LED灯具结构设计科普知识

一． 相关定义 　　1．灯具：凡是能分配，透出或转变一个或多个光源发出的光线的一种器具，并包括支撑、固定和保护光源必需的部件（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设施。 　　2．普通灯具：提供防止与带电部件意外接触的保护，但没有特殊的防尘、防固体异物和防水等级的灯具。 　　3．可移动式灯具：正常使用时，灯具连接到电源后能从一处移动到另一处的灯具。 　　4．固定式灯具：不能轻易的从一处移动到另一处的灯具，因为固定以致于这种灯具只能借助于工具才能拆卸。 　　5．嵌入式灯具：制造商指定完全或部分嵌入安装表面的灯具。 　　6．带电部件：在正常使用过程中，可能引起触电的导电部件。中心导体应当看作是带电部件。 　　7．EN安全特低电压（SELV－safety extra-low voltage）：在通过诸如安全隔离变压器或转换器与供电电源隔离开来的电路中，在导体之间或在任何导体与接地之间，其交流电压有效值不超过50V。 　　8．UL低压线路：开路电压不超过交流电压有效值30V的线路。 　　9． 基本绝缘（EN）：加在带电部件上提供基本的防触电保护的绝缘。耐压应在2U+1000V以上（U：当地的电网电压）。 　　10．补充绝缘（EN）：附加在基本绝缘基础上的独立的绝缘，用于基本绝缘失效时提供防触电保护。耐压值应在2U+1750V以上（单层）。 　　11．双层绝缘（EN）：基本绝缘与补充绝缘组成的绝缘，耐压值应在4U+2750V以上（即基本绝缘与补充绝缘耐压之和）。 　　12．增强绝缘（EN）：绝缘效果与双层绝缘相当的一种加强性绝缘。从总体上看，一般只为一层，但也可由多层组成，且各层不可明确进行分割并单独测量。耐压值应在4U+2750V以上。 　　13．CLASS O级灯（EN）：仅以基本绝缘为电击保护措施的灯具，无接地等保护措施。 　　14．CLASS I级灯（EN）：除了基本绝缘为电击保护措施外，还采用了其它如接地等保护性措施的灯具。 　　15．CLASS II级灯具（EN）：采取双重绝缘或增加绝缘为电击保护措施的灯具。其绝缘效果不依赖于接地或安装条件。 　　16．CLASS III级灯（EN）：使用特低安全电压（SELV）为防电击保护方式的灯具。 　　17．普通可燃材料（normally flammable material）：材料的引燃温度至少为200℃，并且在此温度时该材料不至于变形或强度降低。例如木材及厚度大于2mm的以木材为基质的材料。 　　18．易燃材料（readily flammable material）：普通可燃材料和非可燃材料以外的一种材料。例如木纤维和厚度小于2的以木材为基质的材料。 　　19．非可燃材料（non-combustible material）：不能助燃的材料。例如金属、水泥等。 　　20．定型试验（type test）：对定型试验样品进行测试，其目的是检验某一给定产品的设计是否符合有关标准的要求，但通过定型测试后的产品在生产阶段是否符合标准要求，需要以测试报告及相关文件来保证。 　　二． 灯泡简介 　　1．钨丝灯泡，包括白炽灯泡、石英灯泡及卤素灯泡等。 　　常用白炽灯泡有：Type A，B，C，G，R，T、 欧洲灯泡base – E14，E27。其中，英国亦可用B15，B22； 北美灯泡base Type – E12，E17，E26。 E-Edison(爱迪生式螺丝口)；B-Bayonet（卡口） 　　A． 常用石英灯泡有Type T（JC），MR，JDR-C（GU10）。 　　2．荧光灯管，常用有FL（T5，T8，T12…），PL-S，PL-C，2D以及节能灯管。 　　