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0431-81702023
LED
照明 LED 技術標準簡述

摘  要 隨著 LED 技術的迅速發展和在照明領域的廣泛應用 ,對照明用 LED 相關標準的關注度日益提 高。本文簡要介紹國內外照明 LED 技術標準的發展現狀 ,以及有關照明用 LED 模塊的國際標準的主 要內容。

 關鍵詞  LED  模塊  標準  IEC 

1  制定照明 LED 標準的目的和意義

      LED(發光二極管) 是當今照明領域中最具發展 前景的照明產品之一。LED 為固態冷光源 ,具有高 效、節能、環保、壽命長、體積小、響應速度快、耐振動、 易維護等優點。LED 照明最初用于顯示照明 ,隨著技 術和性能上的突破 ,其應用領域也逐步拓展 ,現已廣 泛應用于室內外普通照明、裝飾照明、城市景觀照明、 汽車燈、信號燈、背光源等多種照明領域。LED 產品 市場需求旺盛 ,2003 年 ,我國科技部啟動了“國家半 導體照明工程”計劃 ,十一五“國家高技術研究發展計 劃(863 計劃) ”“半導體照明工程”項目也即將實施 , 在這些重大項目的大力推動下 ,我國半導體照明產業 規模正不斷擴大。

       半導體照明產業目前處于迅速發展的階段 ,潛力 巨大。然而 ,由于目前缺乏統一的行業標準和管理 , 產品質量得不到保證 ,致使市場無序競爭。為此 ,應 當加快 LED 產品及其應用的標準化和規范化工作的 步伐 ,為 LED 照明產品制定相關的標準規范和檢測 方法 ,規范現有的檢測系統 ,只有這樣才能使產品的 研發既有章可循 ,又有明確的目標和方向 ,同時 ,也能 規范 LED 照明產品的生產 ,提高產品質量 ,讓產品的 使用更加科學合理。照明 LED 標準體系的建立 ,是 半導體照明產業健康發展的保障 ,能夠促進半導體技 術的進步 ,并將產生可觀的經濟效益和社會效益。 

2  照明 LED 標準體系 

      半導體照明產業從產業鏈角度可以分為上游、中 游和下游。LED 用半導體襯底材料、外延晶片、芯片 等的制造是上游產業 ;LED 的封裝是中游產業 ;基于 LED 的半導體照明光源與燈具的制造是下游產業。 照明 LED 標準體系就是包括 LED 芯片標準、LED 封 裝技術標準和 LED 照明標準的標準體系。其中 ,LED 照明標準又分為產品標準和系統標準兩大部分。產 品標準分為基礎標準、方法標準、性能標準和安全標 準 ;系統標準分為測量標準、節能設計標準、使用規范 標準、節電效益評價標準等。此外 ,產品標準還可以 分為照明 LED 測試方法標準、照明 LED 光源通用標 準、照明 LED 附件通用標準、照明 LED 連接件通用標 準和 LED 照明燈具標準等 ;系統標準還可以按照適 用特點進行分類。

      照明半導體標準體系的層次應按照半導體照明 工作的總體思路科學地劃分 ,力求完整和全面。標準 體系中各個標準之間應互相聯系并協調一致 ,標準中 技術指標應具有合理性和實用性。目前半導體照明 產業仍處于發展階段 ,產品存在很多不確定性 ,因此 , 應使標準能夠適應并指導我國半導體照明產品的技 術發展 ,而不是限制行業未來的發展。隨著半導體照 明技術的發展和國際標準的更新 ,標準體系也將不斷 變化和完善。 

3  照明 LED 標準發展概況

 311  國外發展現狀 

      目前國際上從事照明 LED 標準化研究的標準組 織有國際電工委員會、國際照明委員會和各國對應的 標準化組織及相關企業。國際電工委員會(IEC) 和國 際照明委員會 (CIE) 都非常關注 LED 的發展及相關 LED 器件的標準化工作。CIE 曾經發表過 LED 檢測 方法的技術報告 ,由于近年來 LED 產品的技術發展 迅速 ,CIE 目前正在對測試方法標準進行修訂。IEC 近兩年也加大了對 LED 標準的研究 ,相繼對 LED 模 塊、LED 連接件及 LED 控制件提出了標準草案。 

