LED燈具國(guó)標(biāo)和IEC標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀與發(fā)展

LED與傳統(tǒng)光源存在特性差異，以傳統(tǒng)光源為關(guān)注焦點(diǎn)的燈具標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)行修訂和補(bǔ)充，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)烈需求使LED燈具安全和性能標(biāo)準(zhǔn)成為行業(yè)的熱點(diǎn)。本文介紹了LED燈具我國(guó)和IEC標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀和發(fā)展，燈具安全標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于LED燈具的要求，以及使用雙端LED管燈替代燈的新型LED燈具可能存在的安全隱患。

LED燈具標(biāo)準(zhǔn)是LED照明標(biāo)準(zhǔn)體系中的有機(jī)組成部分，同時(shí)由于LED燈具開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的漸趨成熟，在現(xiàn)有的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)LED燈具的安全和性能特性的研究結(jié)果將在相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)和性能標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)。

一、我國(guó)燈具標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀

1.安全標(biāo)準(zhǔn)

燈具安全標(biāo)準(zhǔn)由等同采用IEC的標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)自主制定的標(biāo)準(zhǔn)組成，燈具安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及其適用的光源見(jiàn)表1。

表1 燈具安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及其適用的光源

2.性能標(biāo)準(zhǔn)

目前已發(fā)布的燈具性能?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)共4項(xiàng)(見(jiàn)表2)，均為我國(guó)自主制定，除了GB/T 9473-2008和GB/T 7256-2005以外，其他標(biāo)準(zhǔn)均適用于LED光源的燈具。

表2 已經(jīng)發(fā)布或報(bào)批的燈具性能標(biāo)準(zhǔn)

3.方法標(biāo)準(zhǔn)

已經(jīng)發(fā)布的3個(gè)燈具測(cè)量方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表3)均適用于LED燈具。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《LED燈具可靠性試驗(yàn)方法》正在起草過(guò)程中。

表3 已經(jīng)發(fā)布的燈具試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

二、我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

(一)GB 7000.1-2007《燈具 第1部分：一般要求與試驗(yàn)》正在修訂

GB 7000.1-2007正在修訂，技術(shù)差異包括了IEC 60598-1：2008的修訂內(nèi)容和IEC 60598-1：2013的修訂內(nèi)容，其中涉及LED燈具的內(nèi)容如下：

1.藍(lán)光危害的要求

使用安全標(biāo)準(zhǔn)中不免除視網(wǎng)膜藍(lán)光危害評(píng)估的光源的燈具，應(yīng)根據(jù)IEC/TR 62778《評(píng)估光源和燈具藍(lán)光危害時(shí)IEC 62471標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用》進(jìn)行評(píng)估。

不應(yīng)使用藍(lán)光危害類(lèi)別大于RG2的LED光源。對(duì)這種類(lèi)型光源的要使用更多的繁重管理要求。

使用按IEC/TR 62778評(píng)估具有RG0無(wú)限制或RG1無(wú)限制等級(jí)的光源的燈具、或已經(jīng)使用評(píng)估為RG0無(wú)限制或RG1無(wú)限制等級(jí)完整裝配使用，在相同條件下，不使用視網(wǎng)膜藍(lán)光危害的要求。

對(duì)按照IEC/TR 62778評(píng)估具有閾值照度Ethr的燈具，應(yīng)使用下述要求：

-對(duì)固定式燈具

要按IEC/TR 62778進(jìn)行附加的評(píng)估，如果大于RG1，要找到達(dá)到Ethr的距離Xm，當(dāng)這個(gè)距離大于200mm時(shí)，應(yīng)在燈具上標(biāo)記“應(yīng)將燈具放在預(yù)期不會(huì)以小于Xm的距離持續(xù)朝燈具盯著看的位置?！钡恼f(shuō)明。

-可移式和手提燈具

在200mm處評(píng)估超過(guò)RG1的可移式和手提燈具，應(yīng)在燈具上標(biāo)記“應(yīng)將燈具放在預(yù)期不會(huì)以小于Xm的距離持續(xù)朝燈具盯著看的位置?！钡恼f(shuō)明。

