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1、自镇流 LED 灯性能及国内外标准要求时间：2011-12-02浏览 1757 次 【字体：大 中 小】摘要：在介绍自镇流 LED 灯主要性能指标的基础上，分别比较我国国家标准、美国能源之星( ENERGYSTAR) 标准、国际电工委员会( IEC) 标准( 草案) 对这些性能指标要求的异同点。 关键词：自镇流( 整体式) LED 灯 性能要求 标准0 前言随着半导体照明技术的迅速发展，以 LED 作为光源的各式各样的灯和灯具大量出现，特别是出现了很多替代传统光源的 LED 灯，例如，代替普通白炽灯和自镇流荧光灯的 LED 球泡灯，代替反射型白炽灯的 LED-R 灯和 LED-PAR 灯，代替
2、 MR16 卤素灯的 LED-MR16，由于它们可在不需要更换传统灯具的情况下，就能方便地替换光源，迅速被广大消费者接受。自镇流 LED 灯，就是指带灯头把稳定燃点部件集成为一体的 LED 灯。实际上 LED 的稳定燃点部件并不属于镇流部件，由于 IEC 62560SELf-ballastedLED-lamps for general lighting services 50V SafetyspecificatiONs草案采用了与自镇流荧光灯相同的“Self-ballasted”，即用“镇流”来描述 LED 的驱动，所以我国国家标准也直译为“自镇流 LED 灯”。而美国 ENERGY STAR
3、( 能源之星) 标准中则称之为“IntegralLED Lamp”，即整体式 LED 灯。1 自镇流 LED 灯( 整体式 LED 灯) 的主要性能指标1. 1 灯功率这里所指的灯功率是整灯的输入总功率，它不仅仅是 LED 发光器件消耗的功率。有的企业误将 LED器件的功率认为是灯的功率，例如，采用了 3 颗 1W 的 LED 光源，额定功率就定为 3W 了，这样的错误会造成实测功率超出标准要求的范围。实际上灯功率还应包括驱动控制电路消耗的功率。1. 2 功率因数功率因数是有功功率和视在功率的比值。功率因数低，说明无功功率大，会增加线路供电消耗。1. 3 光通量光通量指人眼所能感觉到的辐射能量
4、，它是照明光源的最重要指标。1. 4 光效光效( 发光效率) 即单位功率可发出的光通，由光通量除以实际消耗功率计算得出。它体现灯将电能转换为光能的效率，灯光效越高则越节能。1. 5 颜色特征颜色特征由色表和显色性确定。灯实际发出光的颜色称为色表，由 CIE1931 ( x，y) 色度图的色品坐标来确定;灯发射的光的光谱特性对于被照物表面的影响称为显色性。在实际应用中，显色性用一般显色指数 Ra 来表示。1. 6 光通维持率光通维持率是指灯在规定的条件下燃点，在寿命期间内某一特定时间的光通量与该灯初始光通量之比，以百分数来表示。1. 7 开关试验开关试验是对灯进行反复的开启和关断的一种试验，用来
5、考核灯耐开关冲击的能力。LED 灯在开关性能方面比传统光源有明显的优势。1. 8 寿命寿命分为单只灯寿命和平均寿命。单只灯寿命指一只灯从燃点至失效，或者工作至其光通维持率低于规定值时的累计时间。平均寿命是指灯的光通量维持率达到规定要求并能继续燃点至 50% 的灯达到单只灯寿命时的累计时间。灯虽然能够工作但光通维持率很低时，可以认为灯已失去有效的照明功能，所以光通维持率低于某个规定值时判定为失效，这个规定值有的为 70% ，也有的为 50%。应注意产品规格书上宣称的寿命是指平均寿命，不是每只灯的寿命。2 关于自镇流 LED 灯( 整体式 LED 灯) 性能的国内外标准要求的差异对比我国国家标准
