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自鎮(zhèn)流LED燈性能及國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)要求

作者: 時間:2016-12-04 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

隨著半導(dǎo)體照明技術(shù)的迅速發(fā)展,以LED 作為光源的各式各樣的燈和燈具大量出現(xiàn),特別是出現(xiàn)了很多替代傳統(tǒng)光源的LED 燈,例如,代替普通白熾燈和自鎮(zhèn)流熒光燈的LED 球泡燈,代替反射型白熾燈的LED-R 燈和LED-PAR 燈,代替MR16 鹵素?zé)舻腖ED-MR16,由于它們可在不需要更換傳統(tǒng)燈具的情況下,就能方便地替換光源,迅速被廣大消費者接受。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201612/325855.htm

自鎮(zhèn)流LED 燈,就是指帶燈頭把穩(wěn)定燃點部件集成為一體的LED 燈。實際上LED 的穩(wěn)定燃點部件并不屬于鎮(zhèn)流部件,由于IEC 62560《Self-ballastedLED-lamps for general lighting services > 50V – Safetyspecifications》草案采用了與自鎮(zhèn)流熒光燈相同的“Self-ballasted”,即用“鎮(zhèn)流”來描述LED 的驅(qū)動,所以我國國家標(biāo)準(zhǔn)也直譯為“ 燈”。而美國ENERGY STAR( 能源之星) 標(biāo)準(zhǔn)中則稱之為“IntegralLED Lamp”,即整體式LED 燈。

1 燈( 整體式LED 燈) 的主要性能指標(biāo)

1. 1 燈功率

這里所指的燈功率是整燈的輸入總功率,它不僅僅是LED 發(fā)光器件消耗的功率。有的企業(yè)誤將LED器件的功率認(rèn)為是燈的功率,例如,采用了3 顆1W的LED 光源,額定功率就定為3W 了,這樣的錯誤會造成實測功率超出標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍。實際上燈功率還應(yīng)包括驅(qū)動控制電路消耗的功率。

1. 2 功率因數(shù)

功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值。功率因數(shù)低,說明無功功率大,會增加線路供電消耗。

1. 3 光通量

光通量指人眼所能感覺到的輻射能量,它是照明光源的最重要指標(biāo)。

1. 4 光效

光效( 發(fā)光效率) 即單位功率可發(fā)出的光通,由光通量除以實際消耗功率計算得出。它體現(xiàn)燈將電能轉(zhuǎn)換為光能的效率,燈光效越高則越節(jié)能。

1. 5 顏色特征

顏色特征由色表和顯色性確定。燈實際發(fā)出光的顏色稱為色表,由CIE1931 ( x,y) 色度圖的色品坐標(biāo)來確定;燈發(fā)射的光的光譜特性對于被照物表面的影響稱為顯色性。在實際應(yīng)用中,顯色性用一般顯色指數(shù)Ra 來表示。

1. 6 光通維持率

光通維持率是指燈在規(guī)定的條件下燃點,在壽命期間內(nèi)某一特定時間的光通量與該燈初始光通量之比,以百分?jǐn)?shù)來表示。

1. 7 開關(guān)試驗

開關(guān)試驗是對燈進(jìn)行反復(fù)的開啟和關(guān)斷的一種試驗,用來考核燈耐開關(guān)沖擊的能力。LED 燈在開關(guān)性能方面比傳統(tǒng)光源有明顯的優(yōu)勢。

1. 8 壽命

壽命分為單只燈壽命和平均壽命。

單只燈壽命指一只燈從燃點至失效,或者工作至其光通維持率低于規(guī)定值時的累計時間。

平均壽命是指燈的光通量維持率達(dá)到規(guī)定要求并能繼續(xù)燃點至50% 的燈達(dá)到單只燈壽命時的累計時間。

燈雖然能夠工作但光通維持率很低時,可以認(rèn)為燈已失去有效的照明功能,所以光通維持率低于某個規(guī)定值時判定為失效,這個規(guī)定值有的為70% ,也有的為50%。

應(yīng)注意產(chǎn)品規(guī)格書上宣稱的壽命是指平均壽命,不是每只燈的壽命。

2 關(guān)于 燈( 整體式LED 燈) 性能的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)要求的差異對比