注：对钨丝灯泡及FL荧光灯管通常的表示方法为：表示类型（Type）的字母加上阿拉伯数字，例如：A19，B10，C7，G25，S11，T8…，其中阿拉伯数字表示灯泡的大概直径，如A19灯泡的直径D=19*1/8”，再乘以25.4即为以mm为单位的灯泡直径。 　　特例：欧规R泡所跟的数字为灯泡实际尺寸，如R50，Ｒ80… 　　三．灯具分类 　　（一）按安装方式： 　　可移动式灯具：台灯，挂式壁灯，落地灯 固定式灯具：天花灯（吸顶灯），吊灯，壁灯，嵌入式灯，轨道灯。 　　（二）使用环境： 　　1．EN规格 　　1)户内使用：用符号 表示，金属件外表面要作防腐处理； 　　2)户外使用：用符号 表示，金属件外表面要作防腐处理； 特别要求：喷水测试（即要求有最小Ф3.2mm漏水孔），金属件内外表面要作防腐处理。 　　2．UL/CSA规格 　　1)干环境（DRY LOCATION）：至多暂时湿气较大。例如起居室、客厅、厨房 等室内环境。 　　2)潮环境（DAMP LOCATION）：至少会周期性出现湿气液化现象。例浴室、地窖冷冻库等室内潮湿的环境以及在阳台天蓬内、大门遮雨罩等有上盖的户外环境。 　　3)湿环境（WET LOCATION）：至少会遭受雨滴或水溅。例如地下、水中及所有户外环境和洗车场等可以淋到水的户内环境。 　　注：潮环境、湿环境主要特别要求：喷水测试（即要求有漏水孔最小3.2mm），金属件内外表面要作防腐处理，灯头导电触片需耐腐蚀（铜端片）。 　　(三)按使用标准类别 　　1．北美体系：主要是UL/CSA规格体系。电压为AC100V～127V，60HZ，包括北美洲、南美洲的部分国家以及日本、菲律宾、台湾等前美国殖民地区。 　　UL Lab.按CSA标准对产品进行测试，合格则可用cUL MARK出口加拿大。 　　2．国际电工委员会（IEC－International 　　Electrotechnical Commission）体系：包括、欧洲、亚洲、澳洲、非洲、东南亚的绝大多数国家和地区。所列规格都为引用EN60598系列标准再加上本国（本地区）的一些特别要求（如电压，插头类型等）。我国于1957年参加IEC，目前是IEC理事局、执委会和合格评定局的成员。灯饰行业的国家标准GB7000系列对应于IEC60598系列。 　　其中IEC（EN）产品还可细分为如下类别： 　　（1）按防电击保护程度： 　　A．CLASS 0级灯，无代表符号。 　　特征：电源电压为50V以上高压/单层绝缘/无接地。 　　B．CLASS I级灯，无代表符号。单层绝缘结构，外露可触金属需接地。CLASS I 灯中可有部分结构为CLASS II结构。 　　特征：电源电压为50V以上高压/单层绝缘/有接地。 　　C．CLASS II级灯，用符号“ ”表示。II级灯通常为双重绝缘结构，但可以有部分结构为CLASS III结构（如变压器之后的低压部分）。（内置式变压器应设计为二类灯具）。 　　特征：电源电压为50V以上高压/双重绝缘/无接地。 　　D．CLASS III 级灯。用符号“ ”表示，供电为安全特低电压SELV（外置变压器直插式灯具） 　　特征：电源电压为50V以下低压/单层绝缘/无接地。 　　（2）按防尘防固体异物、防潮能力IP指数区分：IPXX 　　第一位数：防尘防固体异物指数，分0-6七个等级。数字愈大防尘防固体异物能力愈强。 　　0：无防护； 　　1：防大于50mm的固体异物； 　　2：防大于12mm的固体异物； 　　3：防大于2.5mm的固体异物； 　　4：防大于1mm的固体异物； 　　5：防尘； 　　6：尘密 　　第二位数：防潮能力指数，分0-8九个等级。数字愈大防潮能力愈强； 　　0：无防护； 　　1：防滴（垂直）； 　　2：防滴（倾斜15度）； 　　3：防淋水（60度范围）； 　　4：防溅水； 　　5：防喷水： 　　6：防猛烈海浪； 　　7：防浸水影响； 　　8：防潜水影响。 　　