      由于目前還沒有統一的照明 LED 產品性能方面 的國際標準 ,且各國 LED 的研究發展速度不同 ,因此 發達國家都在積極準備建立自己的 LED 標準體系。 美國正在根據照明 LED 的特性開展照明 LED 的技術 標準和測試方法的研究。日本則將研究重點放在照 明用白光 LED 的測試方法和技術標準上。從事 LED 研究的國內外企業如 Lumileds、Philips、Osram 等在積 極參與國家和國際標準化工作的同時 ,也制定了自己 的企業標準 ,規范了照明 LED 的光電參數 ,如電壓、 電流、光通量、色坐標、色溫、顯色性、壽命等指標。 

312  國內發展現狀 

      目前我國還沒有正式的照明 LED 的國家標準和 行業標準。全國照明電器標準化技術委員會 (SAC TC224) 近兩年來一直對照明半導體產品的技術進展 及產品質量進行跟蹤 ,搜集了大量有關 LED 的國內 外知名企業的標準信息 ,掌握了目前照明 LED 的產 品發展特點 ,現已申報照明 LED 的國家標準制訂計 劃。國內一些從事照明 LED 的企業也在積極制定企 業標準。另外 ,國內有關檢測部門已經著手開展照明 LED 測試方法的研究和檢測設備的開發。通過對國 內外一些產品進行質量檢測 ,獲得基礎數據 ,針對 LED 作為照明光源的具體特點 ,對其主要性能的檢測 方法進行分析 ,為制定標準打下了良好的基礎。 

       目前正在研究的有關 LED 的標準有 :普通照明 用LED 模塊性能要求、普通照明用 LED 模塊安全要 求和普通照明用 LED 測試方法等 ,并在為今后開展 照明 LED 控制裝置、連接件、燈具、照明系統等產品 的技術標準制定工作準備了相關的技術資料。

        行業標準《普通照明用 LED 模塊性能要求》現已 形成標準草案 ,正在討論和修改階段。該標準為推薦 性標準 ,對普通照明用 LED 模塊的分類、技術要求、 試驗方式、檢驗規則、標志、包裝、運輸、貯存等方面分 別作出了詳細的規定。 

4  照明 LED 國際標準簡介 

       目前 IEC 已提出的有關照明 LED 模塊的標準草 案有 4 個 ,以下是對其技術內容的簡要介紹。

     (1) IEC 62031 : LED modules for general lighting2 safety requirements

      普通照明 LED 模塊 安全要求 

      該標準規定了 LED 模塊的一般要求和安全要 求。主要技術內容包括 :一般要求、試驗說明、分類、 標志、接線端子、接地保護裝置、防止意外接觸帶電部 件的保護、防潮和絕緣、介電強度、故障狀態、制造期 間合格性試驗、結構、爬電距離和電氣間隙、螺釘、載 流部件及連接件、耐熱、防火及耐漏電起痕、耐腐蝕 等。 

      (2) IEC 608382222 : Miscellaneous Lampholders Part 222 :Particular requirements2Connectors for LED Modules 

      雜類燈座第 222 部分 :LED 模塊用連接器 特殊要 求

       IEC 60838 的該部分適用于雜類內置式連接件 (包括 LED 模塊內部連接用連接件) ,部分引用 IEC 6083821 雜類燈座第 1 部分 :一般要求和試驗。主要 技術內容包括 :一般要求、試驗的一般條件、標準額定 值、分類、標志、防觸電保護、接線端子、接地裝置、結 構、防潮、絕緣電阻和介電強度、機械強度、螺釘、載流 部件和連接件、爬電距離和電氣間隙、耐久性、耐熱與 防火、抗剩余應力和抗腐蝕性、抗震動性能等。 

