吳蔚華

（國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，北京 100015）

目前，節(jié)能環(huán)保是國際主題，各國都在進行各類節(jié)能技術的研發(fā)、推廣，宣傳節(jié)能環(huán)保，鼓勵消費者使用節(jié)能產(chǎn)品。平板電視機作為主要的消費電子類家用電器，在很多國家都有明確的節(jié)能要求，如美國能源之星、歐洲Energy Labelling、澳大利亞的MEPS和中國的能效標識制度等。這些節(jié)能要求都屬于強制性要求，旨在對相應市場上銷售的電視產(chǎn)品的節(jié)能效果進行監(jiān)管，從而促進電視產(chǎn)品節(jié)能技術的發(fā)展，提升產(chǎn)品的節(jié)能水平，為社會減少能源消耗。電視產(chǎn)品在工作狀態(tài)時功率消耗最大，各國的工作狀態(tài)功耗有對應的技術參數(shù)要求和測量方法。

1 工作狀態(tài)功率測量方法

國際上電視產(chǎn)品推廣比較廣泛的能耗標識制度主要包括美國的能源之星（ENERGY STAR）認證、歐洲Energy Labelling和澳大利亞的MEPS（MINIMUM ENERGY PERFORMANCE SYSTEM）認證。這3個能耗標識制度都有各自的能耗標識、技術要求和測量方法。3個標識制度中涉及的工作狀態(tài)功耗（on-mode Power Consumption）的測量方法都是基于IEC 62087音頻、視頻和相關設備的功率消耗測量方法版本3.0（Methods of Measurement for the Power Consumption of Audio，Video and Related Equipment Edition 3.0）[1]。IEC 62087 Edition 3.0是針對音視頻產(chǎn)品的能耗測量方法，包括了電視機、機頂盒、視盤機和功率放大器等音視頻設備。

電視產(chǎn)品工作狀態(tài)功率（on（average）Mode Power Consumption）測量方法適用于所有用于接收、顯示的電視設備，接收方式涵蓋了各種地面、有線和衛(wèi)星傳輸方式，圖像格式以產(chǎn)品可以接收、顯示的格式為主，包括標準清晰度和高清晰度圖像。

1.1 測量狀態(tài)

測量時，產(chǎn)品設置在出廠模式，亮度、對比度和背光均放置在出廠位置。如果開機運行后需要選擇一個圖像模式，選擇標準模式（Standard Mode）或與其相當?shù)哪Ｊ?，如果沒有，就選擇第一個模式。同時設置在全屏顯示模式下。音量放置在音頻輸出功率為50 mW的位置。

附加功能如果可以選擇，必須關閉。對于具有自動背光控制功能（Automatic Brightness Control）的產(chǎn)品，要關閉該功能；如果不能關閉，測量時要在光感應器處施加至少300 lx的光照。

1.2 測試信號

測試信號包括靜態(tài)信號（Static Video Signal）、動態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號（Dynamic Broadcast-content Video Signal）和網(wǎng)絡內(nèi)容視頻信號（Internet-content Video Signal）。

靜態(tài)信號有3種信號，包括全黑場信號、全白場信號、彩條信號和三垂直條信號。動態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號由典型廣播電視內(nèi)容組成，持續(xù)時間為10 min。網(wǎng)絡內(nèi)容的視頻信號由典型的網(wǎng)絡內(nèi)容組成，持續(xù)時間為10 min。

1.3 測量方法

測量每種測試信號下的工作狀態(tài)功率，此時產(chǎn)品在默認狀態(tài)下，自動背光控制關閉或無自動背光控制功能。

1）靜態(tài)信號的功率

分別測量電視接收顯示3種靜態(tài)信號時的功率，得

式中：Pb為全黑場信號下產(chǎn)品的功率；Pw為全白場信號下產(chǎn)品的功率；Pc為彩條信號下產(chǎn)品的功率；Pt為三垂直條信號下產(chǎn)品的功率；Po_static為產(chǎn)品使用靜態(tài)信號時的工作狀態(tài)功率。

2）動態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號的功率

測量電視接收顯示動態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號時的工作狀態(tài)功率Po_broadcast。

3）網(wǎng)絡內(nèi)容視頻信號的功率消率

測量電視接收網(wǎng)絡內(nèi)容視頻信號時的工作狀態(tài)功率為Po_internet。

如果產(chǎn)品在默認狀態(tài)下，自動背光控制開啟，測量時，在光感應器處加至少300 lx的光強，獲得產(chǎn)品在各種測試信號下的工作狀態(tài)功率Pabc_static，Pabc_broadcast和Pabc_internet。