说明：1）普通灯具防护等级为IP20，一般不用标示。 　　2）户外使用灯具的防护等级IP#一般都在IP23或以上，且需要标示。 　　3）按安装面可燃性区分： 　　A．仅适宜于直接安装在非可燃表面的灯具，用符号“ ”表示。 　　B．适宜安装在普通可燃表面的灯具，用符号“ ”表示。 　　C．可安装在普通可燃表面且隔热材料可能盖住灯具的场合(即嵌入式)，用“ ” 表示。 　　四． 主要电气元件 　　材质要求： 　　UL/cUL/CAS规格：电流的载体(导电体)必须是铜、铜合金、镍合金，或不锈钢。 　　EN规格：载流部件(导电体)须由铜或含铜至少80%以上的铜合金或至少具有相同导电性能的材料制成。 　　1．灯头： 　　1．1 UL/cUL/CAS规格（AC120V 60HZ） 　　规格为E26、E17、E12，多用陶瓷和电木灯头，不能使用铝灯头。E26灯头多为带开关， E17、E12灯头不带开关。要求有UL认证。 　　1．2 EN规格（AC220V～230V 50HZ） 　　规格为E14、E27螺纹灯头，多为塑料灯头，也有陶瓷灯头，较少电木灯头。E27灯头一般耐温度210℃（60W或60W以下），100W一般采用陶瓷灯头。一般灯头不带开关。要求有VDE或相应认证。 　　1．3 SAA/BS规格（AC240V 50HZ） 　　常用B22和B15卡口灯头，不分极性，也用E27、E14螺纹灯头，一般不带开关。 　　1．4 GB规格（AC220V 50HZ） 　　常用E14、E27螺纹灯头，也有B22卡口灯头。要求有CQC认证。 　　2．开关 　　2．1 UL/cUL/CAS规格： 　　A、旋转开关：如灯头开关，底座开关。 　　B、 中途开关：从中途开关到出线位长度不小于20cm。 　　C、 长方形拔动开关：多用于石英灯，部分台灯也用，一般安装要求为上开下关，前开后关，左开右关，但要以满足客户要求为原则。 　　D、 调光器：有旋转式：即逐渐由暗到亮，无级调光。 三位式：即弱亮→亮→灭 　　E、触摸开关：四位式→弱亮→亮→强亮→灭 　　2．2 EN规格 　　A、灯头按动开关 　　B、底座拔动开关安装方向同UL要求 　　C、方形拔动开关安装方向同UL要求 　　D、中途开关（单刀制）：一般要中途开关至出线位长度不小于20cm； 脚踏开关（按动开关或调光器）：一般出线位至脚踏开关距离不小于30cm。 　　2．3 SAA/BS规格 　　SAA开关一般用双刀开关，分底座开关和中途开关（双刀制），但客户有特别要求除外；BS用单刀制，同VDE要求。 　　2．4 GB规格 　　用有CQC、CCC认证的开关，台灯、夹灯用按动开关，开关至出线位长度不小于20cm；落地灯用脚踏开关；出线位至脚踏开关距离不小于30cm。 　　3．电源线： 　　3．1 UL/cUL/CAS规格： 一般用SPT-2透明电源线大小脚有孔插头，要求插片材质为铜质镀镍，有字唛线连到小脚为L极，条纹线连大脚为N极，开关要切断有字唛的电线。也有用黑色插头线，大小脚双直脚扁插头，N极电线外径较粗且有直棱纹，L极电线外径较细且光滑。灯体内部用黑白引线，一般黑引线接L极，白引线接N极。 　　出线长度为由出线位到插头不小于6英尺，公司规定不短于1.80m，接线方式一般用闭端接线器(奶嘴)、旋入式接线器(牙膏盖)。 　　3．2 EN规格 　　两芯双重绝缘线，双脚圆插头。内有啡色线、蓝色线，啡色线接L极，蓝色线接N极；三芯双重绝缘线，三脚圆插头，内有啡色、蓝色及黄绿双色引线，其中黄绿双色线为接地线，装开关时一定要控制火线，电源线出线长度要求为1.85m，接线方式一般用接线座。 　　3．