李 蘊，陳 凱，楊志豪

(江門出入境檢驗檢疫局，廣東 江門 529000)

普通照明用電光源壽命標準比對及趨勢分析

李 蘊，陳 凱，楊志豪

(江門出入境檢驗檢疫局，廣東 江門 529000)

介紹各類常用電光源標準的壽命定義及技術要求，通過比對分析和差異研究，探討電光源壽命評估的變化趨勢，為更加科學高效的電光源壽命評估提供理論支持。

電光源；壽命；標準比對

引言

照明用電光源的壽命不僅是消費者重點關注的性能指標，也是評價電光源質量的重要參數(shù)。目前，市場上經常看到聲稱壽命50 000 h甚至100 000 h的LED光源產品，而在用戶的使用中卻發(fā)現(xiàn)此類LED光源產品質量不盡如人意[1]。本文選取具有代表性的電光源——白熾燈、節(jié)能燈、高壓鈉燈和LED，對其壽命標準比對研究，探討電光源壽命評價的發(fā)展趨勢。

1 電光源標準現(xiàn)狀

電光源主要分為四大類：白熾燈、低壓氣體放電燈、高壓氣體放電燈(HID)和LED。目前這些類型的電光源在市場上并存，滿足不同照明需求，但隨著節(jié)能環(huán)保要求的提升，LED逐漸成為主流，白熾燈則逐步退出市場。

目前，我國已經頒布的電光源國家標準涵蓋基礎標準、方法標準、性能標準和安全標準，形成了完整的電光源標準體系：

1)壽命要求以推薦標準為主。不同于安全標準的強制性，電光源性能多為推薦性標準，不具有強制性，生產企業(yè)可以自主決定是否采用相關標準，推薦性標準通用性較強，使用起來更加靈活、寬裕，有較強的市場適應性。

2)電光源標準更新加快。隨著電光源產品不斷推陳出新，包括LED、無極燈的國家標準不斷推出，新標準的發(fā)布也從側面反映了電光源的發(fā)展變化規(guī)律，早期電光源產品已基本成熟，新型電光源產品還在不斷發(fā)展壯大。表1列出代表性產品的現(xiàn)行標準名稱、發(fā)布及實施時間。

表1 電光源標準Table 1 Standard of light source

2 電光源壽命定義

國家標準對電光源的壽命有明確要求，但由于每類電光源發(fā)光原理不同，壽命的定義和測試方法存在著區(qū)別，表2列出上述有代表性電光源產品標準的壽命定義。

表2 電光源標準對壽命定義Table 2 Definition in the Standard of light Source

標準對各類電光源壽命的定義既有相通之處，又存在著一定的區(qū)別。對比各電光源壽命的定義可知，標準對于壽命定義一般分為兩個方面：單個電光源壽命和整體統(tǒng)計壽命。

1)單個電光源壽命。單個電光源壽命衡量的是確定的一個電光源的壽命情況，但是實際生產中，不可能對每一個電光源都進行相應壽命試驗，因此整體統(tǒng)計壽命就更具有現(xiàn)實意義。

2)整體統(tǒng)計壽命。整體統(tǒng)計壽命又分為中值壽命、平均壽命等，它是對一定數(shù)量的電光源進行壽命試驗得到的統(tǒng)計值，代表了抽樣測試產品的壽命分布情況和整體狀況。

3 電光源壽命技術要求

標準對各類電光源壽命有著具體的技術要求，包含了壽命、光通維持、顏色漂移和開關試驗等，表3列出了標準對壽命的具體技術要求。

表3不僅列出了壽命的標準要求，同時也列出了與壽命相關的光通維持率、顏色漂移和開關試驗的要求。標準對光通維持率和壽命做了詳細規(guī)定，整體上的技術要求是類似的，不同的是具體指標上的差異。

1)壽命和光通維持率。通常壽命終了(失效)是用光通維持率來進行判定，不同電光源要求不同，白熾燈光通維持率要求不小于74%，節(jié)能燈、金鹵燈和LED燈不小于70%，這些限值都是根據(jù)電光源不同特性而制定的。光通維持率試驗分為全周期壽命試驗和推算壽命試驗。白熾燈和節(jié)能燈壽命較短，采用全周期壽命試驗可以接受。但LED壽命非常長，理論上可達100 000 h，進行全壽命周期的實驗不太現(xiàn)實[6]，所以LED一般通過3 000 h(6 000 h)老化試驗，獲取試驗周期內不同時間段的光通維持率，通過數(shù)學模型來進行壽命推算。為了加快試驗進程縮短試驗時間，目前正在研究加速壽命試驗方法，通過在試驗過程中，施加溫度、電應力等方式，比如高溫、高壓，然后建立適當數(shù)學模型，進行數(shù)據(jù)推算，最后得出產品在正常使用條件下的壽命，進一步加快試驗進程。

