LED照明用開關(guān)電源技術(shù)要求的研究

1 概述

LED 用開關(guān)電源屬于電網(wǎng)電源供電的、額定電壓不超過(guò)600V 的單路輸出式交流-直流外部電源，而室外用的LED 開關(guān)電源比室內(nèi)用的環(huán)境更嚴(yán)酷，所以選室外用的LED 開關(guān)電源作為研究的重點(diǎn)，更具代表性。

目前LED用開關(guān)電源沒有專門的標(biāo)準(zhǔn)， 可參考GB4943-2001或IEC 60950-1:2005標(biāo)準(zhǔn)來(lái)考核產(chǎn)品的安全;而室外用的LED開關(guān)電源的安全適用時(shí)可參考IEC 60950-22：2005標(biāo)準(zhǔn)來(lái)考核產(chǎn)品的附加安全。

由于室外用的LED 開關(guān)電源的可靠性要求比較高，需要在設(shè)計(jì)、研制及生產(chǎn)階段做相應(yīng)的可靠性試驗(yàn)，應(yīng)對(duì)可靠性試驗(yàn)過(guò)程中觀測(cè)到的每一個(gè)失效的原因和后果進(jìn)行詳細(xì)的分析，并研究采取有效的矯正措施的可能性。具體的可靠性試驗(yàn)總要求可參考GB 5080.1—1986 設(shè)備可靠性實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)總要求(IEC 60605-1—1978)。

2 LED 用開關(guān)電源涉及的技術(shù)要求

2.1 產(chǎn)品涉及的環(huán)境試驗(yàn)

由于室外用LED開關(guān)電源使用過(guò)程可能面臨惡劣的環(huán)境，如低溫、高溫、潮濕、腐蝕、淋雨、長(zhǎng)霉等，運(yùn)輸過(guò)程可能受到?jīng)_擊和振動(dòng)，同時(shí)還要考慮儲(chǔ)存環(huán)境的影響。環(huán)境參數(shù)對(duì)產(chǎn)品的主要影響有：腐蝕、開裂、脆化，潮氣的吸附或吸收、氧化等。這些影響可導(dǎo)致材料的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化。

所以產(chǎn)品定型和研制過(guò)程可能需要經(jīng)受一系列的環(huán)境試驗(yàn)， 目前的試驗(yàn)方法有： GB/T 2423.1-2001 、GB/T2423.2-2001、GB/T 2423.3-1993 、GB/T 2423.4-1993 、GB/T2423.5-1995、GB/T 2423.10-1995 、GB/T 2423.16-1999 、GB/T 2423.17-2008 、GB/T 2423.38-2005。

單一環(huán)境的影響情況見表1。

表1 單一環(huán)境的主要影響

而產(chǎn)品的試驗(yàn)順序要按預(yù)期的目的和應(yīng)用情況來(lái)確定，具體見表2。

表2 試驗(yàn)順序的目的和應(yīng)用

適用于大多數(shù)設(shè)備的一般試驗(yàn)順序的例子見表3。

表 3 一般試驗(yàn)順序舉例

2.2 產(chǎn)品涉及的安全要求室外LED用開關(guān)電源，沒有專門的安全試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，但從產(chǎn)品失效情況來(lái)看，很多是屬于結(jié)構(gòu)、溫升、爬電距離、電氣間隙、材料方面的問(wèn)題。而 GB 4943-2001 、IEC60950-1:2005對(duì)電源有要求;而室外LED開關(guān)電源的安全適用時(shí)可參考IEC 60950-22：2005標(biāo)準(zhǔn)來(lái)考核產(chǎn)品的附加安全。

可依據(jù)此類標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)和定型試驗(yàn)。

2.3 產(chǎn)品涉及的EMC 要求

因?yàn)槭彝夤こ逃玫腖ED 用開關(guān)電源是屬于外部電源，可按信息技術(shù)類設(shè)備電磁兼容測(cè)試要求來(lái)試驗(yàn)。[!--empirenews.page--]

