劉 影 蘇振標(biāo)

（廣州特種機(jī)電設(shè)備檢測研究院國家防爆設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 廣州 510760）

引言

2019年10月1日，歐盟頒布了新的關(guān)于光源及獨(dú)立式燈控制裝置的ERP指令—（EU）2019/2020，將于2021年9月1日強(qiáng)制實(shí)施。這個(gè)指令整合了所有關(guān)于照明產(chǎn)品的ERP指令的要求，并將取代這些指令：（EC）244/2009（非定向燈泡的生態(tài)設(shè)計(jì)要求）、（EC）245/2009（熒光燈、高壓放電燈及其鎮(zhèn)流器的生態(tài)設(shè)計(jì)要求）和（EU）1194/2012（定向燈泡、LED燈泡和相關(guān)設(shè)備的生態(tài)設(shè)計(jì)要求）。與現(xiàn)行的指令相比，新指令在要求和測試方面都有比較大的變化。本文解析了指令（EU）2019/2020的要求，并結(jié)合現(xiàn)行指令的要求，分析新的ERP指令對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的影響，為出口歐洲的燈具生產(chǎn)及經(jīng)銷企業(yè)做參照。

1 指令范圍

1.1 適用產(chǎn)品

指令（EU）2019/2020適用的產(chǎn)品類型有光源和獨(dú)立式控制裝置[1]。在燈具產(chǎn)品中包含的光源和獨(dú)立式控制裝置也適用。這里的“光源”是指打算釋放光的、電氣供電的光源，使用白熾燈、熒光燈、高壓放電燈、LED或者OLED，或者它們的組合。并需符合下面條件：

1）色坐標(biāo)x和y在下面的范圍：

0.270

2.317 2x2+2.365 3x-0.219 9

2）每mm2發(fā)光表面面積的光通量小于500 lm；

3）光通量在60 lm到82 000 lm之間；

4）顯色指數(shù)（CRI）>0 。

另外不滿足1）條件的高壓鈉燈也在本指令范圍內(nèi)。

這里的“光源”不包含如下的產(chǎn)品：

1）LED晶元或者LED芯片；

2）LED封裝；

3）包含光源的產(chǎn)品，光源可以從產(chǎn)品中移開檢驗(yàn)；

4）光源內(nèi)的發(fā)光部件，這些部件不能從光源中移開檢驗(yàn)。

1.2 不適用產(chǎn)品

本指令不適用在下面這些環(huán)境及設(shè)備中應(yīng)用的產(chǎn)品：在爆炸性氣體環(huán)境使用；應(yīng)急使用；放射及核醫(yī)學(xué)設(shè)備；軍事民防機(jī)構(gòu)里的設(shè)備、車輛、海上設(shè)備或者航空器；機(jī)動(dòng)車及其拖車?yán)锩娴?、可更換的牽引設(shè)備、元件；非道路移動(dòng)機(jī)械；可替換設(shè)備（包含在指令2003/42/EC里面）以及農(nóng)林業(yè)交通工具（包含在EU指令 167/2013里面）；民用航空器；軌道交通工具照明；海上設(shè)備；醫(yī)療設(shè)備。

本指令也不包含這些產(chǎn)品：功率≤13 W的雙端T5熒光燈；電子顯示屏；電池供電的光源和獨(dú)立式控制裝置；光譜和光度測量用的光源；在自行車上和其他非機(jī)動(dòng)交通工具上的光源和獨(dú)立式控制裝置。

1.3 只需要符合產(chǎn)品信息要求的產(chǎn)品

如果光源或者獨(dú)立式控制裝置的應(yīng)用符合下面至少一個(gè)條件，那么只需要符合產(chǎn)品信息的要求：

1）信號(hào)燈（包括但不限于道路、鐵路、海上或者空中交通信號(hào)，交通控制燈或者飛機(jī)場燈）；

2）圖像捕捉和圖像投影（包括，但不限于復(fù)印、打?。ㄖ苯踊蛘哳A(yù)處理）、平板印刷、電影和視頻投影、全息攝影）；

3）有效的紫外功率大于2 MW/klm的、高紫外含量的光源；

4）輻射峰值在253.7 nm左右的，打算用于殺菌（破壞DNA）的光源；

5）在250～315 nm的輻射能量占250～800 nm的總輻射能量的5 %以上，或者在315～400 nm的輻射能量占250～800 nm的總輻射能量的20 %以上，打算用于消毒或者蒼蠅誘捕；

