GB/T 29293-2012 LED筒灯性能测量方法

　　ICS 29. 140. 50 K 72

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 29293—2012

　　LED 筒灯性能测量方法

　　Measurementmethodsoftheperformance forLED downlights

　　2012-12-31发布 2013-09-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 29293—2012

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准由中国轻工业联合会提出 。

　　本标准由全国照明电器标准化技术委员会灯具分技术委员会(SAC/TC224/SC2)归 口 。

　　本标准起草单位 :半导体照明产业技术创新战略联盟(北京半导体照明科技促进中心) 、上海时代之光照明电器检测有限公司 、杭州远方光电信息股份有限公司 、中国质量认证中心 、飞利浦灯具(上海) 有限公司 、中山市质量计量监督检测所 、常州市产品质量监督检验所 、欧司朗(中国)照明有限公司 、上海半导体照明工程技术研究中心 、浙江生辉照明有限公司 、上海市照明学会 、鹤山银雨照明有限公司 、广东省东莞市质量监督检测中心 、国家电光源质量监督检验中心(上海) 。

　　本标准主要起草人 :高伟、杨樾、陈超中、王晔、李为军、施晓红、潘建根、陈松、桑高元、彭振坚、施朝阳、张俊斌 、杨卫桥 、刘磊 、陆光明 、俞安琪 、陶玖祥 、李本亮 。

　　Ⅰ

　　GB/T 29293—2012

　　LED筒灯性能测量方法

　　1 范围

　　本标准规定了以 LED为光源 、电源电压不超过 250V 的一般照明用 LED筒灯性能的测量方法 。

　　本标准适用于使用一体化 LED模块 、半一体化 LED模块 、非一体化 LED模块 、半一体化 LED 灯或非一体化 LED灯的筒灯 。

　　本标准不适用于使用一体化 LED灯的筒灯 。

　　本标准与 GB/T 29294—2012一起使用 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 2423. 1—2008 电工电子产品环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 A:低温(IEC 60068-2-1:

　　2007,IDT)

　　GB 7000. 1—2007 灯具 第 1部分 :一般要求与试验(IEC 60598-1:2003,IDT)

　　GB/T 9468 灯具分布光度测量的一般要求

　　GB/T 24824—2009 普通照明用 LED模块测试方法

　　GB/T 29294—2012 LED筒灯性能要求

　　3 术语和定义

　　GB/T 29294—2012第 3 章界定的术语和定义适用于本文件 。

　　4 试验方法的一般要求

　　除非另有规定 ,测量应在相对湿度不超过 65%、温度为 25℃ ±1℃的无空气对流环境下进行 ,并应使 LED筒灯应处于稳定工作状态 。

　　测量时试验电压应稳定在 ±0. 2%范围内 。光通量维持率试验期间试验电压稳定在 ±2%范围内 。输入电流的总谐波含量不应超过 3% 。

　　测量前 ,被测样品需要点亮足够长时间达到稳定 ,达到稳定所需时间取决于被测样品的类型 ,稳定时间一般为 30min~ 120min或更长 。每隔 15min测量一次光输出和电功率 , 当 30min内光输出和电功率中的各 3个读数值的差异(最大-最小)小于 3个读数平均值的 0. 5%时认为达到稳定 。样品的稳定时间应在测试报告中说明 。

　　所有试验应在额定电源频率下进行 ,除非因为某一特殊目的由制造商或责任销售商另外规定 。

　　在光通量维持率试验 过 程 中 , 为 了 不 影 响 测 量 结 果 , 应 避 免 样 品 在 试 验 期 间 可 能 发 生 的 污 染(灰尘等) 。

　　1

　　GB/T 29293—2012

　　5 电性能

　　5. 1 输入功率、输入电流和功率因数

　　应在额定电压下进行测量 。如果额定电压是一个范围 ,应在对温度最不利的情形下进行测量 。测量设备应符合 GB/T 24824—2009中附录 A. 2 的要求 。

