樓潤瑜 吳俊杰 陳炳云 王水生 魏彧展 何光平 鐘 繼 朱浩冰 阮友亮 樓珂晶

LED照明用開關(guān)電源技術(shù)要求的研究

樓潤瑜 吳俊杰 陳炳云 王水生 魏彧展 何光平 鐘 繼 朱浩冰 阮友亮 樓珂晶

廈門出入境檢驗檢疫局

在充分研究國內(nèi)外“綠色電源”產(chǎn)品的技術(shù)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、方法和技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代化的電源技術(shù)，研究LED用及其他相關(guān)開關(guān)電源的技術(shù)措施，提高我國該類產(chǎn)品的技術(shù)含量和可靠性，增強(qiáng)國際競爭力，對推動綠色、環(huán)保、節(jié)能開關(guān)電源的應(yīng)用領(lǐng)域和高亮度LED運(yùn)用范圍，打開國際市場，有著劃時代的戰(zhàn)略意義。

LED照明用開關(guān)電源 技術(shù)法規(guī) 標(biāo)準(zhǔn) 方法

1 概述

LED用開關(guān)電源屬于電網(wǎng)電源供電的、額定電壓不超過600V的單路輸出式交流-直流外部電源，而室外用的LED開關(guān)電源比室內(nèi)用的環(huán)境更嚴(yán)酷，所以選室外用的LED開關(guān)電源作為研究的重點，更具代表性。

目前LED用開關(guān)電源沒有專門的標(biāo)準(zhǔn)，可參考GB 4943-2001或IEC 60950-1:2005標(biāo)準(zhǔn)來考核產(chǎn)品的安全；而室外用的LED開關(guān)電源的安全適用時可參考IEC 60950-22：2005標(biāo)準(zhǔn)來考核產(chǎn)品的附加安全。

由于室外用的LED開關(guān)電源的可靠性要求比較高，需要在設(shè)計、研制及生產(chǎn)階段做相應(yīng)的可靠性試驗，應(yīng)對可靠性試驗過程中觀測到的每一個失效的原因和后果進(jìn)行詳細(xì)的分析，并研究采取有效的矯正措施的可能性。具體的可靠性試驗總要求可參考GB 5080.1—1986 設(shè)備可靠性實驗試驗總要求（IEC 60605-1—1978）。

2 LED用開關(guān)電源涉及的技術(shù)要求

2.1 產(chǎn)品涉及的環(huán)境試驗

由于室外用LED開關(guān)電源使用過程可能面臨惡劣的環(huán)境，如低溫、高溫、潮濕、腐蝕、淋雨、長霉等，運(yùn)輸過程可能受到?jīng)_擊和振動，同時還要考慮儲存環(huán)境的影響。環(huán)境參數(shù)對產(chǎn)品的主要影響有：腐蝕、開裂、脆化，潮氣的吸附或吸收、氧化等。這些影響可導(dǎo)致材料的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化。

所以產(chǎn)品定型和研制過程可能需要經(jīng)受一系列的環(huán)境試驗，目前的試驗方法有：GB/T 2423.1-2001 、GB/T 2423.2-2001、GB/T 2423.3-1993 、GB/T 2423.4-1993 、GB/T 2423.5-1995、GB/T 2423.10-1995 、GB/T 2423.16-1999 、GB/T 2423.17-2008 、GB/T 2423.38-2005。

單一環(huán)境的影響情況見表1。

表1 單一環(huán)境的主要影響

而產(chǎn)品的試驗順序要按預(yù)期的目的和應(yīng)用情況來確定，具體見表2。

表2 試驗順序的目的和應(yīng)用

適用于大多數(shù)設(shè)備的一般試驗順序的例子見表3。

表 3 一般試驗順序舉例

2.2 產(chǎn)品涉及的安全要求

室外LED用開關(guān)電源，沒有專門的安全試驗標(biāo)準(zhǔn)，但從產(chǎn)品失效情況來看，很多是屬于結(jié)構(gòu)、溫升、爬電距離、電氣間隙、材料方面的問題。而 GB 4943-2001、IEC 60950-1:2005對電源有要求；而室外LED開關(guān)電源的安全適用時可參考IEC 60950-22：2005標(biāo)準(zhǔn)來考核產(chǎn)品的附加安全。可依據(jù)此類標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計和定型試驗。