6）初始目的是在185.1 nm附近發(fā)出輻射光的，用來產(chǎn)生臭氧的光源；

7）在400～480 nm的輻射功率占在250～800 nm發(fā)出的總輻射功率40 %或以上的，用于珊瑚藻的光源；

8）在250～400 nm的輻射功率占250～800 nm發(fā)出的總輻射功率80 %或以上的，用于日光浴的熒光燈光源；

9）在250～400 nm的輻射功率占250～800 nm發(fā)出的總輻射功率40 %或以上的，用于日光浴的高壓放電燈光源；

10）光合效率>1.2 μmol/J，和/或在700～800 nm的輻射功率占250～800 nm發(fā)出的總輻射功率25 %或者以上的，用于園藝的光源；

11）色溫（CCT）>7 000 K的，打算用于高色溫要求應(yīng)用的高壓放電燈；

12）光束角小于10°的，用于要求非常窄的光束角的局部照明的光源；

13）燈頭為 G9.5，GX9.5，GY9.5，GZ9.5，GZX9.5，GZY9.5，GZZ9.5，K39d，G9.5HPL，G16d，GES/E40（低壓（24 V）只對(duì)銀冠），GX16，GX16d，GY16，G22，G38，GX38，GX38Q，P28s，P40s，PGJX28， PGJX36，PGJX50的鹵鎢燈，光通量>12 000 lm的R7s燈，QXL（快速替換鹵素?zé)簦?，打算用于電影工作室，電視工作室，和攝影工作室照明的，或者用于劇場，舞廳，音樂會(huì)或者其他娛樂活動(dòng)照明的；

14）可以設(shè)置為至少表1清單列出的顏色的可變色光源，并且在主波長的最小的興奮純度如表1要求，用于高質(zhì)量彩色環(huán)境的；

15）帶有單獨(dú)的校準(zhǔn)證書的，其校準(zhǔn)證書詳細(xì)說明了在特定的條件下光源的精確的輻射通量和/或光譜，打算用于光度校準(zhǔn)的光源（例如波長，光通量，色溫，顯色指數(shù)），或者用于實(shí)驗(yàn)室使用，或者用于評(píng)估在標(biāo)準(zhǔn)視覺條件的彩色表面和材料的質(zhì)量控制（例如標(biāo)準(zhǔn)光源）；

表1 可變色光源

16）提供給光敏感病人使用的，基于處方說明在藥店和其他授權(quán)點(diǎn)（例如殘障人士產(chǎn)品供應(yīng)點(diǎn)）售賣的光源；

17）滿足下面所有 條件的白熾燈光源（不包含鹵鎢燈光源）：功率≤40 W，長度≤60 mm，直徑≤30 mm，宣稱適用的工作環(huán)境溫度≥300 ℃，打算用于例如烤箱的高溫度應(yīng)用；

18）滿足下面所有條件的鹵鎢燈：燈頭為G4，GY6.35或者 G9，功率≤60 W，宣稱適用的工作環(huán)境溫度≥300 ℃，打算用于例如烤箱的高溫度應(yīng)用；

19）帶有刀口式觸點(diǎn)，金屬接片，導(dǎo)線，編織線或者非標(biāo)定制電氣接合的，特別是設(shè)計(jì)成工業(yè)或者專業(yè)電加熱設(shè)備使用的鹵鎢燈光源（例如PET工業(yè)的吹模過程，3D打印，粘合，上油墨，繪畫和涂層硬化）；

20）滿足下面所有條件的鹵鎢燈光源：燈頭為R7s，色溫（CCT）≤2 500 K，長度不在75～80 mm和110～120 mm范圍內(nèi)，特別是設(shè)計(jì)成工業(yè)或者專業(yè)電加熱設(shè)備使用的鹵鎢燈光源（例如PET工業(yè)的吹模過程，3D打印，粘合，上油墨，繪畫和涂層硬化）；

21）直徑為16 mm（T5）,2G11 4腳基座，CCT=3 200 K、并且色坐標(biāo)x=0.415，y=0.377，或者CCT=5 500 K/并且色坐標(biāo)x=0.330，y=0.335的單端熒光燈（CFLni），特別是設(shè)計(jì)成傳統(tǒng)電影制作的錄影和視頻應(yīng)用；

22）LED或者OLED光源，符合指令2001/84/EC“藝術(shù)創(chuàng)作作品”的定義，為藝術(shù)家自己制作，限制數(shù)量為10個(gè)以下；