2 國外能耗標識制度技術要求

2.1 能源之星技術要求

美國能源之星電視產(chǎn)品技術要求現(xiàn)行有效版本為5.3 ENERGY STAR?Program Requirements Product Specification for Televisions Eligibility Criteria Version 5.3[2]。該版本對工作狀態(tài)功率的技術要求（On Mode Requirements）如下：

1）對于默認狀態(tài)自動背光控制開啟的產(chǎn)品，工作狀態(tài)功率按照以下公式計算，并應小于等于表1的要求。

式中：PON為產(chǎn)品工作狀態(tài)功率；Po_broadcast為產(chǎn)品光感應器處加載至少300 lx光照時的功率；Pabc_broadcast為環(huán)境光照度為0 lx時的功率。

2）對于不提供自動背光控制功能，或默認狀態(tài)自動背光控制關閉或可關閉的產(chǎn)品，工作狀態(tài)功率應小于等于表1的要求。

表1 工作狀態(tài)功率的最大要求

測量時，依據(jù)IEC 62087規(guī)定的測量狀態(tài)和動態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號測量Po_broadcast和Pabc_broadcast。

此外，在規(guī)定工作狀態(tài)功率限值的同時，規(guī)定了產(chǎn)品的亮度要求，要求產(chǎn)品默認狀態(tài)圖像模式的亮度值應大于等于最亮圖像模式的亮度值的65%。

2.2 歐洲Energy Labelling技術要求和能效標識

1）技術要求

歐 洲 的 Energy Labelling（Supplementing Directive 2010/30/EU of the European Parliament and of the Council with regard to energy Labelling of televisions[4]）制度是以能源效率等級（Energy Efficiency Index，EEI）劃分的，共分為10個等級，技術要求如表2所示。其中A+++最節(jié)能，G等級為最低能源效率能級。

表2 電視能源效率等級

電視產(chǎn)品在獲得能源效率等級的同時，要計算出年耗電量。能源效率等級和工作狀態(tài)年耗電量按照式（3）、式（4）、式（5）計算

式中：E為產(chǎn)品工作狀態(tài)的年耗電量；A為可視圖像面積；P為電視產(chǎn)品的工作狀態(tài)功率；Pbasic為產(chǎn)品的基礎消耗功率；對只有一個高頻頭且無硬盤的電視產(chǎn)品，Pbasic取20 W；對帶硬盤的電視產(chǎn)品，Pbasic取24 W；對帶兩個或多高頻頭的電視產(chǎn)品，Pbasic取24 W；對帶兩個或多高頻頭且?guī)в脖P的電視產(chǎn)品，Pbasic取28 W；對電視顯示器，Pbasic取15 W。

測量時，依據(jù)IEC 62087規(guī)定的測量狀態(tài)和動態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號測量P。

同樣地，規(guī)定了產(chǎn)品的亮度要求，要求產(chǎn)品默認狀態(tài)圖像模式的亮度值應大于等于最亮圖像模式的亮度值的60%。

2）能效標識

歐洲的能效標識上應注明制造商名稱、商標、型號、能源效率等級EEI、工作狀態(tài)功率P、工作狀態(tài)年耗電量E和可視圖像對角線尺寸。

2.3 澳大利亞MEPS技術要求

1）技術要求

澳大利亞的MEPS標準為AS/NZS 62087.2.2：2010 Minimum energy performance standards（MEPS）and energy rating label requirements for television sets[5]，測量方法依據(jù)AS/NZS 62087.1 Power Consumption of Audio，Video and related equipment Part 1：Methods of Measurement[6]。

AS/NZS 62087.1與IEC 62087規(guī)定的測量狀態(tài)、測量信號和測量方法是一致的，屬于等同采用。

AS/NZS 62087.2.2規(guī)定的產(chǎn)品默認狀態(tài)圖像模式的亮度值應大于等于最亮圖像模式的亮度值的50%。

AS/NZS 62087.2.2是通過計算年功率消耗PAEC，獲得星級等級SRI（STAR RATING INDEX），如式（6）

式中：CEC為相對能源消耗；PAEC≤1.1×CEC；CEC為基準能源消耗，CEC=127.75+0.1825×屏幕面積（cm2）；ERF為能源等級系數(shù)，取20%或0.2。

星級等級要求如表3所示。

年消耗功率PAEC的計算公式為

表3 星級等級要求

AS/NZS 62087.2.2對PAEC提出了技術要求，分為Tier1和 Tier2。Tier1的要求為PAEC≤基準值+0.1825×屏幕面積，基準值=127.75 kW·h；Tier2的要求為PAEC≤基準值+0.1168×屏幕面積，基準值=81.76 kW·h。