      標準中規定的特殊安全要求有 :最大額定電壓、 最小額定電流、額定工作溫度范圍 ;連接導線的最小 截面積 ;用于連接器的溫度變化試驗和循環濕熱試驗 的具體方法 ;連接器觸點和連接線電阻的測量方法 ; 連接器的振動試驗方法等。

       (3) IEC 6134722213 :Lamp controlgear2Part 2 - 13 : Particular requirements for d. C. or a. C. supplied electronic controlgear for LED modules 

      燈的控制裝置第 2 —13 部分 :LED 模塊用交/ 直 流電子控制裝置 特殊要求

       IEC 61347 的該部分適用于使用 250V 以下直流 電源和 1 000V 以下 50Hz 或 60Hz 交流電源的 LED 模 塊用電子控制裝置。在引用 IEC 6134721 燈的控制裝 置第 1 部分 :一般要求和安全要求條款時規定了條款 的適用范圍和各項試驗的實施順序 ,還規定了必要的 補充要求。除給出與 LED 模塊用直流或交流電子控 制裝置有關的術語和定義外 ,規定了對試驗樣品數量 的補充要求、根據防電擊保護措施的分類方法、強制性標志和補充標志、對防止意外接觸帶電部件的補充 要求、防潮與絕緣的補充要求、介電強度的補充要求、 變壓器加熱試驗要求、控制裝置在異常狀態下的檢驗 方法、對結構的補充要求等 ,并在附錄中給出 LED 模 塊用獨立式安全特低電壓直流或交流電子控制裝置 的特殊補充要求。

      (4) IEC 62384 : Performance of controlgear for LED modules D. C. or A. C. supplied electronic controlgears for LED modules2Performance requirements

      發光二極管模塊用交/ 直流電子控制裝置 性能 要求 

      該標準規定了使用 250V 以下直流電源和 50Hz 或 60Hz ,1 000V 以下交流電源 ,其工作頻率不同于電 源頻率的電子控制裝置的性能要求。主要技術要求 包括 :試驗的說明、分類、標志、輸出電壓和電流、線路 總功率、電源電流、生頻阻抗、異常條件下的工作試 驗、耐久性等。此外 ,在附錄中規定了試驗的一般要 求、容性負載的測量和聲頻阻抗的測量等要求。 

      在這些標準中 , IEC 608382222、IEC 6134722213 和 IEC 62384 已轉換為正式標準出版 ; IEC 62031 仍在修 訂中。 CIE 已制定了一些 LED 測量方面的標準 ,一些標 準正在制定之中 , 部分標準將作為 CIE/ ISO 以及CIE/ IEC 的聯合標準 ,以統一國際間 LED 的測量問 題。CIE 有關 LED 標準的出版物有 :

       (1) CIE 127 :Measurement of LEDs LED 測量方法

       (2) CIE/ ISO standards On LED intensity measur2 ements CIEΠISO LED 強度測試標準 

5  我國的照明 LED 標準發展規劃 

      隨著照明 LED 技術的迅速發展和“半導體照明 工程”項目的進展實施 ,我國將逐步完善照明 LED 標 準體系 ,制訂并貫徹實施照明 LED 的相關標準 ;建立 規范的照明 LED 評價與測試中心 ,為產品測試、評 價 ,以及產業發展提供服務和支撐。預計在未來 1~ 2 年內將完成幾項當前急需制定的照明 LED 國家標 準項目的報批稿。希望在標準化機構、檢測機構、研 究機構和生產企業的共同努力下 ,盡早建立一套既能 夠適應我國 LED 照明產品的技術發展、又能與國際 標準相接軌的照明 LED 的國家標準 ,使之引導和規 范我國半導體照明產業的發展 ,加速照明 LED 的技 術進步及其推廣應用。 (


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