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世界各国LED照明认证及标准的发展趋势

在当前全球能源短缺的形势下,节约能源是我们面临的重要问题。LED被称为新一代绿色光源,它的节能、环保、寿命长等优点,使LED照明产业成为各国重点关注的绿色产业。鉴于LED照明技术的日益成熟以及飞速发展,为了规范LED照明这一新兴市场,全球一些重要的LED区域市场纷纷推出了相关的技术法规或标准,对LED照明产品的应用提出了强制性的认证要求。

  全球LED照明产品的应用强制性的认证要求

  1、欧盟市场

  欧盟是我国LED照明产品出口的重点市场。LED体照明产品进入欧盟市场,应该主要考虑其强制性要求:低电压指令及其协调标准所规定的安全要求、电磁兼容指令及其协调标准规定的电磁兼容要求、RoHS&WEEE指令中的环保要求以及ErP指令中规定的能效要求。此外,半导体照明产品还需符合相应法规所规定的合格评定程序。只有这样,才能加贴CE标志,顺利进入欧盟市场。

  其中半导体照明产品进入欧洲需要符合的安全要求主要有以下几方面:

  对于LED模块的安全性:应符合EN62031的安全要求,LED模块连接器需符合EN60838-2-2中的相应要求;

  对于LED照明设备中的电子控制装置:应符合EN61347-1和EN61347-2-13中的相应安全要求;

  对于设备的光辐射安全性:应符合EN62471中的相应要求;

  对于自镇流LED灯:应符合EN60968中的相关要求;

  对于LED灯具:应符合EN60598-1及EN60598-2系列中相对应灯具标准的安全要求。

  EMF要求,还应满足照明设备涉及人体暴露于电磁场的评估标准EN62493的要求。

  此外,LED照明产品必须符合欧盟电磁兼容指令(2004/108/EC)的要求,与一般照明设备相同,欧盟对于LED照明产品的EMC要求分为电磁骚扰、抗扰度、谐波电流和电压波动四方面。在环保方面,欧盟与LED灯具有关的法规主要是2003年发布的《在电子电气设备中限制使用某些有害物质》(RoHS,2002/95/EC)和《报废电子电气设备指令》(WEEE,2002/96/EC),分别规定了有害物质限量和废弃产品回收的要求。

  欧盟对于LED照明产品的能效要求主要体现在《制定能源相关产品生态设计要求的框架指令》(简称ErP指令)中,目前对于LED照明产品而言,非定向LED通用照明产品的能效要求按照ErP指令实施条例(EU)No244/2009中的要求,其他性能要求参考实施条例(EU)No1194/2012中的要求。对于定向LED灯的能效要求和性能规定则应按照实施条例(EU)No1194/2012中的要求。此外,LED照明产品还应满足相应的能效标签要求。(EU)No874/2012法规是对新的能效标签框架指令2010/30/EU在灯及灯具上的落实,适用于白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯、LED灯和LED模块,还适用于操作该类灯并提供给终端消费者的灯具(也包括整合至其他产品中的灯具)提出了标签要求。法规明确了供应商、经销商就能效标签及产品信息应该承担的责任,法规将于2013年9月1日生效,现行的家用电光源能效标识指令98/11/EC也将于2013年9月1日起废止。

  2、日本市场

  日本是全球重要的LED产业基地,技术水平和产值规模都领先于其他国家,掌握着大部分的LED高端市场。在LED标准方面,日本也领先于其它国家,最早制定出白光LED的检测标准。LED照明产品要进入日本市场,首先要满足《电气用品安全法》及其相关实施法规的要求。目前LED产品中受《电气用品安全法》管控的主要是电源模块,如果电源是外置的,则需依据J61347-2-13(即JISC61347-2-13)进行检测,合格之后加贴菱形PSE标志。在电磁兼容方面,则需要满足强制性的J55015标准。

  2012年7月1日起,日本市场销售的LED灯泡及LED电灯器具将成为《电器用品安全法》管制对象,须加贴圆形PSE标志。受管控的LED产品范围限于额定电压为100~300V。额定功率大于1W的使用50Hz和60Hz交流电路的LED灯具和灯泡。有些台灯、充电式手电筒、广告灯、装饰灯、手提等和花园等虽采用LED作为光源,却并不归类为“LED灯具”。日本LED产品认证的安全和电磁兼容标准目前只有省令1项,省令2项的协调标准尚未出台。因此与LED相关的IEC标准不在《电气用品安全法》接受范围内。从2012年7月1日开始,最可行、最省成本的方法是依据日本省令1项的技术基准制造LED灯泡和LED电灯器具。

  3、墨西哥市场

  近年来,墨西哥开始重视绿色能源产业,积极发展绿色能源以把其打造成重要的新兴产业。自2011年9月1日起,墨西哥政府宣布在全国正式实施照明节能计划。墨西哥计划将在2014年之前逐步用节能灯替代白炽灯。墨西哥是能源消耗大国,其LED照明市场巨大。