2.3.1 產(chǎn)品相關(guān)的EMC 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、歐盟標(biāo)準(zhǔn)等同采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，只有本版上的差異，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)試項(xiàng)目和方法上都有很大區(qū)別。

2.3.1.1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB 9254-1998 或GB 9254-2008、GB/T17618-1998、GB 17625.1-2003 、GB 17625.2-2007 。

2.3.1.2 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：CISPR 22:2006、CISPR 24：1997+A1：

2001+A2 ： 2002 、IEC 61000-3-2:2005+A1:2008 、IEC61000-3-3:2008。

2.3.1.3 歐盟標(biāo)準(zhǔn)：EN 55022:2006、EN 55024：1998+A2：

2003 、EN 61000-3-2:2006、EN 61000-3-3:1995 。

2.3.1.4 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)： FCC PART 15 RADIO FREQUENCYDEVICES2.3.2 產(chǎn)品相關(guān)的EMC 檢測(cè)項(xiàng)目：

2.3.2.1 GB 9254-2008 即CISPR 22:2006、EN 55022:2006 檢測(cè)項(xiàng)目有：電源端子騷擾電壓、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)。

2.3.2.2 GB/T 17618 即CISPR22、EN 55022 檢測(cè)項(xiàng)目有：靜電放電抗擾度、射頻輻射場(chǎng)抗擾度、工頻磁場(chǎng)抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、射頻場(chǎng)感應(yīng)傳導(dǎo)抗擾度、浪涌抗擾度、電壓暫降和短時(shí)中斷抗擾度試驗(yàn)。

2.3.2.3 標(biāo)準(zhǔn)G B 17625.1 即IEC 61000-3-2、EN 61000-3-2 檢測(cè)項(xiàng)目有諧波電流發(fā)射。

2.3.2.4 標(biāo)準(zhǔn)G B 17625.2 即 IEC 61000-3-3、EN 61000-3-3 檢測(cè)項(xiàng)目有電壓閃爍。

2.3.2.5 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)FCC PART 15 主要包含EMI 部分項(xiàng)目，有電源端傳導(dǎo)騷擾電壓和輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)。

2.3.3 LED 開關(guān)電源的EMC 測(cè)試

LED 開關(guān)電源的測(cè)試項(xiàng)目有電源端子騷擾電壓、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)、靜電放電抗擾度、射頻輻射場(chǎng)抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、射頻場(chǎng)感應(yīng)傳導(dǎo)抗擾度、浪涌抗擾度、電壓暫降和短時(shí)中斷抗擾度、諧波電流發(fā)射和電壓閃爍。

2.4 產(chǎn)品涉及的能效要求

2.4.1 我國(guó)對(duì)外部電源的能效要求

把交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)固定的、單路低壓直流或交流輸出電壓的額定輸出功率不大于250W 的外部電源的能效應(yīng)滿足GB 20943-2007 的規(guī)定，目前CQC 將此類單路輸出式交流-直流和交流-交流外部電源節(jié)能產(chǎn)品列入了節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證實(shí)施規(guī)則，規(guī)則號(hào)為CSC/G1206-2005。

2.4.2 歐盟公布EuP 指令關(guān)于外部電源的實(shí)施措施草案及其改寫指令：《確立能源相關(guān)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)要求的框架》

2008 年10 月17 日， 歐盟生態(tài)設(shè)計(jì)法規(guī)委員會(huì)(Regulatory Committee)在EuP 指令(2005/32/EC)第三次會(huì)議上公布了外部電源(External Power Supplies，EPS)的實(shí)施措施草案;2009 年10 月31 日，歐盟委員會(huì)在其官方公報(bào)上公布了EuP 指令(2005/32/EC)的改寫指令：《確立能源相關(guān)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)要求的框架》(2009/125/EC)(簡(jiǎn)稱ErP)，并在公布之日起20 日生效。新指令正式生效后，將取代現(xiàn)行的EuP指令。新指令最鮮明的變化就是將原EuP 指令中的耗能產(chǎn)品擴(kuò)展為能源相關(guān)產(chǎn)品(Energy-related Products，其他內(nèi)容沒有較大的變化。具體限值如下：

