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摘要：近年来LED技术在不断的发展和进步，其发光效率已经远超白炽灯。随着LED光强、光谱范围的增加，其应用范围也愈加广泛，在信号灯、显示屏等多个领域都有所应用。在各类LED产品应用的过程中，不仅要充分利用LED的优势，也要保障LED照明灯具的可靠性和安全性，本文就此进行了相关的阐述和分析。
关键词：LED灯具；可靠性；安全标准
近几年，LED技术飞速发展，其不论在发光效率还是在颜色方面都取得了巨大的进步。现代LED照明灯具不仅具有较高的发光效率，且价格大幅度下降，已经成为照明市场中常见的照明设备之一。目前，LED技术应用广泛，不仅在指示灯、信号灯等领域应用，在显示屏、路灯、照明灯等方面也有广泛的应用。在LED照明灯具应用的过程中，一定要注意灯具的可靠性和安全性，严格遵守相关的技术规范和安全规范，确保LED灯具充分发挥效用。
一、LED照明灯具可靠性相关内容
（一）器件可靠性
LED器件是LED灯具必不可少的组成部分，其与LED灯具性能好坏有直接关系。器件的可靠性受到外延芯片和器件封装两个部分影响。在芯片方面，其性能和质量如果出现问题，可能受到P-N结部分位错、缺陷数目等因素的影响。在芯片加热、加电的情况下，位错、缺陷等问题会逐渐扩散，进而造成芯片失效。要提升芯片可靠性，就要控制外延生长途中出现的位错、缺陷现象，从而保障金属、半导体的接触质量。如果LED灯具出现从属失效的情况，则可能因为封装出现问题。如，封装材料质量问题、结构设计问题、工艺技术问题等。要保障封装质量水平，不仅要严格筛选使用材料，还要做好散热结构、热涨匹配结构的设计。在工艺方面，要根据要求流程视功能设计，确保工艺技术的完善可靠[1]。
（二）散热可靠性
LED照明灯具的可靠性与散热性能有直接关系，提升灯具散热性能也是LED技术研究的重要内容之一。一方面，要解决芯片产热过多的问题，可以采用热沉、热散体等技术解决。另一方面，要提升散热结构的合理性。在灯具设计时，不仅要考虑外观效果，还要考虑发光效率、配光、成本等内容。为了提升散热效果，可以着手于改善芯片结温的耐热性、降低器件热阻、控制器件升温、增加热导管等方面，通过多样化的技术手段，全面提升灯具的散热效果，进而延长灯具的使用寿命。
（三）大功率LED灯具可靠性影响因素
近年来，我国能源消耗量在逐步增加，随着资源、环境等问题的恶化，人们对节能环保愈加重视。为了满足节能环保的要求，大功率LED灯具应用而生。该灯具具有环保、节能、价格低廉等特点[2]。在大功率LED灯具应用的过程中，许多因素都会影响其可靠性，具体包括以下几个方面：第一，外界环境。根据灯具的使用环境，影响灯具可靠性的因素也有所不同。如，透镜变形受损、灰尘、压力等外界环境条件都会危害灯具的寿命。所以，在灯具使用时，一定要做好环境的检查，根据环境条件采取有效的保护措施，避免灯具受压、受震；第二，光源。光源失效可能是因为芯片失效引起的。一方面，芯片本身就存在问题，无法发挥效用。另一方面，在使用过程中芯片失效。此外，光源失效也可能受到封装失效的影响。造成封装失效的原因包括材料、设计等多个方面，具体如上文所述。也有可能受到电力失效、热应力失效的影响，在电力失效的情况下，会在瞬间产生超过额定电流的电压，进而损坏芯片，也有可能导致电线熔断。在热应力方面，如果热流比额定热量高，则可能会造成温度度升高，影响灯具的发光效率，导致灯具亮度下降；第三，驱动电源。驱动电源和LED灯具有着十分紧密的联系，二者相互影响和支撑。驱动电源可以保护灯具，如果出现过大电流，其可以限制电流和电压，避免短路问题。同时，驱动电源也具有防潮、防水的作用，能够改善的灯具外壳的耐热性能；第四，散热系统。大功率LED灯具主要由光源、驱动电源、散热结构三个部分组成，其中散热系统尤为重要，与灯具的使用寿命有直接关系。在灯具使用过程中，如果长时间产生过多的热量，且没有及时散热，会严重影响灯具寿命。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆会导致其他部件过的，进而出现故障问题；第五，界面层裂。常用的封装材料为环氧树脂，其绝缘性能良好，但容易老化受潮，且高温条件下该材料会出现颜色的变化，即影响灯具的质量，也会影响灯具的外观。