2.3 產(chǎn)品涉及的EMC要求

因為室外工程用的LED用開關(guān)電源是屬于外部電源，可按信息技術(shù)類設(shè)備電磁兼容測試要求來試驗。

2.3.1產(chǎn)品相關(guān)的EMC檢測標(biāo)準(zhǔn)

國家標(biāo)準(zhǔn)、歐盟標(biāo)準(zhǔn)等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)，只有本版上的差異，美國標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)在測試項目和方法上都有很大區(qū)別。

2.3.1.1 國家標(biāo)準(zhǔn)：GB 9254-1998或GB 9254-2008、GB/T 17618-1998、GB 17625.1-2003 、GB 17625.2-2007 。

2.3.1.2 國際標(biāo)準(zhǔn)：CISPR 22:2006、CISPR 24：1997+A1：2001+A2：2002 、IEC 61000-3-2:2005+A1:2008 、IEC 61000-3-3:2008。

2.3.1.3 歐盟標(biāo)準(zhǔn)：EN 55022:2006、EN 55024：1998+A2：2003 、EN 61000-3-2:2006、EN 61000-3-3:1995 。

2.3.1.4 美國標(biāo)準(zhǔn)： FCC PART 15 RADIO FREQUENCY DEVICES

2.3.2產(chǎn)品相關(guān)的EMC檢測項目

2.3.2.1 GB 9254-2008即CISPR 22:2006、EN 55022:2006檢測項目有：電源端子騷擾電壓、輻射騷擾場強(qiáng)。

2.3.2.2 GB/T 17618即CISPR22、EN 55022檢測項目有：靜電放電抗擾度、射頻輻射場抗擾度、工頻磁場抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、射頻場感應(yīng)傳導(dǎo)抗擾度、浪涌抗擾度、電壓暫降和短時中斷抗擾度試驗。

2.3.2.3標(biāo)準(zhǔn)G B 17625.1即IEC 61000-3-2、EN 61000-3-2檢測項目有諧波電流發(fā)射。

2.3.2.4標(biāo)準(zhǔn)G B 17625.2即 IEC 61000-3-3、EN 61000-3-3檢測項目有電壓閃爍。

2.3.2.5美國標(biāo)準(zhǔn)FCC PART 15主要包含EMI部分項目，有電源端傳導(dǎo)騷擾電壓和輻射騷擾場強(qiáng)。

2.3.3 LED開關(guān)電源的EMC測試

LED開關(guān)電源的測試項目有電源端子騷擾電壓、輻射騷擾場強(qiáng)、靜電放電抗擾度、射頻輻射場抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、射頻場感應(yīng)傳導(dǎo)抗擾度、浪涌抗擾度、電壓暫降和短時中斷抗擾度、諧波電流發(fā)射和電壓閃爍。

2.4 產(chǎn)品涉及的能效要求

2.4.1我國對外部電源的能效要求

把交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為一個固定的、單路低壓直流或交流輸出電壓的額定輸出功率不大于250W的外部電源的能效應(yīng)滿足GB 20943-2007的規(guī)定，目前CQC將此類單路輸出式交流-直流和交流-交流外部電源節(jié)能產(chǎn)品列入了節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證實施規(guī)則，規(guī)則號為CSC/G1206-2005。

2.4.2歐盟公布EuP指令關(guān)于外部電源的實施措施草案及其改寫指令:《確立能源相關(guān)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計要求的框架》