23）白光光源，用于電影工作室，電視工作室，攝影工作室的場景照明的，或者用于劇場，舞廳，音樂會(huì)或者其他娛樂活動(dòng)照明的，并且滿足兩個(gè)或者更多的下面的技術(shù)參數(shù)：

—顯色指數(shù)（CRI）>90的LED；

—GES/E40，K39d燈頭的，可改變色溫到1 800 K（明亮的），使用低壓電源；

—180 W或者以上的LED,直接輸出到比發(fā)光表面小的一個(gè)區(qū)域；

—由功率（650 W）電壓（120 V），端子類型（壓力螺紋接線端子）定義為觀眾燈；

—白光雙色LED光源；

—熒光燈管：雙端T5管和雙端T12管，顯色指數(shù)（CCT）≥85，并且色溫為2 900，3 000，3 200，5 600或者6 500 K。

2 指令要求

2.1 能效要求

2.1.1 光源的能效要求

1）光源的最大允許功率通過下面公式計(jì)算：

式中：

η、L—光效閾值和終端損耗因子，如表2規(guī)定；

表2 光源的光效閾值η和終端損耗因子L值

C—矯正因子，如表3規(guī)定；

表3 光源的C值

F—能效因子，F(xiàn)=1（對(duì)于非定向光源）或者F=0.85（對(duì)于定向光源）；

R—CRI因 子，R=0.65（當(dāng)CRI≤ 25時(shí)）或者R=(CRI+80)/160（當(dāng)CRI>25時(shí)，保留兩位小數(shù)）；

φuse—有效光通量。

2）光源的最大待機(jī)功率（Psb）不能超過0.5 W；對(duì)于帶有數(shù)據(jù)連接的光源，連接到網(wǎng)絡(luò)的待機(jī)功率（Pnet）不能超過0.5 W。Psb和Pnet不能加在一起計(jì)算。

2.1.2 獨(dú)立式控制裝置的能效要求

在滿載條件下，獨(dú)立式控制裝置的最小能效應(yīng)符合表4的要求。

表4 獨(dú)立式控制裝置的最小能效

多功率的控制裝置應(yīng)根據(jù)最大的宣稱功率符合表4的要求。

獨(dú)立式控制裝置的無載功率Pno不應(yīng)該超過0.5 W，無載功率只適用于宣稱有無載模式的控制裝置。

獨(dú)立式控制裝置的待機(jī)功率Psb不應(yīng)該超過0.5 W。

數(shù)據(jù)連接的獨(dú)立式控制裝置的網(wǎng)絡(luò)待機(jī)功率Pnet不應(yīng)該超過0.5 W。Psb和Pnet值不能加在一起計(jì)算。

2.2 功能要求

光源的功能要求如表5。

表5 光源的功能要求

2.3 產(chǎn)品信息要求

2.3.1 在光源上要顯示的信息

對(duì)于所有的光源，應(yīng)該顯示有效光通量（lm）和色溫（K），對(duì)于定向光源，應(yīng)該顯示光束角。如果只有顯示兩個(gè)值的空間，應(yīng)該顯示有效光通量和色溫，如果只有顯示一個(gè)值的空間，應(yīng)該顯示有效光通量。

2.3.2 在包裝上要顯示的信息

對(duì)于光源，適用的話包裝需要顯示這些信息：有效lm；色溫；光束角；電氣接合信息。下面信息也建議顯示：電源類型；壽命；功率；待機(jī)功率；網(wǎng)絡(luò)待機(jī)功率；顯色指數(shù)；特殊使用條件；調(diào)光信息；汞含量；垃圾桶符號(hào)。

對(duì)于獨(dú)立式控制裝置，適用的話包裝應(yīng)顯示這些信息：最大輸出功率；光源類型；滿載能效；無載功率；待機(jī)功率；網(wǎng)絡(luò)待機(jī)功率；調(diào)光信息；制造商或進(jìn)口商信息。

2.3.3 在制造商，進(jìn)口商或者授權(quán)代表的網(wǎng)頁上應(yīng)該顯示的信息

對(duì)于獨(dú)立式控制裝置，適用的話下面信息應(yīng)該在網(wǎng)頁上顯示：包裝上顯示的信息；外部尺寸；重量；移開光控制部件和非照明部件的說明；可調(diào)光光源信息；壽命終了后怎樣丟棄的建議。

2.3.4 技術(shù)文檔

對(duì)于獨(dú)立式控制裝置，在網(wǎng)頁上顯示的信息也應(yīng)該在技術(shù)文檔中顯示。

2.3.5 關(guān)于特殊使用的產(chǎn)品的信息

關(guān)于1.3中排除的產(chǎn)品，需要在包裝，產(chǎn)品信息和廣告中說明其特殊的使用，技術(shù)文檔應(yīng)詳細(xì)列明使其排除在要求之外的技術(shù)參數(shù)。

