， 灯具一般不包括光源， 而在同一灯具中使用不同光源其照明效果可能完全不同， ***标准不作性能参数值的规定是明智的。但为保证测试数据的可靠性、可比较性等要求， 也出台了一些有关灯具通用性能参数的测量方法标准， 用以指导、规范灯具通用性能参数的测量。

      如上述， 在传统照明领域中“灯”与“ 灯具”的定义是清淅、明确、准确的， 各自的分类也是清淅、明确的。对一个照明器具不存在是“ 灯”还是“灯具”这样简单而可笑的问题。

三、LED照明器具

      近年来， LED照明器具在传统照明领域中的应用日益广泛， 在各种照明场合基本都可看到LED 的身影。由于其照明功能和结构的特殊性及LED 器件技术的飞速发展， 在一定时间内很难形成统一的

产品标准。参照什么标准或如何制订适用的产品标准来规范各种LED 照明器具， 是一个困扰业界的问题。造成有的所谓标准很难执行。“高工LED”杂志中甚至发出了“多项标准出台行业混乱仍未终结”的呼声。笔者认为可参照如前所述传统照明领域中灯与灯具的区别和联系， 首先搞清楚LED 照明器具是“ 灯”还是“灯具”这一“简单”问题， 明确各种LED 照明器具的正确定义和类别， 后面的问题是可以解决的。

      1）具备“灯”特性的LED照明器具

      以已开始进入室内照明的双端LED 荧光灯为例，双端LED荧光灯研制的方向即是为了替代传统的双端荧光灯（ T8、T5）。其外形、外形尺寸、灯头型式等与双端荧光灯（ T8、T5）相同， 相关色温（可调）、一般显色指数等与双端荧光灯（ T8、T5）相近。一般分为电源内置型或电源外置型， 无论何型均只需简单改变现有灯具中的电连接方式， 就可取代双端荧光灯（ T8、T5）在现有灯具中使用。这是一种典型的灯， 因此定义为双端LED荧光灯是恰当的。参考双端荧光灯安全要求标准并针对双端LED 荧光灯的一些特殊性： 双端LED荧光灯灯头插脚及灯座的电连接方式与双端荧光灯不同； 电源内置型且又有部分金属外壳参与散热（双端荧光灯除灯头外没有外露金属部件）等作出特殊规定即可形成双端LED荧光灯安全要求标准。参考双端荧光灯性能要求标准并针对双端LED 荧光灯的一些特殊性： 由LED 自身的光特性决定， 双端LED荧光灯的出射光不再是按空间均匀对称分布等， 在相关参数的测量方法上作一些特殊规定即可形成双端LED荧光灯性能要求标准。

      2）具备灯具特性的LED 照明器具

      以目前应用比较广泛的LED台灯为例， 无论其光源部分是否整体不可替换， 按前述灯具的定义都应视其为一种可移动灯具。为保证安全， GB 7000. 1 -2007在灯具的分类中已删去了0类分类并在相关条款中将0类的相应规定删去。这就意味着不再允许生产0类灯具。但LED 台灯类产品中相当一部分还是0类结构， 而且由于散热需要， 大多数LED 照明器具均具有金属外壳， 生产LED 台灯的企业未必清楚GB 7000. 1- 2007的新规定。具备灯具特性， 可以定义为 灯具的LED 照明器具是否完全适用GB7000系列安全标准呢？ 答案是否定的， 相关理由将在后面细述。

      3）同时具备 灯与灯具特性的LED照明器具

      对同时具备灯与灯具特性的LED 照明器具如何定义， 如前所述这是一个目前困扰业界的 简单问题。业界、学术界均有不同看法。有不同看法本不奇怪， 通过充分协商达成一致就是标准制订应遵循的基本原则。由于种种原因我们的标准政出多门，“高工LED”出现上述的呼声也就是很自然的了。

      在LB /T 001- 2009“整体式LED 路灯的测量方法”中采用的一个定义：

      整体式LED 路灯是“一种用于道路照明或街路照明的组合式照明光源装置， 除一个或多个发光二极管（ LEDs）作为光源发光外， 还包括光学、机械、电气和电子元件， LED 和灯具形成一个整体， LED 是灯具中不可拆卸替换的部件， 在不致混淆的情况下简称LED 路灯。分为内置控制器（自镇流）和外置控制器驱动下工作的两种情况。”

      结合该技术规范的后续条文理解， 本规范显然是将“整体式LED 路灯”定义成了“ 灯（光源） ”。单从条文的表述， 这种定义也是值得商榷的。

      1）“组合式照明光源装置”不知如何定义。只要明确这一定义， 其实“灯”或“灯具”已经不重要了。

      2） “ LED和灯具形成一个整体， LED 是灯具中不可拆卸替换的部件”结合前述GB 7000. 1中关于灯具的定义， 这句话已经很清楚地表明了“整体式LED 路灯”是“ 灯具”而不是“灯”。