　　5. 2 电参数匹配度

　　按照图 1 给出的电路图进行测量 。

　　5. 2. 1 配有电压输出型的 LED模块控制装置的 LED 筒灯

　　配有非稳定电压输出 LED模块控制装置的筒灯 ,试验电压为额定电源电压 。

　　配有稳定电压输出的 LED模块控制装置筒灯 ,试验电压为 92% ~ 106%额定电源电压 。

　　5. 2. 2 配有电流输出型的 LED模块控制装置的 LED 筒灯

　　配有非稳定电流输出的 LED模块控制装置的 LED筒灯 ,试验电压为额定电源电压 。

　　配有稳定电流输出的 LED模块控制装置的 LED筒灯 ,试验电压为 92% ~ 106%额定电源电压 。

　　图 1 电性能匹配度测量示意图

　　6 光度性能

　　6. 1 试验电压

　　应在额定电压下进行测量 。如果额定电压是一个范围 ,应在对温度最不利的情形下进行测量 。

　　6. 2 初始光通量

　　按照 GB/T 9468进行测量 。

　　6. 3 光通量维持率

　　光通量维持率试验期间 ,试验环境温度应为 tq±2 ℃ 。若制造商未提供 tq ,则认为 tq 为 25 ℃ 。

　　2

　　GB/T 29293—2012

　　试验时 ,按照 6. 2测量每个样品的初始光通量和光通量维持率期间的维持光通量 。 当光通量维持率试验时间为 6 000 h 时 ,维持光通量的测量间隔为 1 000 h。 当试验时间小于 6 000 h 时 ,测量间隔不应大于试验时间的 1/5。 当达不到光通量维持率要求时 ,不需要继续试验 。

　　6. 4 灯具效能

　　按照 5. 1测量输入功率 ,按照 6. 2测量初始光通量 ,并计算灯具效能 。

　　6. 5 灯具光输出比

　　按照 GB/T 9468进行测量 。

　　6. 6 光强分布

　　按照 GB/T 9468测量 。

　　为了便于应用 ,LED筒灯光强分布数据应采用公认的国际或地区格式 。

　　7 眩光控制

　　7. 1 保护角

　　使用亮度计测量灯具内光源的亮度 。测量亮度时 ,应使亮度计正对着光源的法线方向测量光源的亮度 。

　　按图 2 和以下步骤测量灯具实际的保护角 S:

　　图 2 保护角示意图

　　a) 测量灯具内光源的发光边界和不发光的灯罩边缘的连线长度 a;

　　b) 测量光源发光边界至灯具口面的高度 b;

　　c) 保护角 S 由以下公式求得 :S= arcsin 注 : 当 LED模块带有配光的透镜 ,光源包括该透镜 。

　　7. 2 亮度限制

　　测量应按照以下步骤进行 :

　　a) 应按照 GB/T 9468测量规定 C平面和 γ角上的光强 ;

　　b) 计算灯具出光口面的面积 A。典型的灯具出光口面见图 3;

　　3

　　GB/T 29293—2012

　　图 3 典型出光口面示意图

　　c) 计算平均亮度 。

　　在横向(C0和 C180) 、纵向(C90和 C270) 和 45°方向(C45、C135、C225、C315) 分别计算 65°、75°和85°γ角的 9个光强算术平均值 I(γ) av,然后按照式(1)计算亮度平均值 L(γ) av。

　　L av …………………………( 1 )

　　式中 :

　　L(γ) av—γ角的亮度平均值 ;

　　I(γ) av —γ角光强平均值 ;

　　A — 计算灯具出光口面的面积 。

　　横向(C0和 C90) 的 3 个 γ 角 平 均 亮 度 为 L横 (65) av,L横 (75) av,L横 (85) av ; 纵 向 (C90和 C270) 的3个 γ角平均亮度为 L纵 (65) av,L纵 (75) av,L纵 (85) av ;45°方向(C45、C135、C225、C315) 的 3 个 γ角平均亮度为 L45 (65) av,L45 (75) av,L45 (85) av。