-兒童用可移式燈具和電源插座安裝的夜燈

GB 7000.4《燈具 第2-10部分：特殊要求 兒童用可移式燈具》覆蓋的兒童用可移式燈具，以及GB 7000.212《燈具 第2-12部分：特殊要求 電源插座安裝的夜燈》覆蓋的電源插座夜燈，按IEC/TR 62778在200mm處不應(yīng)超過(guò)RG1。

2.不可替換光源和非使用者替換光源燈具的標(biāo)記和結(jié)構(gòu)要求

(1)標(biāo)記要求

-不可替換光源

“此燈具的光源是不可替換的;當(dāng)光源到其壽終時(shí)，應(yīng)替換整個(gè)燈具”

-非使用者替換光源

“此燈具內(nèi)的光源應(yīng)由制造商或其服務(wù)代理商或一個(gè)類(lèi)似的有資格的人來(lái)更換?！?/p>

(2)結(jié)構(gòu)要求

不破壞燈具及其部件應(yīng)不可能替換和(或)觸及帶電部件。檢驗(yàn)時(shí)為了觸及光源可以用手或使用工具打開(kāi)的燈具部件應(yīng)打開(kāi)或拆卸。

設(shè)計(jì)成或其形狀為只使用一次的密封、膠粘、或用螺釘固定的燈具部件，或永久性嵌入的絕緣不打開(kāi)。

上述所有部件都移開(kāi)后，當(dāng)用本標(biāo)準(zhǔn)第8章的試驗(yàn)探頭和試驗(yàn)方法檢驗(yàn)時(shí)，不應(yīng)觸及帶電部件。

3. 設(shè)計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)的燈座或連接器的燈具的連接方式的要求

使用設(shè)計(jì)成要用IEC 60061(系列)燈座或連接器連接的光源、但使用時(shí)沒(méi)有相關(guān)燈座或連接器，用其他方式(如，用電線直接焊接到插腳)完成電氣連接是不允許的。

4.細(xì)化了LED燈具的絕緣要求

LED芯片具有特低電壓、低電流的電氣特性，所以LED燈具具有與傳統(tǒng)燈具不同的電氣系統(tǒng)，即含有輸出特低電壓的控制電路、緊貼著LED封裝的印刷線路板的外露的高導(dǎo)熱散熱部件，等等。為了保證在LV電源下的LED燈具的可觸及導(dǎo)電部件安全絕緣，IEC 60598-1：2013在第4章結(jié)構(gòu)中規(guī)定了絕緣要求，詳見(jiàn)表4。

表4 帶電部件與可觸及導(dǎo)電部件之間的絕緣要求（同IEC 60598-1：2013FDIS草案的表X.1）

4. 在符合規(guī)定的條件時(shí)，外部接線導(dǎo)體的截面積的規(guī)格和截面積降低

(1)電源線的線規(guī)

-對(duì)于不大于25V a.c./60V d.c.的III類(lèi)燈具或SELV電路的燈具，可以使用無(wú)絕緣導(dǎo)體;

-對(duì)于大于25V a.c./60V d.c.，包括等于50V a.c./120 d.c的 III類(lèi)燈具或SELV電路的燈具，可以使用無(wú)護(hù)套基本絕緣導(dǎo)體。

(2)外部線的絕緣層材料

適合室外使用燈具不應(yīng)使用聚氯乙烯絕緣的外部接線。新版標(biāo)準(zhǔn)對(duì)III類(lèi)燈具或燈具中的SELV電路等作了放松，規(guī)定這個(gè)要求不適用于：[!--empirenews.page--]

-III 類(lèi)燈具;

-燈具中的SELV電路(不超過(guò)25V a.c./60V d.c);