2)顏色漂移和開關試驗。從表3可知，技術要求中差異非常明顯的是對顏色漂移和開關試驗的要求。白熾燈、節(jié)能燈和金鹵物燈對顏色漂移都沒有要求。但LED新增了顏色漂移的限值，顏色漂移是燈燃點至3 000 h(6 000 h)的平均顏色坐標相對于初始顏色坐標的漂移。雖然標準并未將顏色漂移列為壽命判定條件，但是對顏色的要求也更為嚴格。對于開關試驗，LED對循環(huán)次數(shù)有明確要求，而白熾燈和金鹵燈并無要求。節(jié)能燈在更新后的2013版增加了開關試驗的要求，2002版并未有此要求。可見，近年來標準對電光源壽命的要求正在逐漸增強，評估參數(shù)更加科學。

表3 電光源標準對壽命技術要求Table 3 Requirement of life in the Standard of light source

4 發(fā)展趨勢

隨著科技的發(fā)展，電光源從單一的白熾燈發(fā)展為現(xiàn)在多姿多彩的各種電光源，滿足了人們不同的照明需求，電光源的使用壽命有了質的飛越。對電光源壽命的評價體系和方法也經歷了一個發(fā)展豐富的過程，我們無法對未來做出預測，但是通過以上的比對分析，我們至少可以得出今后電光源壽命評價的一些趨勢。

1)采用加速壽命測試方法。電光源壽命越來越長，顯然無法對電光源全壽命周期進行老化測試。并且現(xiàn)在技術發(fā)展和產品創(chuàng)新日新月異，市場變化莫測，長時間的壽命測試增加了企業(yè)的時間和成本，很可能錯過商機，顯然不適合市場要求。這就迫切要求在保證對電光源壽命評估結果準確的基礎上，創(chuàng)新電光源壽命測試方法，通過加速壽命測試達到縮短測試時間的目的。

2)增強和完善技術要求。從各類電光源標準的技術要求發(fā)展變化可知，對電光源壽命的技術要求是逐漸增強，壽命評價參數(shù)不斷增加，不單是滿足光通維持率的單一評估，顏色漂移、開關試驗正在逐步成為衡量光源壽命的重要參數(shù)，建立光電色熱模型對電光源壽命綜合評估的研究正在成為主要研究方向。

3)提高國際標準采用比例。國際標準具有國際公認的科學性，代表著全世界各領域比較先進的技術水平。特別是在電光源領域，合理采用IEC(國際電工技術委員會)和CIE(國際照明協(xié)會)等國際標準對國內生產、進出口貿易有著顯著的積極意義。不僅可以提高產品質量，而且可以增強我國電光源產品的國際競爭力?？梢灶A見，今后我國電光源標準采用國際標準的比例將會繼續(xù)提高。

[1] 高金環(huán)，張磊，高兆豐，等.LED光源壽命評估方法探討[J].半導體檢測與設備，2013，38(12):946.

[2] 家庭和類似場合普通照明用鎢絲燈性能要求：GB/T 10681—2009 [S].北京：中國標準出版社，2009.

[3] 普通照明用自鎮(zhèn)流熒光燈性能要求：GB/T 17263—2013[S].北京：中國標準出版社.2014.

[4] 金屬鹵化物燈(鈧鈉系列)：GB/T 18661—2008[S].北京：中國標準出版社，2008.

[5] 普通照明用非定向自鎮(zhèn)流LED燈性能要求：GB/T 24908—2014 [S].北京：中國標準出版社，2014.

[6] 陳凱，楊志豪，李蘊，等.照明產品檢測及認證[M].西安：西安電子科技大學出版社，2016.

Standard Comparison and Trend Analysis of Light Source Life for General Lighting

LI Yun, CHEN Kai, YANG Zhihao

(JiangmenEntry-exitInspectionandQuarantineBureau,Jiangmen529000,China)

Based on introduction of the main light source life defined and technical requirements in the standards, the paper respectively compares the differences and similarities of the requirements,summarized the development trend of change with the life assessment of the light source, for a more scientific and efficient lighting source of life assessment and provide theoretical support.

light source; life; standard comparison

國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局科研項目基金支持(2016IK062)

TM923

A

10.3969/j.issn.1004-440X.2017.02.017