我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB /T 24908 - 2010 《普通照明用自鎮(zhèn)流LED 燈性能要求》、美國ENERGY STAR( 能源之星) 標(biāo)準(zhǔn)《ENERGY STAR  ProgramRequirements for Integral LED Lamps ENERGY STAREligibility Criteria(2009 年12 月發(fā)布)》以及國際電工委員會的IEC /PAS 62612 《Self-Ballasted LEDLampsfor General Lighting Services PerformanceRequirements》標(biāo)準(zhǔn)( 草案) ( 下文分別簡稱為:GB /T24908、能源之星標(biāo)準(zhǔn)、IEC 草案) 都是關(guān)于自鎮(zhèn)流LED 燈性能要求的標(biāo)準(zhǔn),但這3 個標(biāo)準(zhǔn)的具體要求存在差異,本文對這些差異作詳細(xì)說明,以便相關(guān)人員能正確理解和使用這些標(biāo)準(zhǔn)。

2. 1 燈功率

GB /T 24908 的5. 3 條要求:“燈在額定電壓和額定頻率下工作時,其實際消耗的功率與額定功率之差不應(yīng)大于15% 或0. 5W。”

考慮到額定功率比較小的燈,其額定功率的15% 數(shù)值比較小,不易控制,允許功率偏差放寬到0. 5W,例如:額定功率為2W 的燈,額定功率的15%為0. 3W,小于0. 5W,允許最大功率偏差0. 5W;若額定功率的15% 大于0. 5W 時,則取15%。

“實際消耗的功率與額定功率之差不應(yīng)大于15% 或0. 5W”,也就是說實際消耗功率無論是大于額定功率還是小于額定功率,功率的正負(fù)偏差都應(yīng)該滿足要求。

IEC 草案的第7 條款要求“LED 燈的功率損耗不得超出額定功率的15%”,只是對實際消耗功率高出額定功率的范圍進(jìn)行限制,也就是規(guī)定上限值,對于功率負(fù)偏差并沒有限制。

能源之星標(biāo)準(zhǔn)中雖未對燈功率進(jìn)行要求,但標(biāo)準(zhǔn)中提到還應(yīng)符合UL1993 - 1999,而UL1993 對功率正偏差作了規(guī)定:不高于額定功率的10% + 0. 5W。

2. 2 功率因數(shù)

GB /T 24908 的5. 4 條要求“燈在額定電壓和額定頻率下工作時,其實際功率因數(shù)不得比制造商的標(biāo)稱值低0. 05?!睒?biāo)準(zhǔn)中并未規(guī)定功率因數(shù)的具體值,要求制造商應(yīng)自我標(biāo)稱,但對實際功率因數(shù)小于標(biāo)稱值的作了下限規(guī)定,例如,標(biāo)稱功率因數(shù)為0. 95,則實測值不低于0. 90。

能源之星標(biāo)準(zhǔn)第4 條款要求:燈功率小于等于5W 的功率因數(shù)不做規(guī)定,燈功率大于5W 的功率因數(shù)的平均值需大于等于0. 7。因為提高功率因數(shù)會對成本和效率造成影響,且小功率的燈對電網(wǎng)的影響較小,這樣規(guī)定相對合理。

IEC 草案沒有針對功率因數(shù)的要求。

2. 3 光通量

GB /T 24908 的第5. 5 條要求“燈的初始光通量可由制造商或銷售商宣稱,但其實測值不應(yīng)低于標(biāo)稱值的90%”,也就是說沒有規(guī)定一定要宣稱,但一旦宣稱,實測值不應(yīng)偏低10% 以上,高于宣稱值是允許的。沒有具體規(guī)定光通量應(yīng)為多少。

能源之星標(biāo)準(zhǔn)要求: 非標(biāo)燈( Non-StandardLamps) 最低光通量為200 lm。替代燈( ReplacementLamps) 則按照被替代的目標(biāo)燈原有的光通量分別規(guī)定最小光通量。所謂的非標(biāo)燈是沒有指明要替代現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)電燈的LED 燈;替代燈是有指明替代現(xiàn)有某一款標(biāo)準(zhǔn)電燈的LED 燈。例如,宣稱可替代60W 白熾燈的LED 燈,其光通不得低于800 lm。

IEC 草案的第8 條款要求:“0h 所測得的光通量不得小于標(biāo)稱光通量的90%”,也就是說實際的初始(0h) 光通量不能比標(biāo)稱的光通量偏低10% 以上,高于標(biāo)稱是允許的,但對光通量應(yīng)為多少也未作規(guī)定。

