能源之星Lamps V2.1對頻閃提出新要求

2017年6月20日，美國國家環(huán)境保護(hù)局EPA發(fā)布能源之星Lamps V2.1認(rèn)證規(guī)范，并指出Lamps V2.1版本將于2017年10月1日全面替代之前的Lamps V2.0版本，屆時(shí)，能源之星產(chǎn)品的認(rèn)證必須以參考2.1版本進(jìn)行申請。

相比于2.0版本，能源之星Lamps V2.1 版本發(fā)生了多處的變化，其中，比較重要的一個(gè)變化就是補(bǔ)充了新的頻閃的測量評價(jià)指標(biāo)，特別是對可調(diào)光燈的頻閃性能評價(jià)提出了更為詳細(xì)的要求。針對這一修改，EPA考察了現(xiàn)有的關(guān)于頻閃評價(jià)的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，并經(jīng)過廣泛征求意見，得到了業(yè)界的普遍支持。以下將對能源之星Lamps V2.1認(rèn)證規(guī)范中關(guān)于產(chǎn)品的頻閃性能的內(nèi)容予以詳細(xì)介紹：

1、頻閃相關(guān)評價(jià)指標(biāo)

在第11.3節(jié)，能源之星對燈的光輸出頻率提出了明確要求，即緊湊型熒光燈的頻率應(yīng)在20到33kHz間或者≥40kHz;而LED燈的光輸出頻率f應(yīng)≥120H。

根據(jù)12.4節(jié)，對于所有標(biāo)識可調(diào)光的燈，應(yīng)在報(bào)告中提供一下頻閃參數(shù)：

-閃爍百分比PF

-閃爍指數(shù)FI

-光輸出周期性頻率f

-短期閃變指數(shù)Pst

-頻閃效應(yīng)可視化參數(shù)SVM

-ASSIST閃爍感知度Mp

其中，后三項(xiàng)指標(biāo)Pst、SVM和Mp為此次Lamps V2.1最新提出的。

能源之星所指的“可調(diào)光燈”主要是考察燈對調(diào)光器的兼容性，能源之星并不強(qiáng)制所有燈都設(shè)計(jì)成可調(diào)光，但要求在外包裝上對是否可調(diào)光作出標(biāo)識，并有網(wǎng)站可查詢調(diào)光器的兼容信息。根據(jù)能源之星官網(wǎng)，大部分燈都是“可調(diào)光的”。標(biāo)識為“可調(diào)光”的燈，應(yīng)至少在2個(gè)廠家的5種不同的調(diào)光器下進(jìn)行調(diào)光性能測試;若廠家簽署了“NEMA LED Dimming Compatibility Program”，則可直接配備NEMA SSL 7A調(diào)光器進(jìn)行調(diào)光性能的測試。

2、頻閃相關(guān)測試方法

LED燈的光輸出頻率的測量方法參考IEEE Std 1789TM-2015，能源之星標(biāo)準(zhǔn)中對測量儀器的性能提出了相對較高的要求：光度探頭的上升時(shí)間必須≤10μs，系統(tǒng)采樣頻率必須≥20KHz，采樣時(shí)間不能小于1s。

對于頻閃參數(shù)的測量，能源之星推薦參考以下相關(guān)文件進(jìn)行：

NEMA 77-2017 ：Standaed for Temporal Lighting Artifacts：Test Methods and Guidance for Acceptance Criteria;

ASSIST Metric for Assessing the Direct Perception of Light Source Flicker;

ENERGY STAR Recommended Practice – Light Source Flicker。

此外，能源之星還對儀器動(dòng)態(tài)范圍及采樣頻率和時(shí)間等提出了明確要求：

上述的參考文件，NEMA 77-2017規(guī)定了Pst，Mp等的測量評價(jià)方法;ASSIST規(guī)定了Mp的計(jì)算方法，而ENERGY STAR Recommended Practice則規(guī)定了具體的頻閃測量操作流程，大體流程如下：

-在不加調(diào)光器是測量燈的基礎(chǔ)光輸出(BLO)的頻閃參數(shù);