      3）以控制器在灯具内的安装方式（内置或外置）来判别是否是自镇流是不准确的。有关准确定义可见GB 7000. 1。

      4）如果产品真正符合GB 7000. 1中关于自镇流灯的定义， 将“整体式LED 路灯”理解为一种自镇流灯应该是可行的。

      为什么明明是灯具却偏要说成是灯呢？ 结合该规范的后续内容， 答案是明确的。如果定义为灯具，后述中的一些测量仪器、测量方法可能会受到质疑，如“ LED 基准控制器”、“标准LED 路灯”等。

      综上所述， LED 照明器具“灯”还是“灯具”并不是一个简单的问题。在未明确这一问题以前， 各种各样LED照明器具的产品标准或测试方法标准等技术***还难以制订。

      四、建议

      《高工LED》 “LED 路灯标准实验方法综述”介绍， 在安全性能试验方法方面： 广东标准9. 2 安全按GB 7000. 1、GB 7000. 5、GB 19510. 1……, 陕西标准1. 8安全检验灯的安全要求按GB 7000. 1、GB 7000. 5……,深圳标准8. 3 安全的一般要求按GB 7000. 1、GB7000. 5。

      在GB /T 24827- 2009中第6. 3条灯具的安全要求规定灯具的安全要求应符合GB 7000. 5的规定。

      在涉及到LED照明器具的安全要求时， 无论是灯还是灯具， 笔者所能见到的标准或规范， 包括上述所列， 基本上都是引用GB 7000 系列标准， 几乎没有看到针对LED照明器具所作的特殊要求。LED 照明器具产品安全要求真的完全适用GB 7000系列标准吗？

      未必是。笔者认为以下几点值得商榷：

      1）安全特低电压是灯具按防触电保护型式分类的一个重要依据。在GB 7000. 1中定义为： “在通过有单独绕组的安全隔离变压器或转换器与供电电源隔离开来的电路中， 导体之间或在任何导体与地之间， 不超过50 V 的交流有效电压值。注1: 直流电压值正在考虑中； 注2: 假定任何变压器或转换器在其额定电源电压下工作， 无论是在满载或空载， 都不应超过此电压限值。”

      与采用单独绕组的安全隔离变压器或转换器与供电电源隔离开来的电路的传统灯具不同， 在大功率LED照明器具中， 基本都采用隔离驱动电源， 这种隔离驱动电源输入端额定电源电压通常为交流220 V,而输出端通常为直流， 高的已有近100 V。如前述， 直流电压值正在考虑中， 如LED照明器具相关标准不作特殊规定， 按防触电保护型式LED 照明器具如何分类？ 虽然在GB 7000. 1中直流电压值正在考虑中， 对于大功率LED 照明器具内部（铝基板电路）已高达100 V 的直流电压， 由于散热需要， 外壳又多是金属材料的现实， 应该采取一些什么样的防触电保证措施来保证安全呢？

      2） GB 7000. 1中关于绝缘电阻和电气强度的规定， 特别是电气强度的规定对LED照明器具是否适用也应研究。是对驱动电源与光源（ LED ）组合体分别试验还是结合在一起试验？ 对LED照明器具不同极性的带电部件之间是否可按GB 7000. 1 规定施加规定试验电压？ 带电部件与壳体之间有电解电容又怎么办？

      3） GB 7000. 1中关于耐久性试验和热试验项对LED 照明器具又怎么样呢？ 在本章中仅对钨丝白炽灯具和气体放电灯具规定了相应的试验条件和参数。

      对于发光原理与工作电路完全不同于钨丝白炽灯具和气体放电灯具的LED照明器具， 热特性有很多特殊的地方， 如何试验， 不作充分的试验验证和相应的特殊规定， 试验是无法进行的。

      上面只是简单分析了几点， 不适用的地方还多。本文不再赘述。

      建议我们各类标准的制订者， 对于LED 照明器具， 应先搞清楚其是“灯”还是“灯具”。明确分类后才能选定适用的参考标准并引用其相关条款， 有通用定义或通用要求可借鉴的应尽量借鉴， 不要各自为阵， 随意定义一些本标准（或本规范） 适用的名词、定义， 造成众多标准中名词、定义不统一的现象。同时针对LED照明器具的光、电、热特性， 一定要作相应的特殊规定， 不能连引用标准都未认真阅读， 相关规定都未搞清楚就直接引用。制订标准也是偷不得懒的。
(本文转自电子工程世界，编辑：探路者， 由佛山市铠冠灯饰配件有限公司提供，网址：http://www.alushell.com)