2.4 市場監(jiān)管要求

在市場監(jiān)管中，將對(duì)光源類抽取10個(gè)樣品，獨(dú)立式控制裝置抽取3個(gè)樣品，測試并取算數(shù)平均值。宣稱值需要符合本指令的相關(guān)要求，測試的平均值與宣稱值的偏差不能超過表格6。

表6 市場監(jiān)管要求

對(duì)于長條形的光源，應(yīng)該取50 cm長度（或者接近）的樣品來測試。

2.5 耐久測試后的符合性

LED和OLED光源應(yīng)該做耐久測試，每個(gè)型號(hào)應(yīng)該測試10個(gè)樣品，測試方法如下：

2.5.1 環(huán)境條件和測試設(shè)置

1）開關(guān)循環(huán)測試房間的環(huán)境溫度為25±10 ℃，空氣流速應(yīng)該小于0.2 m/s。

2）測試樣品應(yīng)該在空氣中做開關(guān)循環(huán)測試，燈頭朝上。如果制造商或者進(jìn)口商聲明光源適合特殊的方向使用，那么應(yīng)該按照這個(gè)方向安裝。

3）開關(guān)測試的電壓偏差應(yīng)該在2 %以內(nèi)，電源總諧波應(yīng)該不超過3 %。市電供電的電源測試電壓為230 V，50 Hz。

2.5.2 耐久測試方法

1）初始光通量測量：在耐久開關(guān)循環(huán)測試前測量光源的光通量。

2）開關(guān)循環(huán)：光源工作1 200個(gè)開關(guān)循環(huán)，開關(guān)循環(huán)連續(xù)沒有間斷。一個(gè)完整的開關(guān)循環(huán)由150 min的開和30 min的關(guān)組成。記錄的工作時(shí)間只包含開的狀態(tài)的時(shí)間（3 000 h），總的測試時(shí)間應(yīng)該為3 600 h。

3）最終的光通量測量：在1 200個(gè)開關(guān)循環(huán)后，測試沒有失效的光源的光通量。如果多于一個(gè)光源失效，測試不合格。

4）最終的光通量除以初始的光通量，結(jié)果的平均值即為lm維持因數(shù)XLMF%。

3 新指令要求對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的影響

與現(xiàn)行指令對(duì)比，新的指令在范圍，能效要求，功能要求和產(chǎn)品信息要求方面都有或多或少不同。下面從能效要求和功能要求這兩個(gè)主要方面來討論新的變化帶來的影響。

3.1 能效要求

3.1.1 光源能效要求

對(duì)于光源的能效，新的指令和現(xiàn)行指令采用不同的計(jì)算方法?，F(xiàn)行的指令對(duì)于非定向燈，定向燈，熒光燈等光源均有不同的計(jì)算公式，而新指令統(tǒng)一了計(jì)算公式，施加不同的參數(shù)值。下面以市場上常見的產(chǎn)品自鎮(zhèn)流燈泡、LED燈泡、和熒光燈管為例，計(jì)算了新舊指令下對(duì)產(chǎn)品的具體參數(shù)要求。

3.1.1.1 自鎮(zhèn)流燈泡及LED燈泡

按照現(xiàn)行指令（EC）No 244/2009[2]，以市場上最常見的市電供電的非定向節(jié)能燈泡（不帶有任何數(shù)據(jù)連接功能、白光燈泡、無變色功能，螺口燈頭）為例，產(chǎn)品的最大功率應(yīng)不超過表7。

表7 燈泡的最大功率

分別根據(jù)新舊指令計(jì)算額定的光通量下，允許的產(chǎn)品的最大功率，可得表8。

表8 新舊指令最大功率對(duì)比

如表8可見，要求的功率有較大幅度的降低。根據(jù)目前市場上產(chǎn)品的宣稱數(shù)據(jù)，絕大部分的普通自鎮(zhèn)流燈泡將無法滿足新指令的要求，而很多LED燈泡是可以繼續(xù)滿足新指令的能效要求。

3.1.1.2 熒光燈管

按照現(xiàn)行指令（EC）No 245/2009[3]，對(duì)不同類型的熒光燈有不同的能效值的要求，而新指令要求的能效值需要由計(jì)算得出。以常見的直形熒光燈管為例（色溫假設(shè)為6 500 K，顯色指數(shù)為80），現(xiàn)行指令和新指令要求需要達(dá)到的光效對(duì)比見表9。

