照明LED技术标准简述

      摘要：随着LED 技术的迅速发展和在照明领域的广泛应用,对照明用LED 相关标准的关注度日益提高。本文简要介绍国内外照明LED 技术标准的发展现状,以及有关照明用LED 模块的国际标准的主要内容。

      关键词：LED ，模块，标准

      1 制定照明LED 标准的目的和意义

       LED（发光二极管) 是当今照明领域中发展前景的照明产品之一。LED 为固态冷光源,具有高效、节能、环保、寿命长、体积小、响应速度快、耐振动、易维护等优点。LED 照明初用于显示照明,随着技术和性能上的突破,其应用领域也逐步拓展,现已广泛应用于室内外普通照明、装饰照明、城市景观照明、汽车灯、信号灯、背光源等多种照明领域。LED 产品市场需求旺盛,2003 年,我国科技部启动了“国家半导体照明工程”计划,十一五“国家高技术研究发展计划(863 计划) ”“半导体照明工程”项目也即将实施在这些重大项目的大力推动下,我国半导体照明产业规模正不断扩大。

      半导体照明产业目前处于迅速发展的阶段,潜力巨大。然而,由于目前缺乏统一的行业标准和管理产品质量得不到保证,致使市场无序竞争。为此,应当加快LED 产品及其应用的标准化和规范化工作的步伐,为LED 照明产品制定相关的标准规范和检测方法,规范现有的检测系统,只有这样才能使产品的研发既有章可循,又有明确的目标和方向,同时,也能规范LED 照明产品的生产,提高产品质量,让产品的使用更加科学合理。照明LED 标准体系的建立,是半导体照明产业健康发展的保障,能够促进半导体技术的进步,并将产生可观的经济效益和社会效益。

      2 照明LED 标准体系

      半导体照明产业从产业链角度可以分为上游、中游和下游。LED 用半导体衬底材料、外延晶片、芯片等的制造是上游产业;LED 的封装是中游产业;基于的半导体照明光源与灯具的制造是下游产业。

      照明LED 标准体系就是包括LED 芯片标准、LED 封装技术标准和LED 照明标准的标准体系。其中照明标准又分为产品标准和系统标准两大部分。产品标准分为基础标准、方法标准、性能标准和安全标准;系统标准分为测量标准、节能设计标准、使用规范标准、节电效益评价标准等。此外,产品标准还可以分为照明LED 测试方法标准、照明LED 光源通用标准、照明LED 附件通用标准、照明LED 连接件通用标准和LED 照明灯具标准等;系统标准还可以按照适用特点进行分类。

      照明半导体标准体系的层次应按照半导体照明工作的总体思路科学地划分,力求完整和全面。标准体系中各个标准之间应互相联系并协调一致,标准中技术指标应具有合理性和实用性。目前半导体照明产业仍处于发展阶段,产品存在很多不确定性,因此应使标准能够适应并指导我国半导体照明产品的技术发展,而不是限制行业未来的发展。随着半导体照明技术的发展和国际标准的更新,标准体系也将不断变化和完善。

      3 照明LED 标准发展概况

      3.1 国外发展现状

      目前国际上从事照明LED 标准化研究的标准组织有国际电工委员会、国际照明委员会和各国对应的标准化组织及相关企业。国际电工委员会( IEC) 和国际照明委员会(CIE) 都非常关注LED 的发展及相关LED 器件的标准化工作。CIE 曾经发表过LED 检测方法的技术,由于近年来LED 产品的技术发展迅速,CIE 目前正在对测试方法标准进行修订。IEC近两年也加大了对LED 标准的研究,相继对LED 模块、LED 连接件及LED 控制件提出了标准草案。

      由于目前还没有统一的照明LED 产品性能方面的国际标准,且各国LED 的研究发展速度不同,因此发达国家都在积极准备建立自己的LED 标准体系。

      美国正在根据照明LED 的特性开展照明LED 的技术标准和测试方法的研究。日本则将研究重点放在照明用白光LED 的测试方法和技术标准上。从事LED研究的国内外企业如Lumileds、Philips、Osram 等在积极参与国家和国际标准化工作的同时,也制定了自己的企业标准,规范了照明LED 的光电参数,如电压、电流、光通量、色坐标、色温、显色性、寿命等指标。

      3.2 国内发展现状

      目前我国还没有正式的照明LED 的国家标准和行业标准。全国照明电器标准化技术委员会(SACTC224) 近两年来一直对照明半导体产品的技术进展及产品质量进行跟踪,搜集了大量有关LED 的国内外企业的标准信息,掌握了目前照明LED 的产品发展特点,现已申报照明LED 的国家标准制订计划。国内一些从事照明LED 的企业也在积极制定企业标准。另外,国内有关检测部门已经着手开展照明LED 测试方法的研究和检测设备的开发。通过对国内外一些产品进行质量检测,获得基础数据,针对LED 作为照明光源的具体特点,对其主要性能的检测方法进行分析,为制定标准打下了良好的基础。

