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建立和完善LED 灯具的国家标准体系的研究( 上)

  对照明电器行业来说,LED 灯具是一种采用固体发光光源的新产品,由于产品前端来自与半导体制造业,而产品的中端和终端属于照明电器行业,两个行业之间的差异,LED 照明电器产品目前开发和应用的火热状态,以及这种新产品尚无成熟的技术标准和标准体系规范,在照明电器行业内、以及照明电器行业与半导体行业之间产生了一些产品界定不清、各说各话的现象。本文主要介绍LED 照明电器产品的标准体系,包括IEC 标准、美国标准和中国标准的现状和发展趋势,并给出中国目前LED照明电器产品的标准制定框架,旨在回顾LED 照明电器标准的发展过程,明确LED 照明电器产品标准的现状,用客观科学的思想构造我国LED 灯具标准的体系框架,为目前LED 照明电器产品的标准制定提供参考。

  1 国内外LED 照明电器产品标准现状介绍

  LED 照明电器产品的标准制定走过了一段不平常的路程。作为照明行业的新型光源,LED 具有鲜明的半导体产品特征。IEC 标准组织在LED 照明电器产品的标准制定上也是在摸索中前进。一开始IEC 组织成立了一个LED 照明电器产品workshop,将LED 照明电器产品统统整合在一起。经过一段时间的运行,IEC 组织决定按照TC34 照明电器产品技术组分类对LED 照明电器产品的标准制定进行分别管理,即TC34 / SC34A 负责LED 光源的标准制定,TC34 /SC34B 负责连接器等,TC34 / SC34C 负责LED控制装置,TC34 / SC34D 负责LED 灯具,然后针对各个技术组的研究结果,最后在LED 的workshop 共同讨论共有的技术问题。也就是说,目前最具影响力的国际标准化组织已经将LED 照明电器产品的标准制定的思路理清楚了,即将LED 照明电器产品按照既有的照明电器产品分类进行管理。这也给我国LED 照明电器产品的标准制定提供了清晰的框架。下面主要介绍国内外LED 照明电器产品标准的制定情况。

  1. 1 国际LED 照明电器产品标准情况

  1. 1. 1 LED 照明电器产品有关的IEC 标准的出版情况

  图1 给出了LED 照明电器产品的IEC 标准框架。其中,其中LED 照明电器产品标准由TC34 灯和相关设备技术委员会归口。LED 光生物安全部分由TC76 光辐射安全和激光设备标准化技术委员会归口。

  具体的标准编号及标准名称以及标准的出版情况见表1。 

  1. 1. 2 美国关于LED 照明产品的标准体系

  美国标准体系与IEC 标准体系不同,美国LED照明产品标准体系框架见图2。本文主要收集了的北美照明学会、美国国家标准所和UL 实验室的标准,见表2。

  1. 2 目前国内LED 照明电器产品标准的情况

  1. 2. 1 与LED 照明电器产品有关的国家标准的出版情况见图3 和表3 

  

  1. 2. 2 与LED 照明电器产品有关的轻工行业的出版情况见表4 

  1. 3 LED 照明电器产品相关标准发展历史

  ( 1) IEC 标准

  ① LED 光源类标准

  2008 年IECTC34 / SC34A 出版了第1 个LED 模块的安全标准IEC 62031: 2008,之后几年又陆续出版了多个LED 光源类的标准,还有更多的标准在制定过程中。

  在基础标准的制定方面,与LED 相关的灯编码系统、测量方法标准已经发布。由于LED 光源与传统的照明光源有很大区别,在颜色、光通量和正向压降方面差异很大,目前的市场上的LED 光源分档没有统一的标准,制造商的标称不能完整描述LED产品的特性,根据产品外观和标记,用户难以识别产品的差异,因此需要有统一的方法对LED 的特性进行分档和识别。IEC 组织正在开展了LED 光源分档的基础标准的研究工作,并已有了多个相关的技术文件,包括白光网格分档、光通量分档和正向电压降分档标准。

  目前随着LED 光源类产品类型的增多,对应的产品标准也在相应增加,由原来的LED 模块的安全和性能标准,发展到大于50V 自镇流LED 灯、小于50Vac 或小于120Vdc 自镇流LED 灯和无自镇流LED 灯的安全和性能标准的研究制定。表5 列出的是2008 年以来出版和开发的LED 光源类标准。 

