LED節(jié)能燈檢測解析

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的生活帶來各種便利，為我們提供各種各樣生活信息，造福著我們?nèi)祟?。LED節(jié)能燈作為一種新型的產(chǎn)品，目前現(xiàn)行的北美產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)沒有專門針對這類產(chǎn)品的技術(shù)要求，LED產(chǎn)品的測試成為業(yè)界的一個課題。美國UL實(shí)驗(yàn)室針對目前這種行業(yè)狀況，正在組織編寫LED節(jié)能燈安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)UL8750，這個標(biāo)準(zhǔn)目前還是草稿，沒被正式被采用為認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。因而，LED節(jié)能燈的認(rèn)證測試問題，暫時沒有得到徹底解決。

LED節(jié)能燈的基本原理是通過開關(guān)型電源模塊將交流電源轉(zhuǎn)化直流電，以供電給發(fā)光二極管工作。根據(jù)LED節(jié)能燈的基本原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，美國MET實(shí)驗(yàn)室提出一種現(xiàn)階段的過渡性檢測方案：采用傳統(tǒng)節(jié)能燈美國認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)UL1993(對應(yīng)加拿大標(biāo)準(zhǔn)CAN/CSA-C22.2No.0，CAN/CSA-C22.2No.74)，和電源模塊標(biāo)準(zhǔn)UL1310或UL1012(對應(yīng)加拿大標(biāo)準(zhǔn)CAN/CSA-C22.2No.107)對LED節(jié)能燈進(jìn)行測試認(rèn)證。

以下對依據(jù)UL1993、UL1310和UL1012標(biāo)準(zhǔn)，對LED節(jié)能燈認(rèn)證測試中的關(guān)鍵問題，做一些闡述。

1.材料

LED節(jié)能燈可做成各種形狀，以日光燈管型LED節(jié)能燈為例，其外形跟普通的日光燈管一樣，由日光燈管狀透明聚合物外殼將電源模塊和發(fā)光二極管包在里面。透明聚合物外殼在產(chǎn)品中起到防火和防觸電的功能。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，節(jié)能燈外殼材料須達(dá)到V-1等級以上，因此透明聚合物外殼須采用V-1等級以上的材料。要注意的點(diǎn)是，產(chǎn)品外殼要達(dá)到所要求的V-1等級，其厚度必須要大于等于原材料的V-1等級所要求的厚度，防火等級及厚度要求可以在原材料的UL黃卡上查到。

實(shí)際檢測中發(fā)現(xiàn)，制造商為了保證LED燈的亮度，往往將透明聚合物外殼做得很薄，這就需要檢測工程師注意保證材料達(dá)到防火等級所要求的厚度。由于不同原材料對相同的防火等級有不同的厚度要求，某些原材料在較小的厚度下就可以滿足較高的防火等級要求，可建議制造商可以選擇合適的原材料做產(chǎn)品外殼。

2.跌落試驗(yàn)

按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，產(chǎn)品要模擬實(shí)際使用過程中可能發(fā)生的跌落情形作跌落測試，產(chǎn)品要從0.91米高的高度跌到硬木板上，產(chǎn)品外殼不能破裂以至露出內(nèi)部的危險(xiǎn)帶電件。制造商選擇材料做產(chǎn)品外殼時，必須要考慮這一強(qiáng)度要求。

3.抗電強(qiáng)度

透明外殼將電源模塊包圍在內(nèi)部，透明外殼材料必須要達(dá)到抗電強(qiáng)度要求。按標(biāo)準(zhǔn)要求，基于北美電壓120伏的條件，內(nèi)部高壓帶電件與外殼間(覆上金屬箔進(jìn)行試驗(yàn))，要能承受交流1240伏的抗電強(qiáng)度測試。一般情況下，產(chǎn)品外殼厚度達(dá)到0.8毫米左右，就可以符合這抗電強(qiáng)度測試要求。

4.電源模塊

電源模塊是LED節(jié)能燈的重要組成部分，電源模塊主要采用開關(guān)電源技術(shù)。按電源模塊類型不同，可以考慮用不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試認(rèn)證。如果電源模塊是classII電源，這可以用UL1310來測試認(rèn)證。classII電源是指采用隔離型變壓器，輸出電壓低于直流60伏，電流小于150/Vmax安培的電源。而對非classII電源，則采用UL1012來測試認(rèn)證。這兩個標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求十分類似，可相互參考。大多數(shù)LED燈的內(nèi)部電源模塊是采用非隔離式聯(lián)電源，電源輸出直流電壓也大于60伏，因此不適用UL1310標(biāo)準(zhǔn)，而適用UL1012。

