N li ti LED Normalisation LED - IBE-BIV

Transcription

10/31/2011
N
Normalisation
li ti LED
outil indispensable
pour la caractérisation des LEDs
G. VANDERMEERSCH, ir
Eclairage LED : En pleine expansion
•
La technologie LED (light emitting diode)
– innovante
– en pleine évolution
– ag
gagné
g sa p
place en signalisation
g
et éclairage
g d’accentuation
Prend place en éclairage général
malgré sa faible puissance
Présente de nombreuses qualités
– efficiente
– instantanée
– modulable
– économe en énergie
– lumière froide (pas d’IR)
– écologique (pas de Hg)
– durée de vie élevée
– maintenance réduite
•
•
2
Normalisation LED – Guy Vandermeersch – IBE-BIV 2011
1
10/31/2011
Eclairage LED : Toutefois…
Pour certains produits du marché :
Qualité inégale
– flux insuffisant,
– couleur médiocre,
– données de performance inexactes et
exagérées
– manque de données et labels incomplets
Mise en œuvre décevante
– photométries non maîtrisées
– mauvaise gestion thermique
– durée de vie surestimée
De nouveaux acteurs sur le marché avec faible
expertise en éclairagisme
3
Eclairage LED
Qualité & Constance des performances :
Source de préoccupations
pour la promotion de la LED et sa mise en œuvre
1. Qualité & constance
2. La normalisation en réponse
3. Normalisation des applications
4. Normalisation des produits
4
2
10/31/2011
LED : Qualité des performances ?
Mills, E. 2007. "Assessing the Performance
of 5mm White LED Light Sources for
Developing Country Applications."
Lumina Project Research Note #1 :
Etude de 26 lots de 10 chips,
chips déclarés
de mêmes caractéristiques nominales
mais d’ origines différentes.
Résultats sous 20mA :
Mean 2.9lm; 3.20V; 0.064W; 45 lm/W
Min 0.2lm; 2.92V; 0.059W; 2 lm/W
Max 4.3lm; 4.02V; 0.081W; 67lm/W
Nécessité de
données certifiées
LED : Qualité des performances ?
Dans un même lot de production on retrouve des LEDs présentant des différences de
flux, de couleur et de caractéristiques tension/courant !
¾ Les fabricants doivent trier les LEDs
en Flux, en Chromaticité, en Tension/courant
TRI
6
¾ Ce tri contribue au coût mais est indispensable
pour garantir une constance de qualité
3
10/31/2011
LED : Binning en flux, couleur et tension
Dans un même lot de production on retrouve des LEDs présentant des différences de
flux, de couleur et de caractéristiques tension/courant !
Binning
TRI
Flux
Tension
Couleur
Doc Philips
LED : Binning en flux
Decade 1
Les fabricants appliquent leurs propres critères pour
le tri en flux, ce qui rend la comparaison difficile.
Idée à l’étude : classer les ‘bins’ en flux
par pas de progression de 12%
7
2,00
2,24
8
2.24
2,50
9
2,50
2,80
10
2,80
3,15
3,55
11
3,15
12
3 55
3,55
4 00
4,00
13
4,00
4,50
14
4,50
5,00
15
5,00
5,60
16
5,60
6,30
décade 1
17
6,30
7,10
7 à 12
18
7,10
8,00
19
8,00
9,00
20
9,00
10,0
6 bins
Decade 2
en Tension
par pas
de 250mV
1
0,0
10,0
11,2
,
2
11,2
12,5
3
12,5
14,0
4
14,0
16,0
5
16,0
18,0
6
18,0
20,0
7
20,0
22,4
4
10/31/2011
LED : Binning en couleur
From presentation by J. Jiao, LED 2009 TM&S, San Diego, Oct. 20, 2009
10
5
10/31/2011
Standardised binning model
From presentation by Y. Ohno, Cie Lecture, 2010
11
LED : Constance des performances
Flux f(Température) : Données fabricants : Flux à 25°C après 30ms
White:
-15%
15%
Data Philips
En pratique, la LED fonctionne dans les plages de température supérieures à 25°
12
6
10/31/2011
LED : Constance des performances
100
Luminous output (%) .
Luminous output (%) .
100
90
Durée de vie f(Tempérarure)
90
80
80
LED
@ 55°C
LED
@ 55°C
70
70
60
60
50
50
@ 85°C
LED LED