　　8 色度

　　8. 1 显色指数和相关色温

　　采用满足附录 A 的积分球光谱辐射计系统测量显色指数 、相关色温和色差异 。应在报告中说明测量设备是 4π积分球系统还是 2π积分球系统 。

　　8. 2 色品空间不一致性

　　8. 2. 1 总则

　　色品空间不一致性应在两个垂直面(C0和 C90)进行测量 ,并按照 8. 2. 2 计算平均色品坐标 。 当测量色品坐标为(x,y)时 ,应先按照公式计算平均值(xa,ya)后再转换为(u′,v′) 。

　　8. 2. 2 测角仪光谱辐射计系统或测角仪色度计系统测量平均色品坐标

　　8. 2. 2. 1 确定 γ角测量范围

　　根据 C平面相关 γ角光强的算术平均值 , 以不小于 10%峰值光强值的 γ角为测量范围 。

　　8. 2. 2. 2 测量色品坐标

　　在 C0和 C90平面测量色品坐标和光强 。根据具体光分布情况 ,决定色品坐标和光强的 γ角测量间隔 ,测量间隔不应大于 10°。 图 4 给出了使用测角仪在 C0和 C90平面内进行测量的示例 。

　　4

　　GB/T 29293—2012

　　注 : 本图所示是 LED产品仅有下射光的情况 。

　　图 4 使用测角仪在 C0和 C90平面内进行光度学和色度学测量的示例

　　8. 2. 2. 3 计算空间平均色品坐标

　　计算每个 丫i角上对应的 C0和 C90平面的色品坐标和光强算术平均值 x(丫i) ,y(丫i)和 I(丫i) 。按照式(2)加权平均计算平均色品坐标 xa 。ya 的计算与 xa相同 。

　　xa ·wi …………………………( 2 )

　　式中 :

　　xa — 平均色品坐标 ;

　　x(丫i) — 光强算术平均值 ;

　　n — 与测试间隔有关 , 当间隔 Δ丫= 10°时 ,n= 19;

　　wi(丫i) —丫i 角的加权系数 ,计算见式(3) 。

　　wi …………………………( 3 )

　　式中 :

　　wi(丫i) —丫i 角的加权系数 ;

　　I(丫i) — 同一个 丫i 角上所有 C平面测得光强的算术平均值 ;

　　Ω(丫i) — 关于 丫i 角的环带立体角 ,计算见式(4) 。

　　2πLéêcos(丫i) - cos丫i + 2(Δ)丫),÷ ;其中 丫i = 0°

　　Ω(丫i) = 2πLéêcos丫i - 2(Δ)丫,)÷ - cosç丫i + 2(Δ)丫,)÷ ;其中 丫i = Δ丫,2Δ丫, … ,180。- Δ丫

　　2πêL(é)cosç丫i - 2(Δ)丫),÷ - cos(丫i) ;其中 丫i = 180°

　　…………………………( 4 )

　　式中 :

　　Ω(丫i) — 关于 丫i 角的环带立体角 ;

　　5

　　Δ丫 —丫角的测试间隔 , 当测试间隔为 10°时 ,Δ丫= 10°。

　　GB/T 29293—2012

　　8. 2. 3 色品空间不一致性的计算

　　色品 空 间 不 一 致 性 Δu′v′由 所 有 测 量 点 的 空 间 色 品 坐 标 与 空 间 平 均 色 品 坐 标 的 最 大 差 异 [在1976CIE(u′v′)图上的距离]确定 。

　　8. 3 色维持

　　按照 8. 2测量每个样品的平均色品坐标的初始值 , 以及在光通量维持率试验结束后 ,按照 8. 2测量平均色品坐标 。

　　8. 4 距高比

　　8. 4. 1 提供全套数据的灯具

　　8. 4. 1. 1 具有旋转对称光强分布的灯具

　　步骤如下 :

　　a) 将光强分布的测试结果中所有 C平面各个 γ角的光强数据取算术平均值 ,得到一组 γi角 0°~ 90°的光强数据 I(γi) 。

　　b) 在式(5) 、式(6)中 ,依次代入 γi角 0°~ 90°的余弦值(除 0°以外)和光强值 I(γi) 进行计算 , 寻找

　　满足式(5)的 γ1/2和满足式(6)的 γ1/4 , 即 I × cosI0 和 I × cosI0 。

　　I × cos3γi I0 …………………………( 5 )