  对于LED照明产品来说,安全和能效方面的NOM认证是其进入墨西哥市场的强制性要求,目前NOM并没有针对电磁兼容提出相应相求。不论是在墨西哥本地制造或是进口的产品,均须符合相关的NOM标准及产品标签规定。

  墨西哥对LED照明安全要求主要由NOM-003-SCFI-2000标准规定。该标准涉及电气产品的安全要求,是一个框架性的规范,并没有规定具体的技术要求,必须通过NMX-J-521/1-ANCE-2005标准测试,而该标准主要是基于IEC60335-1:家用和类似用途电器的安全+墨西哥偏差。同时LED照明产品必须符合NOM-024-SCFI-1998要求的消费信息。

  为满足该国对于照明产品的能效要求,LED照明产品进入墨西哥市场必须通过墨西哥强制性能效认证.该认证由墨西哥授权认可组织(EMA)批准的认证机构具体实施,是墨西哥强制性产品认证的一部分。属于强制性能效认证的产品经过认证,并加贴反映该产品用能情况的能效标签后,方可在墨西哥国内销售。

  2012年,墨西哥能源部相继发布两项关于LED照明产品的能效要求,主要针对普通照明用LED灯泡和户外照明用LED灯具的能效规范及测试方法。

  对于LED照明产品来说,只有同时符合LED照明产品的安全和强制性能效要求,方可获得NOM认证,进入墨西哥市场。

  4、美国市场

  美国是全球LED产业最为发达的地区之一,也是我国最大的出口市场。美国在LED标准规范制定方面,一直居于世界领先地位,除了目前已经形成了较为完善的安全、电磁兼容规范外,美国电气制造商协会、北美照明协会还针对LED光源的特点,制定了有关电气、光度和色度方面的要求及测试方法。

  美国市场对于半导体照明产品的安全要求主要体现在LED模块、控制模块、电源、灯具及相关配件上。其中,UL8750为LED模块、控制模块、电源提出了详细的安全要求,此外,电源安全还可参照UL1310、UL1012或UL60950-1中的相应规定。而UL1598、UL1993、UL1574等系列UL有关传统照明设备的标准为半导体照明的终端产品提出了安全规范。

  对于电磁兼容要求来说,于LED照明产品,如果产品使用开关电源作为供应电源,而电源的工作频率大于9kHz,也就是LED照明产品的工作频率大于9kHz(整流前),则必须满足FCCPart18的要求;如果电源工作频率小于9kHz或是使用直流供电,则适用FCCPart15。

  美国联邦暂未出台对LED照明产品的强制性能效要求,但在世界范围内有较大影响力的的“能源之星计划”对LED照明产品能效要求主要固态照明灯具认证计划、LED光引擎的规定以及整体式LED灯认证三部分,其中固态灯具认证计划对定向和非定向灯具的寿命、光通维持率、相关色温(CCT)、显色性(CR)、调光线、功率因子(PF)、瞬时保护、电流波峰系数、操作频率、噪音、电磁兼容等通用要求,然后对非定向家用灯具、定向家用灯具、定向商用灯具等的初始光效、光源最低初始光束和区间流明密度进行了详细规定。整体式LED灯认证对整体式LED灯的标准灯和非标准灯的要求做出了规定。

  国际LED照明法规标准发展趋势

  1.LED照明越来越重视性能、测试方法标准的制定

  照明产品的国际标准是随着光源的发展而发展的,LED新的光学特性(如色饱和度高的色光组合)与CIE(国际照明委员会)、IEC(国际电工委员会)现行光源标准差别较大。由于LED具有与传统照明光源截然不同的空间发光特性,使原本适用于传统光学特性测量的方式未必适用于LED,如光通量、光强以及色度测量,否则LED的测量精度以及准度都将面临很大的困难。

  随着大功率白光LED技术的发展,功能性照明等需要使用的功率在千瓦级别,与普通照明灯具在光学和机械结构等性能指标上有着明显的区别,因此对大功率LED的光电特性、色度特性,安全性、产品可靠度等一致性的要求也更加严格。但是LED的光电和热学特性与传统光源差异极大,使现有针对LED的测量方法无法完全套用传统照明光源的测量方法,因此各项性能指标和热学指标标准规范的建立就显得尤为重要。美国也推出多项LED照明的光度、电气及色度测试规范,并在能效领域推出了固态照明灯具的能源之星计划。日本也率先发布了白光LED的测试方法。中国也陆续开展LED加速寿命试验方法、LED模块与组件测试方法的研究工作。

  2.LED照明越来越注重能效与性能标准的制定

  由于全球照明用电量占全年总用电量的20%,其中有多达90%的电能被转换成热能消耗,在节能环保的考量下,LED照明已经快速成为颇受关注的技术和产业。同时,各国也积极制定环保法规,欧盟、美国、中国、澳大利亚都相继制订了淘汰白炽灯的计划图。因此,LED照明的能效问题也成为其标准制订过程中所需要考虑的重点问题。