5.絕緣要求

由于LED節(jié)能燈內(nèi)部空間有限，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，要注意危險(xiǎn)帶電件與可觸及金屬件間的絕緣要求。絕緣可以是空間距離和爬電距離，也可以是絕緣片。按標(biāo)準(zhǔn)要求，危險(xiǎn)帶電件與可觸及金屬件間空間距離要達(dá)到3.2毫米，爬電距離要達(dá)到6.4毫米。如果距離不夠，可以加絕緣片作為附加絕緣，絕緣片厚度要大于0.71毫米，如果厚度小于0.71毫米，產(chǎn)品則要能承5000V的高壓測試。

6.溫升測試

溫升測試是產(chǎn)品安全測試的一個必做項(xiàng)目，標(biāo)準(zhǔn)對不同元件有一定的溫升限制的。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，制造商要十分重視產(chǎn)品的散熱問題，特別是對某些零部件(如絕緣片等)應(yīng)特別注意。

部件如果長期在高溫條件下工作，易損壞，從而造成著火或觸電危險(xiǎn)。燈具內(nèi)部的電源模塊處于封閉狹小的空間里，散熱受到限制。因此，制造商進(jìn)行元件選擇時，要注意選擇合適元件的規(guī)格，保證元件在一定的裕度下工作，從而避免元件長期在接近滿載的條件下工作。

7.結(jié)構(gòu)

LED節(jié)能燈的電源模塊安裝在外殼內(nèi)部，空間有限，有的制造商為了節(jié)省空間，將插腳式的元件表面焊接在PCB上，這種做法是不可以接受的。這些表面焊接的插腳式元件很可能由于虛焊等原因脫落，造成危險(xiǎn)。因此對這些元件要盡可能采取插孔焊接方式。如果不得已采取表面焊接方式，則要對這件元件采用加膠水固定等方式提供附加保障。

8.故障測試

產(chǎn)品故障測試是產(chǎn)品認(rèn)證測試中至關(guān)重要的一個測試項(xiàng)目。這個測試項(xiàng)目是在線路上短路或開路一些元件，以模擬實(shí)際使用過程中可能發(fā)生的故障，從而評估產(chǎn)品在單一故障條件下的安全性。為了滿足這一安全要求，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時，要考慮在產(chǎn)品輸入端加合適的保險(xiǎn)絲，以防止輸出短路或內(nèi)部元件故障時發(fā)生過電流從而導(dǎo)致著火危險(xiǎn)。

北美產(chǎn)品認(rèn)證要工廠檢查，工廠檢查包括首次工廠檢查和后續(xù)跟蹤檢查。如果工廠是第一次申請北美產(chǎn)品認(rèn)證，則要進(jìn)行首次工廠檢查。首次工廠檢查主要針對工廠的品質(zhì)保證體系，要求工廠具有完善的品質(zhì)保證體系以確保產(chǎn)品的品質(zhì)得到有效的監(jiān)管和保證。如果工廠已按ISO9000標(biāo)準(zhǔn)建立品質(zhì)管理體系，并通過了ISO9000認(rèn)證，基本上可以符合首次工廠檢查的管理體系要求。

如果工廠未通過ISO9000認(rèn)證，則要在原料采購、來料檢查、庫存管理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程更改、生產(chǎn)線測試、儀器校準(zhǔn)和投訴跟進(jìn)等方面有清晰的程序文件，并有效執(zhí)行。后續(xù)跟蹤檢查則是主要針對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)檢查和生產(chǎn)線產(chǎn)品測試等方面，以確保生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和認(rèn)證樣品一致，并通過相關(guān)的生產(chǎn)線測試。制造商在產(chǎn)品通過測試認(rèn)證后，必須嚴(yán)格按認(rèn)證樣品的結(jié)構(gòu)和元件清單進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)，任何可能涉及產(chǎn)品安全的更改必須通知認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行評估。如有必要，可能要進(jìn)行重測試和報(bào)告的修改。

產(chǎn)品的測試報(bào)告里對產(chǎn)品的生產(chǎn)線測試是有明確要求，制造商必須按照要求進(jìn)行相關(guān)測試，如高壓測試、接地連續(xù)性測試等?，F(xiàn)在的LED燈或許會有一些問題，但是我們相信隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在我們科研人員的努力下，這些問題終將唄解決，未來的LED一定是高效率，高質(zhì)量的。