@ 85°C
LED @ 100°C
0
Lumiled Luxeon at 350 mA
0
5000
NaHP-TC
5000
10000
10000
15000
NaHP-TC
NaLP-TC
15000
20000
NaLP-TC
HgHP
2000025000 25000 3000030000 35000
35000
HgHP
HgIHP
HgIHP
HgLP
HgLP
LED
55°C
40000
40000
LEDLED
55°C85°C
45000
50000
45000
50000
Burning
hours
Burning
hours
LED 85°C
LED 100°C
La Temperature = Paramètre principal à contrôler pour la LED blanche.
Le fabricant devra déclarer la température Tp max pour laquelle il garantit les performances.
13
LED : Nouveaux intervenants
Remplacement de TL par des tubes lumineux équipés de LEDs
LED 5mm
Power LED > 1 W/chip
2 types : Retro-fit ou de conversion
ne peuvent altérer la sécurité électrique ni la tenue mécanique ou thermique
14
7
10/31/2011
LED : Label trompeur
Attention au mélange des données techniques :
15
LED : Nécessité d’une information standardisée
Chaque fabriquant produit des résultats suivant ses specifications
Des règles sont nécessaires
Il faut pour chaque activité technique ou commerciale un nombre d'accords
qui fixent les règles de jeu entre les interlocuteurs,
avec une terminologie convenue.
• Des règles pour les professionnels de l’éclairage
g
p
pour des consommateurs en demande de confiance
• Des règles
• Des règles pour les pouvoirs publics
• Des règles pour assurer la libre circulation des produits
16
8
10/31/2011
Eclairage LED
Des règles sont nécessaires :
biais : les normes
3 Normalisation des applications
3.
17
Les normes en général
•
•
•
Recommandations
– règles de bonnes pratiques (règles de l’art)
– établies sur base des connaissances actuelles
– liées aux possibilités de la technique,
– exprimant un consensus d’ experts
– pouvant être utilisées comme clauses communes dans un grand nombre
d'applications.
Contraignantes par l'accord des intéressés.
Obligatoires si introduites dans les règlements.
•
Publiées par une instance qui garantit un texte fiable et admis.
En Eclairage : la CIE, la CEI, le CEN - Cenelec, les associations nationales…
18
9
10/31/2011
Structure de la Normalisation en éclairage
Produits
Théories & Applications
Monde
CEI
TC34
ISO
CIE (ISO)
Europe
CENELEC
TC34
CEN
TC169
CEN
TC169
CEB - BEC
IBE-BIV
IBE-BIV
Comité Electrotechnique
Belge
(NBN)
(NBN)
(Normes EN)
Belgique
(Normes NBN)
Défi LED : accompagner le développement technologique
19
Normalisation en éclairage
Que normaliser en éclairage ?
20
•
•
•
Les termes photométriques et la terminologie en éclairage
Les lois physiques et physiologiques qui déterminent la vision
Les grandeurs fondamentales et leurs mesures
•
Les produits : lampes, équipements auxiliaires, luminaires
- Normes de sécurité, d’interchangeabilité et de performances
•
Les applications:
– Performances en fonction des tâches visuelles
– Performances en fonction de la consommation d'énergie
•
Les méthodes de calcul, les procédures de vérification
10
10/31/2011
Eclairage LED
21
Normes en Technique d’ Eclairage
Les sources d’éclairage à LED devront répondre aux normes de photométrie :
•
•
•
CIE 127 – Measurement of LEDs (2nd ed)
CIE 121 – Photométrie et gonio-photométrie des luminaires
EN 13032-1 – Mesure et présentation des données photométriques des lampes et
luminaires
Nouvelle norme spécifique en préparation en CEN TC169
•
Les éclairages à LED devront répondre aux normes d’éclairagisme :
•
•
•
•
EN 12464 1/2 – Eclairage des lieux de travail
EN 1838 – Eclairage de sécurité
EN 12193 – Eclairage des installations sportives
EN 13201 – Eclairage public
Ces normes devront prendre en compte les
spécificités des LEDs
• faisceau dirigée