  对于发展时间不长的LED照明产品、特别是国际、国内传统灯具标准化中没有关注、没有要求的性能标准和能效标准,LED照明与传统照明又存在着巨大差异,LED灯具各种技术性能指标和参数又没有得到有效验证,使得制定性能标准和能效标准成为一个全新、复杂的课题。目前多个国家包括欧盟、墨西哥都建立了对LED照明产品的强制性的能效要求,美国的能源之星计划则是对各类LED照明灯具提出了详细的要求,并给出了具体的光通量和色度等的测试方法。中国质量认证中心也制订了LED道路/隧道照明产品、LED筒灯、反射型自镇流LED灯等的节能认证计划。

  3.开始重视LED灯具标准的制定

  LED灯具是指包括基于LED的发光元件和匹配的驱动器以及配光部件、固定和保护发光援建的部件以及将器具连接到分支电路部件的完整照明器具。传统光源一般是单个发光体,而LED灯具使用的是LED灯是由多个发光体组成并发光的,LED灯具的发光体之间存在颜色差异性,所以需要使用色空间均匀度去评价LED灯具颜色的空间分布情况。传统光源的寿命性能的测量和评价已经标准化,而且具有互换性。传统灯具的寿命可以通过更换光源来满足要求。而LED光源与灯具是一体的,LED灯具寿命与LED光源本身、驱动器及环境等多因素有关。所以IEC已经陆续开始进行LED灯具标准的制定工作。

  中国LED法规标准发展的建议

  虽然我国LED照明产业发展得如火如荼,标准的制定工作也在有序开展,但制定LED照明产品标准和执行过程中也应该注意以下问题:

  1.按照我国对标准在层次、形式和分类上的划分,LED标准简要来说包括应用标准和产品标准两大部分。LED应用标准主要体现在我国照明工程建设标准体系中。该体系建立得比较完善,不同的照明场所都已经制订或正在制订相应的标准。照明工程建设的标准体系,侧重要求照明必须满足作业要求,而非产品本身,适用于多种照明光源产品,并未详细加入对LED照明产品的要求,未能突出LED高效、节能及寿命长的特点。

  2.应加强对国际标准和国外先进标准的跟踪和研究,努力采用国际先进标准,提高我国标准的水平。目前我国的照明电器的基础、测试和安全标准的制修订工作与国际标准结合比较密切,采标率在90%以上,而且基本等同采用,相对来说标准水平比较高,属于国际水平。但性能标准的采用水平要明显低于安全类标准,大部分是等效或参照采用,主要是一些性能指标根据我国的产品质量水平的实际情况确定的,与国际水平有一些差距。对于LED照明产品标准我们应该加强对国际标准和国外先进标准的跟踪和分析,使我国的标准水平从开始就与国际标准保持一致,以提高我国标准水平和产品的国际市场竞争力。

  3.加强制定相关标准的主要基础研究工作。我国在制订LED标准中基本上采用下列原则:凡是涉及人身和财产安全的安全标准都等同采用国际标准,如IEC,对光度标准和个别常用灯具的性能要求以及重要灯具另部件的技术要求根据国际标准(有CIE-国际照明委员会和IESNA-北美照明学会)和国内的具体情况制订适合国情的标准,但是在在国际标准制订过程中参与程度普遍较低。

  为了制定好具有自主知识产权的LED照明标准,必须要有一些主要的基础研究。如LED寿命测试的加速因子的确定,LED照明的光学、色度学测试中的视觉,显色性、配光等技术条件的确定等等,否则无法进行相关标准的制定。另外,应积极开展对国外有关半导体照明技术标准的研究,要有专门机构组织,进行该项目的专项研究,并对我国制定相关标准提出依据和参考,提出如何与国外有关机构合作制定相关标准,防止垄断,制定统一政策,并尽早与国际标准接轨。

  4.随着LED照明行业的快速发展,各个产业链的技术水平不断提高,产品质量越来越好,应用范围越来越广泛。人们对高效照明产品和高质量照明环境的需求也在不断提升,因此对标准工作提出了更高的要求,即应根据产品的发展状况,不断对标准进行修订和维护,不断加大对产品的严格要求程度,提高产品的照明效率,使标准的制修订工作始终走在推动LED照明行业产业升级的前列。

  5.标准制定要紧密贴合市场。由于LED产业发展太快,导致了当前LED产业特别是下游的LED照明产业的混乱局面。在LED照明领域,由于国家LED照明标准的缺失,导致了业内没有统一的标准,在产品的标称等方面做不到一致性,同时这造成了进入LED照明领域的门槛非常低,大量企业的涌入导致LED照明市场险象环生。国家制定的LED标准需要从企业以及整个行业发展的实际需求出发,制定对整个LED行业发展有实际推动作用的LED标准是才是最重要的,在LED标准制定过程中要清晰的把握行业发展的趋势,只有这样才能制定出具有实际意义的LED标准。只有制定符合行业发展趋势的标准,才能更好地发挥标准对LED产业发展的推动和规范作用。

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