6、GB /T 24908 2010 普通照明用自镇流 LED 灯性能要求、美国 ENERGY STAR( 能源之星) 标准ENERGY STAR ProgramRequirements for Integral LED Lamps ENERGY STAREligibility Criteria(2009 年 12 月发布)以及国际电工委员会的 IEC /PAS 62612 Self-Ballasted LEDLampsfor General Lighting Services PerformanceRequirements标准( 草案) ( 下文分别简称为:GB /T24908、能源之星标准、I
7、EC 草案) 都是关于自镇流 LED 灯性能要求的标准，但这 3 个标准的具体要求存在差异，本文对这些差异作详细说明，以便相关人员能正确理解和使用这些标准。2. 1 灯功率GB /T 24908 的 5. 3 条要求:“灯在额定电压和额定频率下工作时，其实际消耗的功率与额定功率之差不应大于 15% 或 0. 5W。”考虑到额定功率比较小的灯，其额定功率的 15% 数值比较小，不易控制，允许功率偏差放宽到 0. 5W，例如:额定功率为 2W 的灯，额定功率的 15%为 0. 3W，小于 0. 5W，允许最大功率偏差 0. 5W;若额定功率的 15% 大于 0. 5W 时，则取 15%。“实际消耗
8、的功率与额定功率之差不应大于 15% 或 0. 5W”，也就是说实际消耗功率无论是大于额定功率还是小于额定功率，功率的正负偏差都应该满足要求。IEC 草案的第 7 条款要求“LED 灯的功率损耗不得超出额定功率的 15%”，只是对实际消耗功率高出额定功率的范围进行限制，也就是规定上限值，对于功率负偏差并没有限制。能源之星标准中虽未对灯功率进行要求，但标准中提到还应符合 UL1993 1999，而 UL1993 对功率正偏差作了规定:不高于额定功率的 10% + 0. 5W。2. 2 功率因数GB /T 24908 的 5. 4 条要求“灯在额定电压和额定频率下工作时，其实际功率因数不得比制造商
9、的标称值低 0. 05。”标准中并未规定功率因数的具体值，要求制造商应自我标称，但对实际功率因数小于标称值的作了下限规定，例如，标称功率因数为 0. 95，则实测值不低于 0. 90。能源之星标准第 4 条款要求:灯功率小于等于 5W 的功率因数不做规定，灯功率大于 5W 的功率因数的平均值需大于等于 0. 7。因为提高功率因数会对成本和效率造成影响，且小功率的灯对电网的影响较小，这样规定相对合理。IEC 草案没有针对功率因数的要求。2. 3 光通量GB /T 24908 的第 5. 5 条要求“灯的初始光通量可由制造商或销售商宣称，但其实测值不应低于标称值的 90%”，也就是说没有规定一定要
10、宣称，但一旦宣称，实测值不应偏低 10% 以上，高于宣称值是允许的。没有具体规定光通量应为多少。能源之星标准要求: 非标灯( Non-StandardLamps) 最低光通量为 200 lm。替代灯( ReplacementLamps) 则按照被替代的目标灯原有的光通量分别规定最小光通量。所谓的非标灯是没有指明要替代现有标准电灯的 LED 灯;替代灯是有指明替代现有某一款标准电灯的 LED 灯。例如，宣称可替代60W 白炽灯的 LED 灯，其光通不得低于 800 lm。IEC 草案的第 8 条款要求:“0h 所测得的光通量不得小于标称光通量的 90%”，也就是说实际的初始(0h) 光通量不能比
11、标称的光通量偏低 10% 以上，高于标称是允许的，但对光通量应为多少也未作规定。在第 4 条要求灯上和包装上必须要标出光通量的值。2. 4 光效GB /T 24908 的第 5. 5 条要求:“灯的初始光效等级可由制造商或销售商宣称，但其实测值不应低于的规定，如制造商或销售商未宣称则按级考核。”按 4 个功率段、2 个颜色范围、3 个等级分别规定光效最低值。光效分、三个等级，级光效最低。可以宣称这三个等级之一，未宣称则按级考核。例如，一只日光色的 5W 自镇流 LED 灯宣称达到级能效，按级要求考核，其实测光效值不得低于 60 lm /W;未宣称则按级不低于 40 lm /W 考核。能源之星标