　　I × cos3γi I0 …………………………( 6 )

　　式中 :

　　γ1/2 — 1/2照度时对应的 γ角 ;

　　γ1/4 — 1/4照度时对应的 γ角 ;

　　I0 — 灯下点光强 。

　　若式(5)和式(6)计算 γ角的解在测试角度之间 ,应用插入法进行计算 。

　　c) 照度角决定的距高比见式(7) 。照度角决定的距高比见式(8) 。

　　S/H= 2 ·tg(γ1/2) …………………………( 7 )

　　S/Htg …………………………( 8 )

　　取式(7)和式(8)中的较小值为灯具的距高比 , 四舍五入修正到 0. 1。

　　8. 4. 1. 2 具有两面对称配光的灯具

　　步骤如下 :

　　a) 将光强分布的测试结果中 C0和 C180平面各个对应的 γ角的光强数据取算术平均值 ,得到 一组 γ在 0°~ 90°范围内所对应的光强数据 I(γi) 。 同时 ,用相同方法得到另一组在 C90和 C270平面各个 γ角的光强数据I(γi) ;

　　b) 应用 8. 4. 1. 1b)和 8. 4. 1. 1c) ,分别计算 C0-180平面和 C90-270平面的距高比 ,修整到 0. 1。

　　8. 4. 2 具有配光曲线的灯具

　　8. 4. 2. 1 具有旋转对称光强分布的灯具

　　步骤如下 :

　　6

　　GB/T 29293—2012

　　a) 利用灯具配光曲线 ,将各个角度对应的光强画入图 5 中(光强值取相对数值) ;

　　b) 在纵坐标上取配光曲线在 0°光强的 1/2点 ,过该点作图 5 中粗斜线的平行线 。如果 0°附近光强变化很大 ,取 0°~ 5°光强的平均光强 ;

　　c) 过这条线与光强曲线的交点 , 向上作与纵坐标的平行线 ,读出标尺 A上的交点 ;

　　d) 在纵坐标上取配光曲线 0°光强的 1/4点 ,重复步骤 b) ;

　　e) 过这条线与光强曲线的交点 , 向上作与纵坐标的平行线 ,读出标尺 B上的交点 ;

　　f) 来自步骤 c)和步骤 e)的较小值就是灯具的距高比 。修整到 0. 1。

　　8. 4. 2. 2 具有不对称配光的灯具

　　步骤如下 :

　　a) 对平行和垂直平面(0°和 90°)的光强分布进行单独评估 ;

　　b) 对每个光强曲线按照 8. 4. 2. 1计算距高比 。修整到 0. 1。

　　在某些情况下 ,可能适合于评估 45°平面的光强分布 。

　　注 : 图 5 中的斜线实际上为与灯下点(0°)有同样照 度 的 其 他 角 度 上 需 要 光 强 的 光 强 曲 线(为 了 方 便 ,将 两 个 坐 标轴的标尺适当改变 ,使该光强曲线为直线) 。