• luminance élevée - éblouissement
22
11
10/31/2011
Normalisation en CIE : Photométrie
CIE 127 – Measurement of LEDs (2nd ed)
CIE 15 -2004: Colorimetry
CIE 13.3 -1995: Method of Measuring and Specifying Colour Rendering of Light Sources
g
Safety
y of Lamps
p and Lamp
p Systems
y
CIE S 009 -2006 / IEC 62471: Photobiological
CIE 177-2007 : Color rendering of white LEDs light sources
CIE 191:2010: Recommended System for Mesopic Photometry based on Visual Performance
LED
23
HPS
Normalisation en CIE : Photométrie
CIE 191:2010: Recommended System for Mesopic Photometry based on Visual Performance
CIE 191/2010: Valable en vision périphérique (prise en compte des bâtonnets)
Non reconnu en CEN pour l’ éclairage public
24
12
10/31/2011
Normalisation en CIE : Autres études
CIE recommendations under development on LEDs
Division 2 Physical Measurement of Light and Radiation
TC2-66 Terminology of LEDs and LED assemblies
TC2-64 High speed testing methods for LEDs
TC2-63 Optical measurement of high-power LEDs
TC2-58 Measurement of LED radiance and luminance
TC2-50 Measurement of the optical properties of LED assemblies
TC2-71 Photometry and colorimetry of LED modules and Luminaires
TC2-68 Measurement of OLEDs
Future: produce CIE standards on test methods of
LED products (LED lamps, LED luminaires, LED modules, etc.)
25
Eclairage LED
26
13
10/31/2011
Normalisation des produits
•
Vise la sécurité d’utilisation
-
•
sécurité électrique
sécurité mécanique
sécurité thermique
protection contre les effets photo-biologiques
limitation des rayonnements électromagnétiques (EMC)
Vise l’ interchangeabilité (CEI & Zhaga)
- électrique et photométrique
- mécanique et thermique
Obstacles à l’interchangeabilité: - brevets et concurrence
•
27
Vise à garantir des performances minimales
- performances photométriques et colorimétriques
- durée de vie
Normalisation des produits LED : Terminologie
LED
chip
- à intégrer
Auxiliaire
LED
-alimentation seule ou
avec des fonctions de
contrôle (tension,
courant gradation)
courant,
- à intégrer ou
indépendant
Lampe
LED
-système complet
- culot normalisé
- substitution INC
- également des
versions non autoballastées
Module
LED
- avec ou sans
auxiliaire externe
- à intégrer ou
indépendant (engine)
- normalement avec
son radiateur
Luminaire
LED
système complet
- non démontable
- avec module
remplaçable ou non
- avec lampe LED
Terminologie : - IEC 62504 TS :Terms and definitions for LEDs and LED modules
- IEC 61231 : ILCOS Code
28
14
10/31/2011
Lampes LED : Définition
•
•
•
•
•
29
système complet
prêt pour branchement direct sur le réseau AC ou DC BT
remplaçable mais non réparable
culot normalisé
usage grand public
Modules LED : Définition
• système destiné à être intégré dans un luminaire
• nécessite d’être associé à des auxiliaires et une alimentation
• avec ou sans connecteur
• éventuellement réparable
Un ensemble prêt à l’emploi s’appelle aussi « light engine »
30
15
10/31/2011
Normalisation des produits LED
LED
chip
Normes de
sécurité :
Auxiliaire
LED
Lampe
LED
Module
LED
Luminaire
LED
IEC 61347-2-13
IEC 62386-207
IEC 62560-2011
IEC 62031
IEC 626631-1-2012(?)
IEC 60598-1
& Parts 2
Normes
environnement:
IEC 61000-3-2-Har
IEC 61547-EMC
Normes de
performances :
IEC 62384
IEC 62471-2 – Photobiological safety
IEC 62612- 2012(?)
IEC PAS
62717 - 2011
IEC 626631-2 2012(?)
IEC PAS 627222-1- 2011
Normes IEC aussi transposées en EN (sauf PAS)- PAS transposées en norme pour fin 2012
31
IEC/PAS 62717: Modules LED (Standard still under study : may be modified)
Mandatory marking