在第4 條要求燈上和包裝上必須要標(biāo)出光通量的值。

2. 4 光效

GB /T 24908 的第5. 5 條要求:“燈的初始光效等級可由制造商或銷售商宣稱,但其實測值不應(yīng)低于的規(guī)定,如制造商或銷售商未宣稱則按Ⅲ級考核?!?/p>

按4 個功率段、2 個顏色范圍、3 個等級分別規(guī)定光效最低值。光效分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個等級,Ⅲ級光效最低??梢孕Q這三個等級之一,未宣稱則按Ⅲ級考核。例如,一只日光色的5W 自鎮(zhèn)流LED 燈宣稱達(dá)到Ⅰ級能效,按Ⅰ級要求考核,其實測光效值不得低于60 lm /W;未宣稱則按Ⅲ級不低于40 lm /W 考核。

能源之星標(biāo)準(zhǔn)要求: 非標(biāo)燈小于10W 的光效不低于50 lm /W,大于等于10W 的光效不低于55lm /W。替代燈又分為3 種:全方向燈、裝飾燈、定向燈。LED 球泡燈屬于全方向燈,PAR 燈、R 燈、MR 等反射型的LED 燈屬于定向燈,蠟燭形、小球泡裝飾照明用LED 燈屬于裝飾燈。全方向燈小于10W 的光效不低于50 lm /W,大于等于10W 的光效不低于55lm /W;裝飾燈光效不低于40 lm /W;定向燈直徑小于等于20 /8 in 的光效不低于40 lm /W,燈的直徑大于20 /8in 的光效不低于45 lm /W。

IEC 草案對光效未作規(guī)定。

2. 5 顏色特征

2. 5. 1 色溫、色品坐標(biāo)、色品容差

GB /T 24908 給出了6 個典型色調(diào)及其色坐標(biāo)目標(biāo)值、相關(guān)色溫,色品容差( SDCM) 采用馬克亞當(dāng)橢圓,要求小于等于7。目前LED 燈的顏色控制比較困難,所以標(biāo)準(zhǔn)有適當(dāng)放寬。

能源之星標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的色溫只有4 個,比我國國家標(biāo)準(zhǔn)少了5 000K 和6 500K 這2 個高色溫,并規(guī)定了色溫的容差范圍,要求色溫在四邊形內(nèi)。色坐標(biāo)的容差要求采用CIE1976 ( U’,V’) 色度圖的色坐標(biāo)(U’,V’) 的偏差值Duv 來表示,要求Duv 小于0. 006。對色保持(Color Maintenance) 作了要求,即燈燃點到6000h 時顏色變化Duv 在0. 007 以內(nèi)。

IEC 草案第9. 1 條也推薦了6 個色溫,色溫分別在0h 和標(biāo)稱壽命25% 時( 最高6 000h) 進(jìn)行測試,兩次實際測量的色溫數(shù)值應(yīng)在規(guī)定的色品容差范圍內(nèi)。

色品容差( SDCM) 采用馬克亞當(dāng)橢圓,分為Cat3 ~Cat8 的6 個等級,Cat3 色容差小于等于3;Cat4 色容差小于等于4;……;Cat 7 色容差小于等于7;Cat8 色容差不在7 以內(nèi)( 即等于不作考核了) ,具體哪個等級由制造商或銷售商宣稱,在產(chǎn)品和包裝上標(biāo)出。對色溫不僅僅考核初始值,也像能源之星標(biāo)準(zhǔn)一樣考核壽命期間色溫的變化,增加了標(biāo)稱壽命25% 作為一個監(jiān)控時間點,如果標(biāo)稱壽命25% 超過6 000h,就在6 000h 時測試。由于目前用于照明的白光LED 光源基本上都是采用藍(lán)光LED 芯片覆蓋黃色熒光粉的方式合成白光,在壽命燃點期間藍(lán)光LED 芯片和熒光粉都會有可能衰變,二者衰變的不同步就會引起色漂移,所以考核壽命期間顏色的變化很有必要。

2. 5. 2 顯色指數(shù)

GB /T 24908 的第5. 6 條規(guī)定“燈一般顯色指數(shù)Ra 的初始值不應(yīng)比規(guī)定值低3 個數(shù)值”。規(guī)定值為80,也就是說實測值不低于77 就可以符合標(biāo)準(zhǔn),不規(guī)定正偏差。

能源之星標(biāo)準(zhǔn)第4 條款對所有燈( 無論非標(biāo)燈還是替代燈) 要求一般顯色指數(shù)Ra 最小值為80


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