表9 新舊指令最低能效對(duì)比

由表9可見，對(duì)于熒光燈管的能效要求已經(jīng)降低，現(xiàn)有的符合要求的產(chǎn)品將不受影響。

3.1.2 控制裝置能效要求

對(duì)于控制裝置的能效，新指令的要求參數(shù)非常明確直觀如表格4，針對(duì)現(xiàn)在越來越多的智能照明產(chǎn)品，新指令對(duì)于網(wǎng)絡(luò)待機(jī)功率Pnet也提出了明確的要求。

3.2 功能要求

在功能要求方面，新指令取消了開關(guān)循環(huán)、上升時(shí)間、啟動(dòng)時(shí)間、早期失效率、功率因數(shù)等要求；增加了相移因數(shù)、頻閃和頻閃效應(yīng)的要求。并且除了顯色指數(shù)以外，其他的要求都只針對(duì)于LED和OLED光源。

在新指令的功能性要求中，其中l(wèi)m維持因數(shù)的要求有了較大變化?，F(xiàn)行指令（EU）No 1194/2012中[4]，要求LED光源在6 000 h耐久測試后的lm維持率不低于0.8，并且在60測試后存活率至少為0.9。這就是說，LED燈泡的壽命至少要達(dá)到6 000 h。在新指令中，要求耐久測試后的存活率至少為0.9，lm維持因數(shù)根據(jù)表3給出的公式計(jì)算，在不同的宣稱壽命時(shí)要求的lm維持因數(shù)也會(huì)相應(yīng)的不同， 如表10為根據(jù)公式的計(jì)算結(jié)果。

表10 不同壽命下要求的最小lm維持因數(shù)

新指令規(guī)定，耐久測試只進(jìn)行3 600 h，其中光源工作時(shí)間為3 000 h。也就是說，LED燈泡的宣稱壽命至少為3 000 h。如表10可見，宣稱的壽命越高，則耐久測試后需要達(dá)到的lm維持因數(shù)越高。而宣稱壽命較短的產(chǎn)品，將由市場選擇，而不在指令中直接淘汰。

在增加的要求中，相移因數(shù)類似于之前的功率因數(shù)，而頻閃和頻閃效應(yīng)為新增的要求。其中PstLM是短時(shí)間閃變值，覆蓋頻率為0.05～80 Hz，它對(duì)可見頻閃進(jìn)行評(píng)估，典型觀察時(shí)間是 10 min，模擬人眼對(duì)照度波動(dòng)的主觀視感，通過對(duì)于瞬時(shí)閃變視感度分級(jí)概率計(jì)算，對(duì)該段時(shí)間內(nèi)的閃變嚴(yán)重程度作出評(píng)估。以 PstLM=1 為限值，它表示在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件下，50 %的實(shí)驗(yàn)者(概率)剛好感到閃爍。當(dāng) P st ＞1 時(shí)，50 %以上的觀察者會(huì)感覺到頻閃。SVM 指數(shù)是對(duì)頻閃效應(yīng)進(jìn)行表征的參數(shù)，覆蓋頻段80～2 000 Hz，即在頻域空間，利用人眼的頻率響應(yīng)函數(shù)對(duì)頻域信號(hào)進(jìn)行歸一化，并采用 Minkowski公式統(tǒng)計(jì)計(jì)算 SVM 值，并以此判斷頻閃效應(yīng)的視見性。SVM =1時(shí)，剛好可見;SVM ＜1 時(shí)，不可見；SVM ＞1 時(shí)，可見[5]。

對(duì)于LED光源來說，頻閃的原因是供給LED的直流電流有一定交流紋波，由于交流紋波會(huì)周期性的變化，導(dǎo)致LED的電流有輕微的變化，從而最終使LED的發(fā)光有閃爍。那么要降低LED光源的頻閃，需要使LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)成穩(wěn)定的恒流源，盡量減少交流紋波。

4 總結(jié)

以上我們從范圍、能效要求、功能要求、產(chǎn)品信息要求、市場監(jiān)管要求等幾個(gè)方面全面分析了指令的要求，進(jìn)而分析了關(guān)鍵的要求對(duì)目前的產(chǎn)品可能帶來的沖擊和影響，希望能對(duì)制造企業(yè)設(shè)計(jì)改進(jìn)產(chǎn)品，以及實(shí)驗(yàn)室對(duì)產(chǎn)品的檢測提供參照。