Location of marking (x:required, -: not required)
Product
Packaging
Product datasheets,
leaflets or website
a) Rated luminous flux (lm)
-
x
x
b) Photometric code ( * under consideration)
-
x
x
c)) Rated life
f (h)
( ) and the associated rated lumen maintenance (x)
( )
-
x
x
x
Parameters to be declared
d) Failure fraction (Fy), corresponding to the rated life
-
x
e) Lumen maintenance code
-
-
x
f) Rated chromaticity co-ordinate values - initial and maintained
-
-
x
g) Correlated colour temperature (K)
Les performances doivent
être
- déclaréesx
h) Rated Colour Rendering Index
- en valeurs initiales
i) tp max of LED module (°C)
-
-
x
-
j) tp-point
- en valeurs maintenues
x à 6000h
k) Ageing time (h)
(h), if different to 0 h
- < 6000h
ou à 25% durée de vie si
l) Ambient temperature range
-
-
x
x
x
x
x
La valeur maintenue n’est
pas une
indication
x de la
durée
de
vie
réelle
n) Dimensions, including dimensional tolerances
x
m) Efficacy (lm/W)
o) Availability of a heat sink
-
-
x
Luminous intensity, beam and peak intensity, if applicable
-
-
x
32
16
10/31/2011
Mandatory marking
Location of marking (x:required, -: not required)
Product
Packaging
Product datasheets,
leaflets or website
a) Rated luminous flux (lm)
-
x
x
b) Photometric code ( * under consideration)
-
x
x
c)) Rated life
f (h)
( ) and the associated rated lumen maintenance (x)
( )
-
x
x
x
Parameters to be declared
d) Failure fraction (Fy), corresponding to the rated life
-
x
e) Lumen maintenance code
-
-
x
f) Rated chromaticity co-ordinate values - initial and maintained
-
-
x
h) Rated Colour Rendering Index
Toutes les performances
doivent
être x
déclarée.
exprimées pour la valeur
t
p maxx
i) tp max of LED module (°C)
Le point de mesure doitxêtre indiqué.
g) Correlated colour temperature (K)
j) tp-point
k) Ageing time (h), if different to 0 h
l) Ambient temperature range
x
Les essais de maintenance à cette
température.
x
x
x
-
-
x
-
-
x
Les fabricants de luminaires
veilleront
qu’à x
température
ambiante,
les
modules
incorporées
n) Dimensions, including dimensional tolerances
x
ne dépasseront pas cette
o) Availability of a heat sink
- température
x
m) Efficacy (lm/W)
Luminous intensity, beam and peak intensity, if applicable
33
Critères de performances
Flux lumineux (lm)
P i
Puissance
(W)
Efficacité (lm/W)
Distribution Intensités lumineuses (cd)
Ouverture angulaire et intensité de pointe
Températures de couleur (K)
Indice de rendu des couleurs : Ra
Facteur de maintenance à 6000h* pour
Tp (Température max de bonne performance)
Durée de vie
Exigences par rapport aux valeurs déclarées
(pour chaque module)
> 90% Fnom
< 110% Pnom
> 90% ηnom
suivant déclaration du constructeur
(tolérances à l’étude)
dans la classe de tolérance déclarée (4 classes)
> (Ranom -3)
> (Ranom -5)
5) à 6000h
dans la classe de dépréciation déclarée (3
classes) – test à 2000h pour produits assimilés
L70 – test u.c.
* 25% durée de vie déclarée – 6000h max
34
17
10/31/2011
IEC/PAS : Modules LED: codes de performances
CRI
Code
Lumen
maintenance (%)
Code
6000h
87 – 96
9
≥90
9
77 - 86
8
≥80
8
67 - 76
7
≥70
7
Tolerance on rated chromaticity co-ordinate values
Colour Variation Category
Size of MacAdam ellipse,
centred on rated colour target
initial
maintained
3-step
3
3
5-step
5
5
7-step
7
7
>7-step ellipse
7+
7+
Code photométrique : 830/ 359 (exemple)
CRI
CCT
77
3020 K
8
35
3
/
0
x,y (spread)
Maint.
initial
maintained
92%
3
5
9
/
Autres normes ‘Produits’ en préparation
Tubular retrofit LED lamps
IEC Pas : LED binning (flux – couleur – tension)