-有其他方式保護(hù)的室外環(huán)境中的外部接線，例如在光源腔與將電源引入照明桿(整個(gè)長(zhǎng)度)之間的接線。

(3)導(dǎo)體截面積

標(biāo)準(zhǔn)的第5.2條規(guī)定為提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度，普通燈具外部接線導(dǎo)體的標(biāo)稱(chēng)截面積應(yīng)不小于0.75mm2，其它燈具應(yīng)不小于1.0 mm2 ，如果燈具提供一個(gè)10/16 A的插座，軟導(dǎo)體的標(biāo)稱(chēng)截面積應(yīng)至少是1.5 mm2。

在新版標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)包括LED燈具在內(nèi)的III 燈具中的外部電纜或燈具中的SELV電路等接線的截面積有條件的降低了要求。即：

如果有足夠的載流能力和機(jī)械特性，最大額定電流不超過(guò)2A的電路，下列接線的截面積可以小于0.75 mm2 (普通燈具)或 1.0 mm?(非普通燈具)，但不小于0.4 mm ，

-III 燈具中的外部電纜或燈具中的SELV電路;

-其他類(lèi)型燈具部件之間III類(lèi)連接。

同時(shí)正在確定使用更小截面積的可能性和相關(guān)技術(shù)條件，包括如果電纜可以承受關(guān)聯(lián)的控制裝置提供的正常和短路電流的話，提供兩根及以上芯線的電纜的每個(gè)導(dǎo)體的最小橫截面積(0.2 mm2)。

(二)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

隨著LED燈具有更多的應(yīng)用實(shí)例，以及人們對(duì)其性能的了解，制定LED燈具一般性能要求以及具體LED燈具性能要求國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)顯得越來(lái)越急迫，2013年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)下達(dá)了多個(gè)LED燈具國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定計(jì)劃(見(jiàn)表4)，目前這些標(biāo)準(zhǔn)正在起草過(guò)程中。

表4國(guó)標(biāo)委下達(dá)的2013年LED燈具國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃

二、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

(一)SC 34D的動(dòng)態(tài)

1.IEC 60598系列標(biāo)準(zhǔn)范圍中關(guān)于適用的光源和文本中涉及到的條款的相關(guān)性正在進(jìn)行評(píng)審，大部分標(biāo)準(zhǔn)中的光源將從原來(lái)的鎢絲燈、管形熒光燈和氣體放電燈改為“電光源”

2.IEC 60598-1：2013版將于2014年初出版，目前正在修改CDV文件，準(zhǔn)備FDIS文件，在今年10月的技術(shù)委員會(huì)會(huì)議后將形成FDIS文件。

3.正在制定IEC 62722-2-1《燈具 性能 LED燈具特殊要求》。

(二)雙端LED管燈替代燈(retrofit)工作組的工作

雙端LED管燈的特點(diǎn)是使用熒光燈燈頭，但燈管的工作電壓可達(dá)到220V，采用塑料燈管，燈管內(nèi)含有自鎮(zhèn)流LED模組，燈具電路中含有熒光燈座，但不含有燈的控制裝置和啟動(dòng)器，燈座觸點(diǎn)間的電壓是220V，使用時(shí)燈管插入熒光燈座中。

大家知道，在熒光燈具中，燈座觸點(diǎn)之間的電壓在1.5V~8.5V之間，但使用LED管燈的LED燈具電路中，G5燈座觸點(diǎn)間的電壓可達(dá)到220V。這是LED管燈應(yīng)用的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

LED管燈應(yīng)用的其他風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源于其多種不同的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖2)，以及存在的多種LED管燈燈具電路(見(jiàn)圖2)。

圖1 列入分析的9種LED燈管

1.對(duì)LED管燈的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果如下：

(1)LED管燈B：燈管一端插入燈座后，人手接觸的燈管的另一端馬上帶電，有觸電危險(xiǎn)性，是一種應(yīng)該剔除的LED管燈的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu);

(2)LED管燈A和E：尚未發(fā)現(xiàn)安全問(wèn)題，但由于插入某些燈具可能不能形成回路，光源可能不能點(diǎn)亮;

