LED产品在国外性能认证的要求

电源测试/仿真/认证

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  由于世界能源紧缺及LED 具有节能、减排、长寿命和环保的优势,LED产业已引起世界各国和地区的重视,各国政府纷纷出台政策,扶持LED产业。目前,LED光源随着技术的进步和革新,LED产品的亮度和发光效率不断的提高,成本的下降,LED光源越来越多用于照明来取代传统的光源照明。因此面对LED的技术不断的变化,欧美一些组织提出对LED灯(模组)和灯具新的标准或者法规,各国对LED灯和灯具的能效检测也提出了很多自己要求。

  对于ERP(Energy-related Products)指令的要求

  欧盟是我国半导体照明产品出口的重点市场,半导体照明产品进入欧盟市场,应该主要考虑其强制的要求。ERP指令、LVD指令和EMC指令等一些要求属于欧盟的CE体系里,因此LED灯只有贴上CE的标志,才能顺利进入欧盟市场。欧洲的能效要求主要还是以欧盟ERP的指令要求为代表,在照明产品方面,从2009年欧盟推出了针对非定向光源(主要是卤素灯,节能灯)的(EC)No 244/2009和还有针对不含稳压安定器之荧光灯管、高强度气体放电灯、稳压安定器与灯具之生态化设计指令(EC)No 245/2009后,在2012年12月推出了针对所有LED灯泡和定向光源的指令(EU)No 1194/2012和电灯及灯具能源标签的条例(EU)No 874/2012。早2014年1月22日,欧盟在其官网的上发布第2014/C22/02号公告,公告中列出了有关(EC)No 245/2009、(EU)No 1194/2012和(EU)No 874/2012这一些指令中各种灯的测试标准。以下我们着重对LED照明的产品相关的要求做出一个简单的介绍。

  LED 照明产品的能效在(EU)No 1194/2012要求汇中分三个阶段:

  *第一阶段:2013年9月1日

  *第二阶段:2014年9月1日

  *第三阶段:2016年9月1日

  在(EU)No 1194/2012的要求中,光源的能效指数按照以下公式进行计算:EEI=Pcor/Pref 其中Pcor—正常输入电压下测得额定功率(Prated),且Prated根据表1进行修正。定向的LED光源都要满足表2列出EEI要求。同时LED光源和LED灯具都是需要满足表3所列出来的测试要求,按照规定每一项测试的要求是20个样品取平均值和表格中要求做判断,整个测试的周期至少是6000小时。同时按照第2014/C22/02号公告中,对LED照明产品为了满足其性能要求,要根据所对应的标准来进行测试表4所示。

  表1模块要求外部控制装置的功率修正
led

  表2定向灯最大的EEI

led

  表3定向和非定向的光源的测试要求
led

  表4 LED 灯与模组的性能所对应的标准
led

  美国是全球LED产业最为发达的地区之一,也是我国比较大的出口市场。美国在LED标准规范制定方面,一直都居于世界领先地位,美国电器制造商协会、北美照明协会针对LED光源特点,制定了有关电气、光度和色度方面的要求和及测试方法。此外,还有美国的“能源之星“计划推进有关半导体照明的能效标准,以及提高其发光效率和相关性能。目前美国的LED灯泡和灯具的能效要求主要是Zhaga、Lighting Facts label、DLC、能源之星等这一些自愿性的要求。

  Zhaga对LED 光引擎的要求

  Zhaga 是一个全球性的联盟,成立于2010年2月,成立的宗旨是在确保来自不同厂商的LED光源的互换性的规格。可互换LED光源提供照明灯具(灯具)在无需修改夹具,可以在他们的装置使用的LED元件的更多选择的制造商。降低转换成本和降低风险。Zhaga接口规范根据不同类型的LED光引擎和相应的灯具发布了相关的规格书。规格书中至少规定光引擎和灯具之间的机械接口、光学接口、电气接口、散热接口和控制接口。Zhaga的认证是自愿性的认证。目前Zhaga制定了适合不同照明应用的标准规范,这一些包括街道照明、重点照明和办公室照明等等,目前已经出版了8本规格书(Zhaga book)在表格5中所表述。Zhaga联盟会员的产品只有通过独立认证实验室的测试,验证其符合Zhaga规范的要求后,才可以获取Zhaga标识。

  表格5 规格书
led

  有关LED的光学接口中Zhaga 在除开规格书1以外的七本的规格书中对不同的LED光引擎的光出面,光通量、光强分布、亮度均匀性、色温和显色指数做出了相关规定。

  对于Lighting Facts label的能效要求

  它是美国能源部(Department of Energy, DOE)宣布实施的能效标贴项目,与CALiPER (Commercially Available LED Product Evaluation and Reporting)类似,同时也为买方提供产品选择的依据。它推出是为了让照明的产品达到更具体和可信度更高的要求,本意是”Give them the facts”。Lighting Facts标签上和在线获批产品的名录上都是从五个方面关键性能指标:光输出(lm)、输入功率(W)、光效(lm/w)、CRI以及CCT。产品想被列入通过Lighting Facts审批的产品名录,制造商首先需要按照IES LM-79-08测试方法对SSL产品进行电气和广度的测量,其测量的数据和报告必须是由美国国家自愿性实验室认证体系 (NVLAP) 认可的独立实验室出具方有效。在2012年10月美国能源局固态照明项目组发布了Lighting Facts标签上将新增两个可选指标,分别为”质量保证”和基于LM-80以及TM-21测试所获得”流明维持率”指标。

