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

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(fèi)者接受。

自鎮(zhèn)流LED 燈，就是指帶燈頭把穩(wěn)定燃點(diǎn)部件集成為一體的LED 燈。實(shí)際上LED 的穩(wěn)定燃點(diǎn)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(dòng)，所以我國國家標(biāo)準(zhǔn)也直譯為“自鎮(zhèn)流LED 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 自鎮(zhèn)流LED 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(cuò)誤會(huì)造成實(shí)測功率超出標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍。實(shí)際上燈功率還應(yīng)包括驅(qū)動(dòng)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(huì)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(shí)際消耗功率計(jì)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(shí)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(shí)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(diǎn)，在壽命期間內(nèi)某一特定時(shí)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(yàn)

開關(guān)試驗(yàn)是對燈進(jìn)行反復(fù)的開啟和關(guān)斷的一種試驗(yàn)，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(diǎn)至失效，或者工作至其光通維持率低于規(guī)定值時(shí)的累計(jì)時(shí)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(diǎn)至50% 的燈達(dá)到單只燈壽命時(shí)的累計(jì)時(shí)間。

燈雖然能夠工作但光通維持率很低時(shí)，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(gè)規(guī)定值時(shí)判定為失效，這個(gè)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)于自鎮(zhèn)流LED 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(huì)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(gè)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(shí)，其實(shí)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(shí)，則取15%。

“實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，其實(shí)際功率因數(shù)不得比制造商的標(biāo)稱值低0. 05。”標(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(shí)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(shí)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?yàn)樘岣吖β室驍?shù)會(huì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(gè)功率段、2 個(gè)顏色范圍、3 個(gè)等級分別規(guī)定光效最低值。光效分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)等級，Ⅲ級光效最低?？梢孕Q這三個(gè)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(shí)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(gè)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(gè)，比我國國家標(biāo)準(zhǔn)少了5 000K 和6 500K 這2 個(gè)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(diǎn)到6000h 時(shí)顏色變化Duv 在0. 007 以內(nèi)。

IEC 草案第9. 1 條也推薦了6 個(gè)色溫，色溫分別在0h 和標(biāo)稱壽命25% 時(shí)( 最高6 000h) 進(jìn)行測試，兩次實(shí)際測量的色溫?cái)?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(gè)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(gè)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(gè)監(jiān)控時(shí)間點(diǎn)，如果標(biāo)稱壽命25% 超過6 000h，就在6 000h 時(shí)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(diǎn)期間藍(lán)光LED 芯片和熒光粉都會(huì)有可能衰變，二者衰變的不同步就會(huì)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(gè)數(shù)值”。規(guī)定值為80，也就是說實(shí)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