      目前正在研究的有关LED 的标准有:普通照明用LED 模块性能要求、普通照明用LED 模块安全要求和普通照明用LED 测试方法等,并在为今后开展照明LED 控制装置、连接件、灯具、照明系统等产品的技术标准制定工作准备了相关的技术资料。

      行业标准《普通照明用LED 模块性能要求》现已形成标准草案,正在讨论和修改阶段。该标准为推荐性标准,对普通照明用LED 模块的分类、技术要求、试验方式、检验规则、标志、包装、运输、贮存等方面分别作出了详细的规定。

      4 照明LED 国际标准简介

      目前IEC 已提出的有关照明LED 模块的标准草案有4 个,以下是对其技术内容的简要介绍。

      (1) IEC 62031 : LED modules for general lighting2safety requirements

      普通照明LED 模块安全要求该标准规定了LED 模块的一般要求和安全要求。主要技术内容包括:一般要求、试验说明、分类、标志、接线端子、接地保护装置、防止意外接触带电部件的保护、防潮和绝缘、介电强度、故障状态、制造期间合格性试验、结构、爬电距离和电气间隙、螺钉、载流部件及连接件、耐热、防火及耐漏电起痕、耐腐蚀等。

      (2) IEC 608382222 :Miscellaneous Lampholders Part222 :Particular requirements2Connectors for LED Modules

      杂类灯座第2-2 部分:LED 模块用连接器特殊要求IEC 60838的该部分适用于杂类内置式连接件包括LED 模块内部连接用连接件) ,部分引用杂类灯座第1 部分:一般要求和试验。主要技术内容包括:一般要求、试验的一般条件、标准额定值、分类、标志、防触电保护、接线端子、接地装置、结构、防潮、绝缘电阻和介电强度、机械强度、螺钉、载流部件和连接件、爬电距离和电气间隙、耐久性、耐热与防火、抗剩余应力和抗腐蚀性、抗震动性能等。

      标准中规定的特殊安全要求有:额定电压、额定电流、额定工作温度范围;连接导线的截面积;用于连接器的温度变化试验和循环湿热试验的具体方法;连接器触点和连接线电阻的测量方法连接器的振动试验方法等。

      (3) IEC 6134722213 :Lamp controlgear2Part 2 - 13 :

      Particular requirements for d. C. or a. C. suppliedelectronic controlgear for LED modules

      灯的控制装置第2 -13 部分:LED 模块用交/ 直流电子控制装置特殊要求的该部分适用于使用250V 以下直流电源和1 000V 以下50Hz 或60Hz 交流电源的LED 模块用电子控制装置。在引用IEC 6134721 灯的控制装置第1 部分:一般要求和安全要求条款时规定了条款的适用范围和各项试验的实施顺序,还规定了必要的补充要求。除给出与LED 模块用直流或交流电子控制装置有关的术语和定义外,规定了对试验样品数量的补充要求、根据防电击保护措施的分类方法、强制性标志和补充标志、对防止意外接触带电部件的补充要求、防潮与绝缘的补充要求、介电强度的补充要求、变压器加热试验要求、控制装置在异常状态下的检验方法、对结构的补充要求等,并在附录中给出LED 模块用独立式安全特低电压直流或交流电子控制装置的特殊补充要求。

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

      发光二极管模块用交/ 直流电子控制装置性能要求该标准规定了使用250V 以下直流电源和或60Hz ,1 000V 以下交流电源,其工作频率不同于电源频率的电子控制装置的性能要求。主要技术要求包括:试验的说明、分类、标志、输出电压和电流、线路总功率、电源电流、生频阻抗、异常条件下的工作试验、耐久性等。此外,在附录中规定了试验的一般要求、容性负载的测量和声频阻抗的测量等要求。

      在这些标准中, IEC 6083822-2-2、IEC 6134722-2-13 和已转换为正式标准出版; IEC 62031 仍在修订中。

      CIE 已制定了一些LED 测量方面的标准,一些标准正在制定之中, 部分标准将作为CIE/ ISO 以及CIE/ IEC 的联合标准,以统一国际间LED 的测量问题。CIE 有关LED 标准的出版物有:

      (1) CIE 127 :Measurement of LEDsLED 测量方法

      (2) CIE/ ISO standards On LED intensity measur2ementsCIEPISO LED 强度测试标准

      5 我国的照明LED 标准发展规划

      随着照明LED 技术的迅速发展和“半导体照明工程”项目的进展实施,我国将逐步完善照明LED 标准体系,制订并贯彻实施照明LED 的相关标准;建立规范的照明LED 评价与测试中心,为产品测试、评价,以及产业发展提供服务和支撑。预计在未来1～2 年内将完成几项当前急需制定的照明LED 国家标准项目的报批稿。希望在标准化机构、检测机构、研究机构和生产企业的共同努力下,尽早建立一套既能够适应我国LED 照明产品的技术发展、又能与国际标准相接轨的照明LED 的国家标准,使之引导和规范我国半导体照明产业的发展,加速照明LED 的技术进步及其推广应用。