(3)LED管燈C和F：由于燈管的燈頭短接，使用到燈具電路1、4和(或)電路5中可能發(fā)生短路。

(4)LED管燈D：在電路4和電路5中可能發(fā)生控制裝置誤匹配而過(guò)熱。

(5)LED管燈G、H和I：由于兩個(gè)電路可能被串聯(lián)，可能發(fā)生短路或過(guò)熱。

2.普通雙端熒光燈誤裝到5種新LED燈具的燈電路中的風(fēng)險(xiǎn)研究

在熒光燈具中，燈座觸點(diǎn)之間的電壓在1.5V~8.5V之間，但對(duì)于一個(gè)5種新的LED燈具電路中，G5燈座觸點(diǎn)間的電壓可達(dá)到220V。圖2所示的LED燈具電路上誤用雙端LED管燈將造成：

-穿過(guò)熒光燈管的瞬間閃光;

-瞬間的爆炸聲;

-預(yù)熱陰極破壞造成的燈管損壞;

-在玻璃管上可能產(chǎn)生破洞使帶電部件被觸及。

(三)可靠性研究

可靠性是指在聲稱(chēng)條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，設(shè)備完成規(guī)定功能而不失效的能力。

LED燈、LED燈具等最終產(chǎn)品中除了使用LED模塊等組件以外，還使用了模塊連接件、光學(xué)部件、電器附件和冷卻系統(tǒng)等主要部件，是一個(gè)集電子部件、機(jī)械構(gòu)件、光學(xué)材料和連接部件于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，使用者對(duì)于聲稱(chēng)25000h或更長(zhǎng)壽命時(shí)間的LED照明產(chǎn)品，對(duì)其在聲稱(chēng)工作條件下無(wú)故障工作的能力的關(guān)注，是LED照明產(chǎn)品可靠性研究的驅(qū)動(dòng)力。

TC34的可靠性研究和標(biāo)準(zhǔn)以縮短最終產(chǎn)品試驗(yàn)試驗(yàn)為關(guān)注焦點(diǎn)。

IEC TC34制定的LED最終照明產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，雖然標(biāo)準(zhǔn)并不對(duì)制造商聲稱(chēng)壽命進(jìn)行檢驗(yàn)，但標(biāo)準(zhǔn)仍規(guī)定了確定流明維持等級(jí)的6000h光通量維持值試驗(yàn)，耗時(shí)長(zhǎng)久。

IEC TC34制定可靠性標(biāo)準(zhǔn)的目的是對(duì)最終產(chǎn)品中使用的主要部件進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，對(duì)基于LED提供一般照明的產(chǎn)品建立一個(gè)優(yōu)化試驗(yàn)周期的方法和標(biāo)準(zhǔn)，這樣，對(duì)于最終產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，如果能提供其主要部件的可靠性數(shù)據(jù)，可以得到其加速因子，然后計(jì)算最終產(chǎn)品可以減少的流明維持率試驗(yàn)時(shí)間，最多可減少至1000h。

這樣對(duì)于最終產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，就可以在1000h試驗(yàn)和6000小時(shí)試驗(yàn)之間進(jìn)行選擇。

需提供可靠性數(shù)據(jù)的主要部件包括：LED封裝和互聯(lián)件、光學(xué)材料、電子器件、冷卻系統(tǒng)，包括主動(dòng)(如風(fēng)扇)和被動(dòng)(如熱界面材料)和機(jī)械部件。

結(jié)束語(yǔ)：

LED燈具安全和性能特性的關(guān)鍵是燈具中的LED模塊和及其控制裝置，在實(shí)際應(yīng)用中，LED模塊的互換性又顯得及其重要，這些關(guān)鍵元件的標(biāo)準(zhǔn)是燈具整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)制修訂需要互相協(xié)調(diào)共同開(kāi)發(fā)。

開(kāi)發(fā)新的LED技術(shù)及其燈具需要有相應(yīng)的技術(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。一些細(xì)分的產(chǎn)品可以從制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始，近兩年LED平板燈具的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)呈現(xiàn)良好勢(shì)頭，開(kāi)發(fā)LED平板燈具的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已列入工信部的標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃，目前該標(biāo)準(zhǔn)已完成起草工作。[!--empirenews.page--]