LED節(jié)能燈檢測(cè)技術(shù)

一、LED北美標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀

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(duì)這類產(chǎn)品的技術(shù)要求，LED產(chǎn)品的測(cè)試成為業(yè)界的一個(gè)課題。美國(guó)UL實(shí)驗(yàn)室針對(duì)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(gè)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(cè)試問題，暫時(shí)沒有得到徹底解決。

LED節(jié)能燈的基本原理是通過(guò)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(guó)MET實(shí)驗(yàn)室提出一種現(xiàn)階段的過(guò)渡性檢測(cè)方案：采用傳統(tǒng)節(jié)能燈美國(guó)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)UL1993(對(duì)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(duì)應(yīng)加拿大標(biāo)準(zhǔn)CAN/CSA-C22.2No.107)對(duì)LED節(jié)能燈進(jìn)行測(cè)試認(rèn)證。

二、檢測(cè)中的技術(shù)要點(diǎn)

以下對(duì)依據(jù)UL1993、UL1310和UL1012標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)LED節(jié)能燈認(rèn)證測(cè)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(jí)以上，因此透明聚合物外殼須采用V-1等級(jí)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(jí)，其厚度必須要大于等于原材料的V-1等級(jí)所要求的厚度，防火等級(jí)及厚度要求可以在原材料的UL黃卡上查到。實(shí)際檢測(cè)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(cè)工程師注意保證材料達(dá)到防火等級(jí)所要求的厚度。由于不同原材料對(duì)相同的防火等級(jí)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(jí)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(guò)程中可能發(fā)生的跌落情形作跌落測(cè)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(shí)，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(cè)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(cè)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(cè)試認(rèn)證。如果電源模塊是classII電源，這可以用UL1310來(lái)測(cè)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(duì)非classII電源，則采用UL1012來(lái)測(cè)試認(rèn)證。這兩個(gè)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(shí)，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(cè)試。

6.溫升測(cè)試

溫升測(cè)試是產(chǎn)品安全測(cè)試的一個(gè)必做項(xiàng)目，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(duì)某些零部件(如絕緣片等)應(yīng)特別注意。

部件如果長(zhǎng)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(shí)，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(zhǎng)期在接近滿載的條件下工作而產(chǎn)生過(guò)熱。

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(duì)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(duì)這件元件采用加膠水固定等方式提供附加保障。

8.故障測(cè)試

產(chǎn)品故障測(cè)試是產(chǎn)品認(rèn)證測(cè)試中至關(guān)重要的一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目。這個(gè)測(cè)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(guò)程中可能發(fā)生的故障，從而評(píng)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(shí)，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(shí)發(fā)生過(guò)電流從而導(dǎo)致著火危險(xiǎn)。

三、工廠檢查

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(qǐng)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(duì)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(guò)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(guò)ISO9000認(rèn)證，則要在原料采購(gòu)、來(lái)料檢查、庫(kù)存管理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程更改、生產(chǎn)線測(cè)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(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)檢查和生產(chǎn)線產(chǎn)品測(cè)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(guò)相關(guān)的生產(chǎn)線測(cè)試。制造商在產(chǎn)品通過(guò)測(cè)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(píng)估。如有必要，可能要進(jìn)行重測(cè)試和報(bào)告的修改。產(chǎn)品的測(cè)試報(bào)告里對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)線測(cè)試是有明確要求，制造商必須按照要求進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，如高壓測(cè)試、接地連續(xù)性測(cè)試等。

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