12、准要求: 非标灯小于 10W 的光效不低于 50 lm /W，大于等于 10W 的光效不低于 55lm /W。替代灯又分为 3 种:全方向灯、装饰灯、定向灯。LED 球泡灯属于全方向灯，PAR 灯、R 灯、MR 等反射型的 LED 灯属于定向灯，蜡烛形、小球泡装饰照明用 LED 灯属于装饰灯。全方向灯小于 10W 的光效不低于 50 lm /W，大于等于 10W 的光效不低于 55lm /W;装饰灯光效不低于 40 lm /W;定向灯直径小于等于 20 /8 in 的光效不低于 40 lm /W，灯的直径大于 20 /8in 的光效不低于 45 lm /W。IEC 草案对光效未作规定。2. 5
13、 颜色特征2. 5. 1 色温、色品坐标、色品容差GB /T 24908 给出了 6 个典型色调及其色坐标目标值、相关色温，色品容差( SDCM) 采用马克亚当椭圆，要求小于等于 7。目前 LED 灯的颜色控制比较困难，所以标准有适当放宽。能源之星标准规定的色温只有 4 个，比我国国家标准少了 5 000K 和 6 500K 这 2 个高色温，并规定了色温的容差范围，要求色温在四边形内。色坐标的容差要求采用 CIE1976 ( U，V) 色度图的色坐标(U，V) 的偏差值 Duv 来表示，要求 Duv 小于 0. 006。对色保持(Color Maintenance) 作了要求，即灯燃点到 6
14、000h 时颜色变化 Duv 在 0. 007 以内。IEC 草案第 9. 1 条也推荐了 6 个色温，色温分别在 0h 和标称寿命 25% 时( 最高 6 000h) 进行测试，两次实际测量的色温数值应在规定的色品容差范围内。色品容差( SDCM) 采用马克亚当椭圆，分为 Cat3 Cat8 的 6 个等级，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 以内( 即等于不作考核了) ，具体哪个等级由制造商或销售商宣称，在产品和包装上标出。对色温不仅仅考核初始值，也像能源之星标准一样考核寿命期间色温的变化，增加了标称寿命 25
15、% 作为一个监控时间点，如果标称寿命 25% 超过6 000h，就在 6 000h 时测试。由于目前用于照明的 白光 LED 光源基本上都是采用蓝光 LED 芯片覆盖黄色荧光粉的方式合成白光，在寿命燃点期间蓝光 LED 芯片和荧光粉都会有可能衰变，二者衰变的不同步就会引起色漂移，所以考核寿命期间颜色的变化很有必要。2. 5. 2 显色指数GB /T 24908 的第 5. 6 条规定“灯一般显色指数 Ra 的初始值不应比规定值低 3 个数值”。规定值为 80，也就是说实测值不低于 77 就可以符合标准，不规定正偏差。能源之星标准第 4 条款对所有灯( 无论非标灯还是替代灯) 要求一般显色指数
16、Ra 最小值为 80。考核方法为 Ra 平均值不低于 80，单只最低值不低于 77。而且要求饱和红色的特殊显色指数 R9 大于 0。IEC 草案的第 4 条款对显色指数应为多少也未作规定。但要求灯上和包装上必须标出显色指数。在 9. 2 条中要求“LED 灯的显色指数分别在 0h 和标称寿命 25% 时( 最高 6 000h) 进行测试，实际测量的显色指数数值偏差不得超过标称值 5 个数值。”它不仅考核初始值也考核标称寿命 25% 时的值，且偏差无论正负都不许超过 5 个数值。2. 6 光通维持率GB /T 24908 第 5. 7. 2 条规定“灯在燃点 3 000h 时其光通维持率应不低于 92% ;在燃点 6 000h 时，其光通维持率应不低于 88% ;在燃点 70% 额定寿命时，其光通维持率应不低于 70%。”能源之星标准对非标灯、全方向灯和定向灯要求燃点到 25 000h 时光通维持率大于等于 70%。为缩短验证时间，增加燃点 6 000h 时