2）能效標識

澳大利亞的能效標識上應注明商標、型號、工作狀態(tài)年功率消耗PAEC和星級等級SRI。

3 國內(nèi)外標準評價體系對比

中國平板電視機產(chǎn)品的能效標準采用GB 24850—2010《平板電視機能效限定值及能效等級》，其他文獻資料里已經(jīng)進行了詳盡介紹，這里不再贅述。中國的能效標識上應注明商標、型號、能效指數(shù)和被動待機功率。

第一，對比國內(nèi)外電視產(chǎn)品的節(jié)能標準，評價體系存在很大差異。美國能源之星標準直接評價產(chǎn)品的功率，歐洲Energy Labelling提出能源效率的概念，是通過公式計算獲得的，是實際的消耗功率與基準功率的比值；澳大利亞MEPS是考核年耗電量，通過計算得出星級等級。所以從本質(zhì)上來說，國外的節(jié)能標準都是考核電視產(chǎn)品工作狀態(tài)的能源消耗。中國的能效標準的評價體系是用包含亮度和功耗因素的“能效指數(shù)”作為評價參數(shù)，直觀地反映出平板電視機的電光轉換效率[6]。

第二，產(chǎn)品的測量狀態(tài)的差異。國外的節(jié)能標準基本沿用了IEC 62087的測量方法，在產(chǎn)品的默認狀態(tài)下進行測量，并推薦或要求制造商使用家用模式（Home Mode）作為電視產(chǎn)品默認狀態(tài)的圖像模式。中國的能效標準規(guī)定了產(chǎn)品的工作狀態(tài)，即產(chǎn)品恢復出廠設置后，顯示極限八灰度圖像，調(diào)整亮度和對比度，將電視調(diào)整到可以準確表現(xiàn)灰階層次的狀態(tài)，且這個狀態(tài)是相對唯一的。

國內(nèi)外節(jié)能標準的相同之處在于測量工作狀態(tài)的功率消耗時，采用IEC 62087規(guī)定的動態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號。

4 未來標準應考慮的問題

隨著電視技術的發(fā)展，特別是數(shù)字電視技術的發(fā)展，電視已經(jīng)不再單純具備產(chǎn)生聲音圖像的功能，越來越智能化，不但可以顯示2D畫面，還可以顯示3D圖像，此外可以實現(xiàn)信息的交互（上傳、下載）、網(wǎng)絡漫游、游戲和在線音視頻等多種應用。但是筆者認為，作為電視產(chǎn)品，主要功能是產(chǎn)生圖像和聲音，所以能耗或能效標準只需考核其作為電視功能時的功率消耗，其他都是附加功能。所以顯示3D圖像和進行信息交互時的功率消耗是未來標準應該考慮的內(nèi)容。目前的能源之星針對交互電視（Hospitality Television）在進行信息下載模式（Download Acquisition Mode）時的功率消耗提出了技術要求，并給出了測量方法；澳大利亞標準在計算年耗電量時也加入了對主動待機狀態(tài)時進行信息下載的功率消耗的考慮。

此外，目前的電視產(chǎn)品增加了很多提高畫質(zhì)的技術，如動態(tài)背光技術、local dimming技術等，這些技術在改善畫質(zhì)的同時帶來了功耗的降低，技術變化帶來了節(jié)能效果。但從中國能效標準測量角度出發(fā)，這些技術在測量動態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號時改變了樣機狀態(tài)，改變了背光、亮度和對比度設置，已經(jīng)不是調(diào)整完極限八灰度后的樣機狀態(tài)。所以未來能效標準修訂過程中應考慮這些技術對能效測量的影響。

[1]IEC 62087，Methods of measurement for the power consumption of audio，video and related equipment[S].2002.

[2]Program requirements product specification for televisions Eligibility Criteria Version 5.3[EB/OL].[2012-06-16].http://www.energystar.gov/ia/partners/prod_development/revisions/downloads/television/V5.3_Program_Requirements.pdf.

[3]Supplementing directive 2010/30/EU of the european parliament and of the council with regard to energy labelling of televisions[S].2010.

[4]AS/NZS 62087.2.2：2010，Minimum energy performance standards（MEPS）and energy rating label requirements for television sets[S].2010.

[5]AS/NZS 62087.1，Power consumption of audio，video and related equipment Part 1：Methods of measurement[S].2010.

[6]阮衛(wèi)泓.GB 24850—2010《平板電視機能效限定值及能效等級》標準解析[J].電視技術，2010，34（12）：149-153.