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自镇流LED灯性能及国内外标准要求[1]

2014-5-23  来源:(厦门通士达照明有限公司,福建 厦门361100)  作者:秦碧芳  有6148人阅读

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。

  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 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 62560《Self-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(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,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《ENERGYSTAR Program Requirements 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 LED-Lamps for General Lighting Services Performance Requirements》标准(草案) (下文分别简称为:GB /T24908、能源之星标准、IEC 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表1 的规定,如制造商或销售商未宣称则按Ⅲ级考核。”表 1 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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级,Ⅲ级光效最低。可以宣称这三个等级之一,未宣称则按Ⅲ级考核。例如,一只日光色的 5W 自镇流 LED 灯宣称达到Ⅰ级能效,按Ⅰ级要求考核,其实测光效值不得低于 60 lm/W;未宣称则按Ⅲ级不低于 40 lm/W 考核。

  能源之星标准要求: 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 /8in 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。

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