二、LED照明灯具安全标准
（一）安全标准
《灯具一般要求与试验》IEC 60598是LED照明灯具的国际安全标准，其中包括通用标准要求和特殊标准要求两个方面[3]。我国对应的LED灯具国家标准是GB7000，LED灯具设计和生产的过程中，要严格遵守相关的标准要求，确保灯具的安全性。除了国家标准，还有地方标准、行业标准等。
（二）安全标准分析
在LED灯具生产的过程中，不仅要满足本国的国家标准，对于出口的灯具，还需要满足出口国家的安全标准的要求。另外标准也在不断更新中，在2015版的GB7000标准中还加入了光生物安全的要求。具体如下：第一，标记。标准对产品上的标签做出了详细规定，标签上必须包含灯具的来源、电压、功率、型号、IP等级、灯具类型以及必要的警告标识。第二，外部线和内部线。不同类型的灯具标准对外部线的要求是不同的，2007版的GB7000中规定非普通灯具必须使用线径至少1mm²的IEC57橡皮线，2015版的标准中对外部线的要求做了调整，非普通灯具中的Ⅲ类灯具外部线在满足一定要求时，可以使用最小线径为0.4mm²的非橡皮线。但市场上仍然会有很多室外使用的灯具的外部线不满足要求。第三，按防触电保护型式。可以将灯具划分为Ⅰ类灯具、Ⅱ类灯具、Ⅲ类灯具，现在市场上许多产品都没有按照标准要求进行设计生产，比如标记为Ⅱ类的灯具，往往满足不了防触电保护的要求，外壳防护只满足基本绝缘，或者灯具使用的电源线为基本绝缘的单层外皮线，为灯具的安装和使用带来安全隐患；第四，结构设计。在进行结构设计时，要将光学、电气、热三个系统的位置、关系进行明确，从而保障灯具的使用安全和寿命。受光源特性影响,LED照明灯具内部结构形式是较多的,常见的有封装、整体式模组等。其中,整体式IED照明灯具内部结构与传统灯具类似,其他都有一定区别。为此,必须合理设计LD照期灯具内部结构,使光学系统、热系统等位賢设计合理,形成完整的构,以确保结构的机械作用得以实现,提高IED照明灯具使用安全性。当LED照明灯其内部结构是整体式时,可以将LED直接同定在灯具主体上,或者使用连接件。在芯片导热系统方面，可以运用散热片，由于使用数量过多，所以灯具的体积和重量会有所增加，在安装时应该考虑着方面的问题。同时，针对散热片清洁问题，应该为清洁工作提供便利的条件，或设计成不易积灰的结构形式，避免灰尘对散热片的散热效果造成影响。第五，正常和异常热试验。模拟正常和异常工作条件下，灯具的任何部件、灯具内的电源线或安装表面都不应达到有损安全的温度，另外，灯具处于工作温度时，徒手可触及操作的部件都不应过热。另外，通过这两项试验考核灯具发出热量，分析其是否会对灯具寿命产生影响。其中包括导线、灯座、接线端子、安装表面、电源外壳等多项考核内容。如果将驱动电源安装在内部，要根据环境温度选择驱动器。第六，光生物安全。对于使用LED光源的灯具，必须评估灯具对人眼的辐射，测试结果分为RG0,RG1,RG2三个等级，当判定为限制级RG2时，灯具上必须有警告符号。此外，灯具进行电气强度、绝缘垫出的试验时，要着重考核驱动电源。其中包括隔离电源测试等，该测试的结果与LED模组的电气强度测试有直接关系；
结语：
综上所述，随着LED技术的进步和发展，LED照明灯具的应用范围愈加广泛。在应用过程中，要掌握灯具的可靠性条件、安全标准，从而确保灯具的使用效用和使用安全。LED照明市场的逐步扩大,对LED灯具的安全评价提出了更严格、更具体的要求。
参考文献：
[1]倪平达.LED照明灯具的可靠性及安全标准探讨[J].科技创新与应用,2017(5).
[2]蒋敏,昌进.导热脂对LED前照灯散热影响及热阻研究[J].汽车零部件,2018,125(11).
[3]杨志豪,李蕴,陈凯,et al.LED照明蓝光危害标准要求及测量探讨[C]//第十七届全国光学测试学术交流会.
论文作者:涂振湘
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第07期
论文发表时间:2019/8/15
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