2008年10月17日，歐盟生態(tài)設(shè)計法規(guī)委員會（Regulatory Committee）在EuP指令（2005/32/EC）第三次會議上公布了外部電源（External Power Supplies，EPS）的實施措施草案；2009年10月31日,歐盟委員會在其官方公報上公布了EuP指令(2005/32/EC)的改寫指令:《確立能源相關(guān)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計要求的框架》(2009/125/EC)(簡稱ErP),并在公布之日起20日生效。新指令正式生效后,將取代現(xiàn)行的EuP指令。新指令最鮮明的變化就是將原EuP指令中的耗能產(chǎn)品擴(kuò)展為能源相關(guān)產(chǎn)品(Energy-related Products，其他內(nèi)容沒有較大的變化。具體限值如下：

第一階段：實施措施生效后1年

(1) 無負(fù)載狀態(tài)：能源效率 < 0.50W

(2) 平均效率（Average active efficiency）

1.0W以下的產(chǎn)品，平均效率30.500*Po；

1.0W～51.0 W的產(chǎn)品，平均效率30.090*ln(Po)+0.5；

51.0 W以上的產(chǎn)品，平均效率30.850。

第二階段：實施措施生效后2年

(1) 無負(fù)載狀態(tài)下的能源效率應(yīng)小于表4的限值：

表4 無負(fù)載狀態(tài)下的能源效率限值

(2) 平均效率應(yīng)小于表5的限值：

表5 平均效率限值

2.4.3 LED開關(guān)電源的能效試驗

LED開關(guān)電源應(yīng)通過GB 20943-2007強(qiáng)制性檢驗項目。

2.5 產(chǎn)品涉及的有害物質(zhì)限制要求

產(chǎn)品的ROHS符合性評價滿足標(biāo)準(zhǔn)SN/T2002—2006的規(guī)定，適用時，還應(yīng)符合使用國家(地區(qū))有關(guān)技術(shù)法規(guī)對外部電源的環(huán)保、能效、性能等的規(guī)定。

歐盟在2006年7月1日開始正式實施ROHS指令(電氣電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令),屆時使用或含有鎘(Cd),鉛(Pb),汞(Hg),六價鉻(Cr6+)等四種重金屬,以及多溴苯(PBB),多溴二苯醚(PBDE)作為阻燃劑的電子電器產(chǎn)品將不允許進(jìn)入歐盟市場。根據(jù)指令，電子電器設(shè)備的均一材質(zhì)中鎘含量應(yīng)在質(zhì)量比的0.01%以下,其它物質(zhì)如鉛,汞, 六價鉻,多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚含量應(yīng)在質(zhì)量比的0.1%以下。

2.6 產(chǎn)品涉及的性能要求

性能滿足有關(guān)的規(guī)范要求，通常應(yīng)包括輸出電壓的準(zhǔn)確度、電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、輸出紋波、功率因素、效率等。

2.7 歐盟出臺的其他指令、法規(guī)和決議

2.7.1歐盟已出臺765/2008/EC和768/2008/EC兩項旨在嚴(yán)格CE標(biāo)志認(rèn)證規(guī)定的法規(guī)，以確保產(chǎn)品安全；

2.7.2 REACH 代表化學(xué)品注冊、評估、授權(quán)和限制的法規(guī)，歐盟目前公布了15種高關(guān)注度物質(zhì)；

2.7.3歐盟WEEE新修訂草案，WEED指令總的要求是企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品回收率要高；

2.7.4歐盟1348/2008/EC決議、2009/6/EC指令，歐盟作出此項決定的目的是保護(hù)人類健康和安全。相關(guān)企業(yè)需引起注意，通過調(diào)整配方、加強(qiáng)對成品及有關(guān)原材料檢測、開展對合格供貨商的評定等措施進(jìn)行應(yīng)對。

3 意義

本文研究總結(jié)了LED用開關(guān)電源適用的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求，為評估和審查新開發(fā)產(chǎn)品的設(shè)計安全、科學(xué)有效地監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)；對積極應(yīng)對技術(shù)貿(mào)易壁壘，幫助企業(yè)提高質(zhì)量管理水平、質(zhì)量控制能力以及破壁應(yīng)對能力，具有重大的指導(dǎo)意義。同時為今后國家局研究和制定“綠色電源”、“綠色電器”以及其他相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)措施和監(jiān)管措施提供了一個很好的第一手參考資料。

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