3 SAA/BS规格 　　SAA用双重绝缘带插头电线，插头为两片扁脚八字形（不分大小），BS用双重绝缘BS规格装线，不带插头，BS插头设计为I类，由生产线或由客人装上去，插脚为三片扁脚呈“品”字形，插头内压线码螺丝要求承受0.5Nm扭力，电源线出线长度同VDE要求。 　　3．4 GB规格 　　用双重绝缘带双直脚扁插头电源线，插脚不分大小，不带孔，电源插线一定要有CCC认证标志，其出线长度同VDE要求。 　　4．变压器 　　4．1 UL/cUL/CAS规格 　　UL/CSA变压器的初级电压是120V，次级根据需要有不同，一般为12V，由于次级电压低，电流大，所以次极出线较粗。变压器要求有UL/cUL/CAS认证。 　　4．2 EN规格 　　初级输入电压230V，次极输出电压多为12V，保险丝接在初级。要求有VDE认证。 　　4．3 GB规格 　　要求有CQC或CCC认证的供应商。 　　五． 灯具产品主要技术要求 　　1． 高压测试： 　　A． UL/cUL规格： 　　普通固定式灯具：1500V/1.0mA/1秒； 　　可移动式灯具：1500V/0.5mA/1秒； 　　B．EN规格： 　　CLASS：2U+1000V/1mA/1秒；（U为电网电压值） 　　CLASS II：4U+2750V/1mA/1秒； 　　CLASS III：500V/0.5mA/1秒； 　　高压测试时，UL规格要求频率40～70Hz，泄露电流不超过0.5mA，而EN规格要求50/60Hz，泄露电流：O类II灯具0.5mA； 　　I类可移动式灯具1.0mA；I类固定式灯具1.0mA，额定输入功率大于1kVA的I类固定式每1kVA，泄露电流增加1.0mA，最大值5.0mA。 　　2．接地电阻测试： 　　A． UL/cUL规格：用12V，25A电流，测得的地阻不大于0.1Ω（100mΩ）； 　　B．EN规格：将空载电压不小于12V及不小于10A的电流加载于可触及金属及接地端子之间，测得的地阻不大于0.5Ω（500mΩ）。 　　3．拉力测试（电源线离开灯体位置或分拆包装时内部接线的接线点） 　　A． UL/cUL规格：35Lbs/1分钟，位移不能超过1.6mm。 　　防拉装置：拉力圈、UL结、压线码、迷宫结构 　　B．EN规格：13.5Lbs，1分钟内拉25次，每次维持1秒，位移不能超过2mm。 　　防拉装置：拉力圈、压线码、迷宫结构 　　4．扭力测试 　　螺丝连接部位一定要保证相应之扭力以确保其功能及电器性能不受影响。 　　灯头要承受一定扭力1分钟。 　　E26、E27和B22灯头：2.0Nm 　　E14和B15灯头（蜡烛灯头除外）1.2Nm 　　E14和B15蜡烛灯头0.5Nm. 　　连接处有STOP位防止360˙旋转，承受2.5Nm每转的扭力； 　　M10螺纹以下连接处承受扭力为2.5Nm，M10螺纹以上为5.0Nm扭力 　　5．电线号数： 　　A． UL/cUL规格：最小为18AWG。 　　特例： 　　1)被完全覆盖住的、2)使用不会移动的、3)变压器次极接线、可以使用18AWG～24AWG电线。 　　轨道灯： 　　1)ADAPTOR（适配器）及灯身部分：18AWG。 　　2)CONNECTOR（连接器）及轨道部分：12AWG或截面积不小于3.3mm2。 　　B． EN规格： 　　主体电源线： 　　1)普通灯具：至少0.75mm2 　　2)其它灯具：至少1.0mm2（户外灯、恶劣环境使用的灯具） 　　3)当带10/16A插座时，至少1.0mm2 　　灯具内部引线： 　　1)正常工作电流大于2A：至少0.5mm2，绝缘层厚0.6mm。 　　2)正常工作电流小于2A：至少0.4mm2，绝缘层厚0.5mm。 　　6．电线的连接方式： 　　A． UL/cUL规格：电源线与内部引线或内部引线之间的连接可以用闭端接线器(奶嘴)、旋入式接线器(牙膏盖)、焊锡连接，同一个旋入式接线器内接线不能超过5根。 　　B．