  “质量保证”将不再以L70的方式衡量(即光输出降至初始值70%时所用的时间),因为L70被人们认为是寿命的代名词,而这种理解有误。相反,该指标将采用寿命分别达到1万小时、1.5万小时以及2.5万小时时光输出所占初始值的比例。不过,美国能源局同时也指出,这种方式未必就最正确,因为产品组件的寿命并未在考虑的范畴内。

  对于DLC的能效要求

  DLC的全称是“The Design Lights Consortium”,是美国东北能源效率合作组织 (Northeast Energy Efficiency Partnerships (NEEP)), 发起一项自愿性的能效计划。DLC的目标是促进高品质、高等效的照明设计在所有工业和商业照明中普及。DLC认证产品目录除开美国的ENERGY STAR 标准包括的LED灯具的之外的LED灯具。目前DLC技术要求的表格是在2013年9月27号发布的Technical Requirements Table v2.1版本,它所涉及的照明产品主要集中在户外的商业和工业建筑用的LED灯具,比如户外壁灯、车库灯、洗墙灯、工矿灯以及LED灯管灯37类照明产品。它对产品的主要性能要求包括光通量、环带光通量、光效、色参数和光通流明维持率等在表5中所列出,还有功率因数必须要≥0.9和谐波失真必须要≤20%。 DLC能效测试的数据和报告必须其测量的数据和报告必须是由美国国家自愿性实验室认证体系 (NVLAP) 认可的独立实验室出具方有效。

  表5技术要求表格
led

  对于ENERGY STAR 能源之星的能效要求

  ENERGY STAR 能源之星标志是有美国能源部(DOE)和环保署(EPA)联合推出的一项产品能效认证计划。早就在2007年,美国就推出有关固态照明灯具的能源之星认证,从2009年开始,又不断完善其整体式的LED灯的认证规范。尽管能源之星是一个自愿性的认证项目,但是在美国影响非常广泛,贴上了“能源之星”标签,就标志着产品在能效方面已经获得美国能源部和环保署的认可。

  目前针对LED照明产品能源之星要求主要针对LED灯泡Integral LED lamps V1.4(生效时间为2011年5月3号),Light Bulbs V1.0(生效时间为2014年9月30号),其中Integral LED lamps V1.4在2014年5月30号之后不能申请能源之星的证书了,同时在Light Bulbs V1.0实施之后,申请到V1.4版本的证书不能在使用了。针对LED灯具的Luminaires V1.2(生效时间为2012年12月21日)。适用LED灯泡的主要是全向灯、装饰灯和定向灯。它对LED灯泡相关的电参数和光参数、流明维持率和寿命都有具体的规定。它对寿命的评估是按照L70的方法来选取6000小时或者更长时间的流明维持率数据来评估LED灯泡的寿命。考虑到LED灯泡的测试周期比较长,Lamp V1.0同样采取Integral LED Lamps V1.4的方法,在满足相关的测试条件下可以在至少3000小时后提交预申请,如果条件满足就可以提前在产品上打印能源之星的标志进入市场销售了,但是这有一个前提,那就是灯泡适用的LED芯片已经有LM-80的报告。另外,目前lamps V1.0 在对LED灯泡的色温上比以往的Integral LED lamps V1.4这个版本有所增加,由原来规定只能选取符合ANSI C78.377-2011的要求的2700K、3000K、3500K、4000K四种色温增加了5000K和6500K两种色温。同时Lamps V1.0在流明维持率上比Integral LED lamps V1.4有改变,对于定向灯≤20W和全向灯≥10W的时候环境温度是45?C±5?C来进行流明维持率测试, 定向灯》20W的时候,环境温度是55?C±5?C,其他的灯环境在20?C到35?C之间就可以了。最后Lamps V1.0对定向灯还有升温光输出比的测试,即按照定向灯在流明维持率过程中环境温度是多少,那么在这个温度上测试光输出要比这个灯在室温的光输出的90%以上。

  Luminaires V1.2是针对所有灯具的能源之星要求,包括定向灯具和非定向灯具两大类。涉及LED灯具主要有用可更换的GU24灯头的LED节能灯的非定向灯具、住宅用凹槽安装LED灯具、住宅用的户外LED杆灯、住宅用和商用的下照LED灯具、住宅用和商用的局部照明用LED灯具、住宅用和商用的橱柜LED灯具、住宅用和商用的一体化LED灯具、等几种,灯具的能源之星测试让同一系列被测灯具考虑外壳与底座、LED热能管理部件、外形、安装方式、电气联接、反射罩与灯具修边、灯罩与散射透镜、光源特性、光源相关色温、LED驱动器等几个方面分类测试以判断是否允许合并相应测试项目。Luminaires V1.2中对LED灯具色温有规定,规定只能是选取符合ANSI C78.377-2011要求的2700K、3000K、3500K、4000K和5000K(只能是商业用途)五种色温。由于LED灯具的寿命也是通过L70方式评估出来的,所以每个被测LED灯具同样需要通过LM-80的报告。整个测试周期大大少于LED灯泡的测试周期。

  未来十年,80%的传统照明将由LED为代表的新光源所取代,LED光源革命在推动产业链发展的同时,也推动了各国的需要检测的技术指标的变化,同时推动认证和检测的技术于服务的更新。更多的LED照明性能应用及其能效标准和规范的不断推出,有关LED的产业飞速的发展。

——本文选自电子发烧友网3月《电源技术特刊》“透视新设计”栏目,转载请注明出处,违者必究!

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