(1) 無(wú)負(fù)載狀態(tài)下的能源效率應(yīng)小于表4 的限值：

表4 無(wú)負(fù)載狀態(tài)下的能源效率限值

(2) 平均效率應(yīng)小于表5 的限值：

表5 平均效率限值

2.4.3 LED 開關(guān)電源的能效試驗(yàn)

LED 開關(guān)電源應(yīng)通過(guò)GB 20943-2007 強(qiáng)制性檢驗(yàn)項(xiàng)目。

2.5 產(chǎn)品涉及的有害物質(zhì)限制要求

產(chǎn)品的ROHS符合性評(píng)價(jià)滿足標(biāo)準(zhǔn)SN/T2002—2006的規(guī)定，適用時(shí)，還應(yīng)符合使用國(guó)家(地區(qū))有關(guān)技術(shù)法規(guī)對(duì)外部電源的環(huán)保、能效、性能等的規(guī)定。

歐盟在2006年7月1日開始正式實(shí)施ROHS指令(電氣電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令)，屆時(shí)使用或含有鎘(Cd)，鉛(Pb)，汞(Hg)，六價(jià)鉻(Cr6+)等四種重金屬，以及多溴苯(PBB)，多溴二苯醚(PBDE)作為阻燃劑的電子電器產(chǎn)品將不允許進(jìn)入歐盟市場(chǎng)。根據(jù)指令，電子電器設(shè)備的均一材質(zhì)中鎘含量應(yīng)在質(zhì)量比的0.01%以下，其它物質(zhì)如鉛，汞， 六價(jià)鉻，多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚含量應(yīng)在質(zhì)量比的0.1%以下。

2.6 產(chǎn)品涉及的性能要求

性能滿足有關(guān)的規(guī)范要求，通常應(yīng)包括輸出電壓的準(zhǔn)確度、電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、輸出紋波、功率因素、效率等。

2.7 歐盟出臺(tái)的其他指令、法規(guī)和決議

2.7.1歐盟已出臺(tái)765/2008/EC和768/2008/EC兩項(xiàng)旨在嚴(yán)格CE標(biāo)志認(rèn)證規(guī)定的法規(guī)，以確保產(chǎn)品安全;2.7.2 REACH 代表化學(xué)品注冊(cè)、評(píng)估、授權(quán)和限制的法規(guī)，歐盟目前公布了15種高關(guān)注度物質(zhì);2.7.3 歐盟WEEE 新修訂草案，WEED 指令總的要求是企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品回收率要高;2.7.4 歐盟1348/2008/EC 決議、2009/6/EC 指令，歐盟作出此項(xiàng)決定的目的是保護(hù)人類健康和安全。相關(guān)企業(yè)需引起注意，通過(guò)調(diào)整配方、加強(qiáng)對(duì)成品及有關(guān)原材料檢測(cè)、開展對(duì)合格供貨商的評(píng)定等措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

3 意義

本文研究總結(jié)了LED用開關(guān)電源適用的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求，為評(píng)估和審查新開發(fā)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)安全、科學(xué)有效地監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量奠定了基礎(chǔ);對(duì)積極應(yīng)對(duì)技術(shù)貿(mào)易壁壘，幫助企業(yè)提高質(zhì)量管理水平、質(zhì)量控制能力以及破壁應(yīng)對(duì)能力，具有重大的指導(dǎo)意義。同時(shí)為今后國(guó)家局研究和制定“綠色電源”、“綠色電器”以及其他相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)措施和監(jiān)管措施提供了一個(gè)很好的第一手參考資料。