LED lifetime prediction : PREDICTION DE LA DUREE DE VIE
36
18
10/31/2011
Normalisation des produits LED
labels de sécurité, non de performances (en Europe)
z
z
Attribué par organisme neutre
Produit conforme aux normes
de sécurité
Contrôle interne de fabrication
ISO 9002 supervisé par
certificateur tiers
Marque volontaire
z
z
Destiné à l ’utilisateur
z
z
z
z
37
z
z
Déclaration du fabricant
Produit conforme aux
exigences essentielles de
sécurité
Aucune vérification par
certificateur tiers
CE obligatoire sur tous
les produits
Destiné aux instances
officielles
Conclusions
•
•
•
Produits en pleine évolution
Les normes doivent accompagner l’évolution technologique
La normalisation des LEDs et Oleds : Le grand défi actuel !
•
Les normes : outils indispensables pour
- promouvoir un langage commun
- garantir la sécurité et la santé des personnes
- assurer la fiabilité et la sincérité des données techniques
- permettre de comparer les produits sur des bases identiques
- promouvoir les meilleures performances en technologies à LEDs
- faire obstacle aux produits non-conformes
Crédit documentation : Laborelec (JM Deswert) – AFE (B: Duval) – Nist (Y.Ohno) – Philips
38
19
10/31/2011
Normes Produits LED : Performances en CEI
IEC TC34 Lamp and Related Equipment
SC34A Lamps and glow starters (MT PRESCO)
SC34C Lamp control gear (MT COMEX
SC34D Luminaires (MT LUMEX)
IEC 62384,
62384 Ed
Ed.1,2006:
1 2006: Lamp controlgear - Part 22-13:
13: Particular requirements for
d.c. or a.c. supplied electronic controlgear for LED modules
IEC 62612, Ed. 1,2009: Self-ballasted LED-lamps for general lighting services by
voltage > 50 V – Performance requirements - en révision
aussi en preparation IEC 62663-2; Non self-ballasted LED-lamps
IEC PAS 62717, 2011: LED modules for general lighting – Performance
requirements
IEC PAS 62722-2-1, 2011 : LED Luminaires – Performance requirements and
tests
PAS :Public available specification – norme expérimentale non transposable en EN
39
Normes Produits LED : Sécurité électrique en CEI
IEC 61347-2-13,
61347 2 13 Ed
Ed.1,2006:
1 2006: Lamp controlgear - Part 22-13:
13: Particular
requirements for d.c. or a.c. supplied electronic controlgear for LED modules
IEC 62386-207, Ed,1,2009: Digital addressable lighting interface –
Part 207: Particular requirements for control gear – LED modules
IEC 62560, Ed. 1,2011: Self-ballasted LED-lamps for general lighting services by
voltage > 50 V - Safety specifications
en preparation IEC 62663-1 ; Non self-ballasted LED-lamps
IEC 62031, Ed.1,2008 : LED modules for general lighting – Safety requirements
IEC 60598-1, Ed.7,2008 : Luminaires - Part 1: General requirements and tests
Normes transposées en EN
40
20
10/31/2011
Normes Produits LED : Sécurité en CEI
IEC 61000-3-2:2005, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 3-2:
Limits – Limits for harmonic current emissions
IEC 61547, Equipment for general lighting purposes – EMC immunity
requirements
CISPR 15:2005, Limits and methods of measurement of radio
disturbance characteristics of electrical
lighting and similar equipment
IEC 62471-2 – Photobiological safety; Guide
Normes transposées en EN
41
21

N li ti LED Normalisation LED - IBE-BIV

Transcription

Documents pareils

Product ID/01089551

69 590 €TTC

dix heures dix - Lampadaire ufo led H282

SoftPal LED ami Minnie Mouse portable 717103116

2-in-1: Projecteur et veilleuse Marvel Spiderman LED

Product ID/01089552

[La Nouvelle Génération de la Lampe XP pour Pompiers

documentation technique

Product ID/01280322