  ② LED 座或连接器类标准

  IEC 60061 是规定照明电器产品使用的灯头灯座尺寸、互换性要求以及量规的要求的系列标准,随着灯头、灯座和连接器规格的增加,除了修订原有数据单以外,IEC60061 标准系列中一直在增加新的数据单,随着LED 照明用的连接器的类型的不断更新,IEC60061 标准也将增加一些适用于包括LED在内的新的修订件。

  LED 模块或LED 灯的灯头、灯座或连接器的型式和尺寸应符合IEC60061 标准系列,安全性应符合IEC 60838-2-2: 2006 标准。表6 列出了2006 年以来IEC 灯头灯座类标准发展的情况。

  LED 模块或LED 灯的灯头、灯座或连接器的型式和尺寸应符合IEC60061 标准系列,安全性应符合IEC 60838-2-2: 2006 标准。表6 列出了2006 年以来IEC 灯头灯座类标准发展的情况。从IEC 关于LED 标准的发展历史可以了解到,从2006 年开始,IEC 开始发布LED 照明电器产品的标准,而且随着LED 照明电器产品的不断开发,相关的产品标准及草案的工作进程也在加快,表10 概括了目前IEC 关于LED 照明电器产品已经发布的标准及草案的情况。

  ③ 附件类标准

  LED 模块用控制装置的安全和性能标准早在2006 年就已经制定发布。随着控制技术在照明领域的应用,照明电器产品正在走向智能化,灯的控制装置的数字化控制发展迅速,对标准化的要求也提上了日程,IEC 组织已经制定发布了电子照明设备数字信号控制系列标准IEC 62386 系列。

  在能源紧缺的情况下,耗能产品的能效指标成为产品性能的重要评价指标,镇流器的能效也受到了越来越多的关注,欧盟已经发布了关于镇流器的能效的欧盟指令,IEC /TC34C 也加紧了制定能效测量方法标准的进程。目前,IEC 62442 灯的控制装置能效测量方法系列标准已经提上了议程,其中包括了LED 控制装置的能效测量方法标准IEC 62442-3。表7 列出了IEC 灯的控制装置类标准的发展进程。

  ④ 灯具类标准

  LED 灯具的安全标准按照已经发布的IEC 60598系列标准进行考核,灯具性能标准原来一直是没有的,现在由于LED 灯具标准的出现,市场上对LED灯具性能非常关注,因此IEC 组织开始了灯具性能系列标准的制定。目前包括2 个标准: 灯具性能一般要求和LED 灯具性能特殊要求,见表8。

  ⑤ 光生物安全类标准

  在LED 用于照明电器产品以前,光生物安全性在IECTC34 的一些产品标准中已经有相应规定,如灯具标准中规定了使用金卤灯的灯具的紫外防护要求,在卤钨灯和一些气体放电灯的标准中也有光生物安全的相关规定,但总体来说,照明电器产品的光生物安全性并没有引起关注。

  在LED 没有进入照明行业之前,半导体行业对LED 的光安全有IEC 60825 系列标准进行考核。在LED 进入照明行业后,由于使用目的、产品特性都发生了很大变化, 用于照明的LED 产品的发光强度、光束角、颜色等等都与传统的半导体行业不同,原来的IEC 60825 系列标准已经不能满足LED 照明电器产品的要求。根据照明电器产品的具体特点,IEC 62471: 2006 灯和灯系统的光生物安全标准等同采用了CIE S 009 /E: 2002 灯和灯系统的光生物安全性,这个标准能更好的符合LED 照明电器产品对光安全的要求。随着IEC /TR 62471-2: 2009 灯和灯系统的光生物安全性—第2 部分: 非激光光学辐射安全的制造要求导则的发布,LED 照明电器产品的光安全考核更趋合理。表9 是光生物安全性IEC 标准发展历史。

  ( 2) 中国国家标准

  中国是ISO、IEC 等国际标准化组织的成员国,特别是加入世界贸易组织以后,作为一种技术壁垒,技术标准成为国际贸易中的重要技术文件。除了国家差异以外,我国的电工类标准采用IEC 标准,近年来照明电器产品国际标准也是如此,大部分照明电器类国家标准等同采用、等效采用或修改采用,非等效采用IEC 标准,LED 照明电器类产品也遵循了这个做法,在2009 年发布了包括术语、测试方法、模块和控制装置的标准。并且灯具性能和可寻址数字照明接口系列标准已经立项, 正在制定中。表11 列出了今年来我国LED 照明电器产品GB 标准发展历史。

  表12 概括了从2006 年及以前到2011 年以及将来我国LED 照明电器产品标准的情况及发展。

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