　　图 5 灯具距高比计算图

　　9 结构

　　部件的可替换性用目测和手工试验检验 。

　　10 热试验

　　除了试验环境温度以外 ,按照 GB 7000. 1—2007中 12. 4 的规定 。

　　试验的环境温度应为 tq±2 ℃ ,最好是 tq 值 ,有多个 tq 时 ,按照最高 tq 进行试验 。

　　7

　　GB/T 29293—2012

　　11 可靠性

　　可靠性的试验方法正在考虑中 。

　　12 温度适宜性

　　按照 GB/T 2423. 1—2008中 5. 3试验 Ad要求进行试验 。

　　试验温度 : -20 ℃或声称的温度 。

　　试验持续时间 :2 h。

　　试验要求 : 当试验样品的温度达到稳定后 ,给样品通电 ,在该条件下持续到规定的试验时间 。在低温试验的通电期间 ,试验样品应能正常启动和工作 。

　　8

　　GB/T 29293—2012

　　附 录 A (资料性附录)测量设备要求

　　A. 1 积分球

　　积分球应足够大 ,确保在测量时挡板和自吸收造成的测量误差不会很明显 。球体尺寸与被测样品尺寸有关 ,见 A. 2。

　　积分球必须安装辅助灯来测量被测物体的自吸收 。积分球光谱辐射计系统的辅助灯必须发射能覆盖光谱辐射计光谱的宽带辐射 。所以 ,通常使用石英卤钨灯 。辅助灯在整个自吸收测量过程中的光输出必须稳定 。

　　根据球体的尺寸和用途 ,建议球壁内涂层的反射率为 90% ~ 98% ,各个波长反射率相同 。

　　如果球体有开 口 ,必须考虑平均反射率 。更高的涂层反射率有利于补偿平均反射率的下降 。

　　A. 2 球体几何结构

　　建议采用图 A. 1 中的积分球光谱辐射计系统的球体几何结构测量 。建议使用图 A. 1a) 测量所有类型的样品,包括各向发光(4π)或前向发光(不考虑方向) 。 图 A. 1b) 可用于仅前向发光(不考虑方向)的样品 。

　　如果被测样品的壳体或支架太大不能用 4π结构 ,也可使用 2π结构 。无论哪种几何结构 ,对于给定尺寸的积分球应限制被测样品的尺寸 ,确保光的积分空间一致性和自吸收的准确修正 。

　　作为指导 ,在 4π几何结构中 ,被测样品的表面积应该小于球壁面积的 2% 。

　　9

　　适用于各种类型的 SSL产品

　　a) 4π几何形

　　

　　适用于只有正向发光的 SSL产品

　　b) 2π几何形

　　图 A. 1 用光谱辐射计测量时推荐采用的球体几何结构

　　在 2π几何结构中 ,用于安装被测样品的开口直径应小于球体直径的 1/3。被测样品应安装在圆形开口中 ,这样 ,样品的前部边缘与开口的边缘齐平(也可以稍微在球体里面 ,保证所有发出的光都在球体内) 。开口边缘与被测样品(或标准灯)的缝隙可以用盖板覆盖(里面为白色) ,积分球里外完全隔离 ,可以在一个正常日光照环境的房间里测量 。见图 A. 2a) 。

　　GB/T 29293—2012

　　a) 带盖板的样品安装 b) 不带盖板的样品安装

　　图 A. 2 被测样品的安装条件

　　如果缝隙无法遮蔽 ,则需要一个暗室(至少在开口处) 以保证没有外部光线或反射光进入球内 ,见图 A. 2b) 。

　　无论哪种情况 ,被测样品必须安装到球体上以保证支撑材料或结构不会把热量传到球壁 。

　　无论哪种几何机构 ,挡板尺寸必须尽量小并保证探头不会被样品或标准灯直接照射 。建议挡板位于距离探测器 1/3到 1/2球半径处 。辅助灯也应该有个挡板 ,使其直射光线不会照射到探测器口或被测样品 。

　　全光谱辐射通量的标准灯通常为石英卤钨灯 ,其宽带光谱可校准光谱辐射计的整个视觉区域 。对于 2π几何结构 ,需要只有前向发光的标准灯 。例如带反射镜的有适当亮度分布的石英卤钨灯可作为标准光源 。在 4π几何结构中 ,通常使用全方向亮度分布的标准灯 ,但也需要前向亮度分布的标准灯 。 注意 :如果燃点位置发生改变 ,标准灯的光输出也会改变 。

　　A. 3 光谱辐射计

　　可以使用机械扫描型或阵列型光谱辐射计测量 。光谱辐射计最小光谱范围为 380 nm~ 780 nm。光谱辐射计的带宽和扫描间隔必须不大于 5 nm。

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