LED燈具標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀和發(fā)展

LED燈具標(biāo)準(zhǔn)是LED照明標(biāo)準(zhǔn)體系中的有機組成部分，同時由于LED燈具開發(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，國際國內(nèi)對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)和我國自主制定的標(biāo)準(zhǔn)組成，燈具安全國家標(biāo)準(zhǔn)及其適用的光源見表1。

表1 燈具安全國家標(biāo)準(zhǔn)及其適用的光源

2．性能標(biāo)準(zhǔn)

目前已發(fā)布的燈具性能國家標(biāo)準(zhǔn)共4項（見表2），均為我國自主制定，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個燈具測量方法國家標(biāo)準(zhǔn)（見表3）均適用于LED燈具。國家標(biāo)準(zhǔn)《LED燈具可靠性試驗方法》正在起草過程中。

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

二、我國國家標(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》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．藍光危害的要求

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

不應(yīng)使用藍光危害類別大于RG2的LED光源。對這種類型光源的要使用更多的繁重管理要求。

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

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

-對固定式燈具

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

-可移式和手提燈具

在200mm處評估超過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)期不會以小于Xm的距離持續(xù)朝燈具盯著看的位置。”的說明。

-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，應(yīng)替換整個燈具”

-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)代理商或一個類似的有資格的人來更換?！?/P>

警告，觸電危險 (來源：IEC 60417-6042)‖

（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。檢驗時為了觸及光源可以用手或使用工具打開的燈具部件應(yīng)打開或拆卸。

設(shè)計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。

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

3. 設(shè)計使用標(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)計成要用IEC 60061（系列）燈座或連接器連接的光源、但使用時沒有相關(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，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)

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

-對于大于25V a.c./60V d.c.，包括等于50V a.c./120 d.c的 III類燈具或SELV電路的燈具，可以使用無護套基本絕緣導(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III類燈具或燈具中的SELV電路等作了放松，規(guī)定這個要求不適用于：

-III 類燈具；

-燈具中的SELV電路（不超過25V a.c./60V d.c）；

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

（3）導(dǎo)體截面積

標(biāo)準(zhǔn)的第5.2條規(guī)定為提供足夠的機械強度，普通燈具外部接線導(dǎo)體的標(biāo)稱截面積應(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10/16 A的插座，軟導(dǎo)體的標(biāo)稱截面積應(yīng)至少是1.5 mm2。

在新版標(biāo)準(zhǔn)中，對包括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械特性，最大額定電流不超過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；

-其他類型燈具部件之間III類連接。

同時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導(dǎo)體的最小橫截面積（0.2 mm2）。

（二）國家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

隨著LED燈具有更多的應(yīng)用實例，以及人們對其性能的了解，制定LED燈具一般性能要求以及具體LED燈具性能要求國家標(biāo)準(zhǔn)顯得越來越急迫，2013年國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會下達了多個LED燈具國家標(biāo)準(zhǔn)的制定計劃（見表4），目前這些標(biāo)準(zhǔn)正在起草過程中。

表4國標(biāo)委下達的2013年LED燈具國家標(biāo)準(zhǔn)制定計劃

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二、國際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

（一）SC 34D的動態(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)性正在進行評審，大部分標(biāo)準(zhǔn)中的光源將從原來的鎢絲燈、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)委員會會議后將形成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管燈的特點是使用熒光燈燈頭，但燈管的工作電壓可達到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器，燈座觸點間的電壓是220V，使用時燈管插入熒光燈座中。

大家知道，在熒光燈具中，燈座觸點之間的電壓在1.5V~8.5V之間，但使用LED管燈的LED燈具電路中，G5燈座觸點間的電壓可達到220V。這是LED管燈應(yīng)用的一個風(fēng)險點。

LED管燈應(yīng)用的其他風(fēng)險來源于其多種不同的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)（見圖2），以及存在的多種LED管燈燈具電路（見圖2）。

圖1 列入分析的9種LED燈管

圖2 列入分析的5種安裝LED管燈的燈具電路

1．對LED管燈的應(yīng)用風(fēng)險分析結(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熱。

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

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)險研究

在熒光燈具中，燈座觸點之間的電壓在1.5V~8.5V之間，但對于一個5種新的LED燈具電路中，G5燈座觸點間的電壓可達到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

可靠性是指在聲稱條件下和規(guī)定的時間內(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，是一個集電子部件、機械構(gòu)件、光學(xué)材料和連接部件于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，使用者對于聲稱25000h或更長壽命時間的LED照明產(chǎn)品，對其在聲稱工作條件下無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)動力。

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

IEC TC34制定的LED最終照明產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，雖然標(biāo)準(zhǔn)并不對制造商聲稱壽命進行檢驗，但標(biāo)準(zhǔn)仍規(guī)定了確定流明維持等級的6000h光通量維持值試驗，耗時長久。

IEC TC34制定可靠性標(biāo)準(zhǔn)的目的是對最終產(chǎn)品中使用的主要部件進行可靠性試驗，對基于LED提供一般照明的產(chǎn)品建立一個優(yōu)化試驗周期的方法和標(biāo)準(zhǔn)，這樣，對于最終產(chǎn)品來說，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，然后計算最終產(chǎn)品可以減少的流明維持率試驗時間，最多可減少至1000h。

這樣對于最終產(chǎn)品來說，就可以在1000h試驗和6000小時試驗之間進行選擇。

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（如風(fēng)扇）和被動（如熱界面材料）和機械部件。

結(jié)束語：

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)共同開發(fā)。

開發(fā)新的LED技術(shù)及其燈具需要有相應(yīng)的技術(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)。一些細分的產(chǎn)品可以從制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開始，近兩年LED平板燈具的應(yīng)用和開發(fā)呈現(xiàn)良好勢頭，開發(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)制定計劃，目前該標(biāo)準(zhǔn)已完成起草工作。