-將調(diào)光器接入燈的測量電路，在最大調(diào)光輸出(MaxLO)下測量頻閃參數(shù);

-在最低調(diào)光輸出(MinLO)下測量頻閃參數(shù)，MinLO是指20% MaxLO或者宣稱的最低輸出，孰低取孰。

3、頻閃測量解決方案

總體而言，新版能源之星標(biāo)準(zhǔn)對頻閃測量設(shè)備的硬件配置和軟件算法都提出了較高的要求;在原有頻閃評價(jià)的參考文件基礎(chǔ)上，能源之星更進(jìn)一步明確了測量的采樣頻率、采樣時(shí)間和計(jì)算方法。為了應(yīng)對這一變化，遠(yuǎn)方光電專門針對能源之星的測量需求，升級了LFA-3000光源頻閃測量儀的軟件，以方便用戶測量和報(bào)告。已購買該設(shè)備的用戶可與遠(yuǎn)方光電技術(shù)服務(wù)部門聯(lián)系免費(fèi)升級軟件。

遠(yuǎn)方光電在頻閃測量方面具有深厚的研發(fā)基礎(chǔ)，并且得到了國際社會(huì)的廣泛認(rèn)可。2016年2月，由美國能源部(DOE)發(fā)布了一項(xiàng)關(guān)于頻閃測量儀的調(diào)查研究報(bào)告，遠(yuǎn)方LFA-2000光源頻閃測量儀經(jīng)過美國太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)系列實(shí)測比對，因其與實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)值比對一致性高而被DOE推薦。

2017年2月，遠(yuǎn)方光電應(yīng)邀參加在加拿大渥太華的國家研究中心(NRC)召開的CIE照明系統(tǒng)的暫態(tài)光調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)國際協(xié)調(diào)會(huì)，來自CIE、IEC、IEEE、IES、Energy Star等機(jī)構(gòu)的專家代表出席了本次會(huì)議，共同商議制定頻閃的國際研究和標(biāo)準(zhǔn)化路線圖。遠(yuǎn)方光電在會(huì)上示范了LFA-3000頻閃分析儀，它能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范測量計(jì)算出相應(yīng)指標(biāo)，包括IEEE1789標(biāo)準(zhǔn)的NM值、IEC標(biāo)準(zhǔn)的Pst值、CIE TN006的SVM值和ASSIST的MP值等，測量示范引起了代表們的興趣，現(xiàn)場與飛利浦標(biāo)準(zhǔn)頻閃源的對比結(jié)果也非常令人滿意。

遠(yuǎn)方LFA-3000光源頻閃測量儀是原有LFA-2000的升級產(chǎn)品，配備國家標(biāo)準(zhǔn)級快速光度探頭，且采樣速度高達(dá)100kHz，完全滿足包括能源之星Lamps V2.1在內(nèi)的多個(gè)最新發(fā)布的關(guān)于光源頻閃的測量分析標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，超大內(nèi)存以及采樣與傳輸同時(shí)進(jìn)行，克服了傳統(tǒng)RAM存儲空間有限的問題，一定條件下可實(shí)現(xiàn)無限采樣。此外，LFA-3000搭載可拆卸的平板電腦作為顯示界面，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程無線操控和數(shù)據(jù)傳輸，既適合于實(shí)驗(yàn)室測量也滿足現(xiàn)場照明測量需求。

圖 1 遠(yuǎn)方LFA-3000光源頻閃測量儀

可測量參數(shù)：

光波動(dòng)的時(shí)域分析圖和頻域分析圖;

基準(zhǔn)頻率、閃爍百分比(PF)、閃爍指數(shù)(FI)、調(diào)制深度(MD);

Pst(即，符合IEC、NEMA 77、能源之星Lamps V2.1等最新標(biāo)準(zhǔn));

SVM(符合CIE TN：006、NEMA 77、能源之星Lamps V2.1等最新標(biāo)準(zhǔn));

調(diào)制百分比(符合CEC法規(guī)JA 10);

Mp(符合ASSIST推薦以及能源之星Lamps V2.1等最新標(biāo)準(zhǔn));

軟件可根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)判別頻閃危害等級。

圖2 LFA-3000典型測試界面