EN规格：电源线与内部引线或内部引线之间的连接可以用接线座、闭端接线器(奶嘴)、焊锡（不接受牙膏盖）。 　　注：接线座固定在金属件上时，需能通过多股线之一股的8mm逃逸测试。通常在接线座和金属件之间加块青壳纸作为补充绝缘。接线座留给用户接线端，需标识L、N或L、N、接地符号 。 　　7．极性区分： 　　火线(L极)：接灯头中心导电触片，开关切断电源L极。 　　UL：黑色及双芯电源线中不带凸脊的电线； 　　EN：棕色或红色线； 　　零线(N极)：接灯头侧触片或螺套； 　　UL：白色或两芯电源线中带凸脊的电线； 　　EN：蓝色或黑色线； 　　8．电线开线处理： 　　A． UL/cUL规格：开线小于7mm，线端可浸锡，浸锡长度不大于3.2 mm 　　B． EN规格：端子为弹弓式连接时，才可浸锡。非弹弓式，必须包铜端子，且≧5mm。 　　9．过线保护： 　　电线穿过金属零件，在过线处要加保护线套(如胶粒)，或电线加套管(硅胶管、黄蜡管等)； 　　10．万向摇头等过线零件的防转及扭力测试： 　　A． UL/cUL规格：可活动的连接点，活动时不能影响到导体的绝缘，旋转要限制在360°以内，或符合旋转测试(6000次)。扭2.26Nm/1分钟和吊35LBS或4倍重量/1分钟（UL1598） 　　B． EN规格：连接处直径≦M10mm，要能通过2.5Nm扭转测试；连接直径≥M10mm，要能通过5.0 Nm扭转测试。 　　11．螺丝连接： 　　A． UL/CSA规格：自攻螺丝需通过灯体重量的4倍重量的吊重测试。 　　B． EN规格：如螺纹直径小于3.0mm，则连接螺丝必须植入金属物中，另外，螺丝要能通过松/紧5次测试≦2.8mm，0.4mm；≦3.0mm，0.5Nm；≦3.2，0.6 Nm；0.8Nm… 　　12．吸顶灯/壁灯吊重测试： 　　A． UL/cUL规格：灯体重量4倍重/1小时，零件无明显变形或损坏。 　　B． EN规格：灯体重量4倍重/1小时，零件无明显变形或损坏。 　　13．倾倒测试（针对可移动式灯具）： 　　A．UL/cUL规格：可移动式灯具必须通过8°倾倒测试。 　　B．EN规格： 　　1)6°倾倒测试：所有可移动式灯具必须通过此测试； 　　2)15°倾倒测试：通过6°测试但不能通过非正常温度测试（灯具倾倒后光源照射面温度高于175℃）的可移动式灯具必须通过此测试。 倾倒测试时，按照最不利于将灯具稳定的方向将灯具放置到测试台上。 　　14．夹持力（针对夹灯）： 　　A． UL/cUL规格：分别夹1.6mm厚的铁板和38mm厚的木板，吊灯具自重1小时不跌落。 　　B． EN规格： 　　1）分别夹在： a）10mm玻璃， b）能夹持之最厚玻璃（20mm or 30mm…，最厚40mm）， 用20N力拉电源线，夹不能移动； 　　2）夹直径20mm金属棒，用20N力拉电源线，灯不能跌落。当夹玻璃板能通过，而夹金属圆棒不能通过时，可在说明书中注明不准夹在圆棒上。 　　15．石英灯防爆/防紫外线UV：UV FILTER（紫外线过滤器） 　　A．UL/cUL规格：除非用本身防UV的低气压灯泡，石英台灯/落地灯（5英呎高的Torchiere除外）需加UV镜片—100W以下，2.4mm；≥100W，3.2mm。 　　B．EN规格：除非用本身防UV的低气压灯泡，石英台灯/落地灯需加防爆镜片，防爆镜片要能通过0.35Nm的冲击测试。 　　16．电气间隙（Clearance）和爬电距离(CREEpage Distance) 　　A．UL/cUL规格：6.4mm。注：灯头，开关及CLASS II 变压器次极不考虑。 　　B．EN规格： 　　1)基本绝缘—50V：0.2mm；1.2mm；250V：1.7mm；2.5mm。 　　2)补充绝缘—250V：3.6mm。 　　3)增强绝缘—250V：6.5mm。