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替换传统光源该用什么规格的LED灯?

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放大字体  缩小字体 发布日期:2015-11-29  稿源:浙江省标准化研究院  作者:郑培  编辑:Tony
核心提示:装饰照明用集成式LED灯是最近几年来快速发展和大量推广应用的产品。通过对其规格分类进行研究,并介绍半导体照明技术评价联盟(TEAS)标准的主要技术内容,使得LED灯在替代传统光源时有较好的照明效果,有利于半导体照明产品的推广应用。

普通照明和装饰照明用自镇流LED灯是最近几年来迅速发展和大量推广的产品,由于LED照明产品光效的不断提高,传统的以功率作为规格分类方式已经远远不能满足产品发展的需求。市面上的LED灯产品品种繁多、规格较混,即便是宣称可替代某个规格传统光源的LED灯,也往往只是外观尺寸与传统光源相似,其他光学指标如光通量、光分布等并不一致,照明效果与传统光源存在较大差异,导致了该类产品的质量参差不齐、影响LED灯在替代传统光源的使用效果,不利于该产品的推广应用,所以有必要对产品的规格分类进行规范,指导终端消费者正确判断和选用产品,引导企业的产品设计制造和市场拓展。


2011年我国公布了淘汰普通照明用白炽灯路线图,并截止到2015年全面淘汰60 W以上的普通照明用白炽灯,2016年10月1日起淘汰15 W以上普通照明用白炽灯。GB/T 31112—2014 《普通照明用非定向自镇流LED灯规格分类》主要对象是替换GB/T 10681普通照明用钨丝灯的非定向自镇流LED灯。半导体技术评价联盟研究项目《装饰照明用LED灯规格分类》,是普通照明用非定向LED灯国家标准研究项目的补充和连续,用于替换替换行业标准QB/T 2055《装饰灯泡》中的量大面广的小型灯部分、属于家庭及类似场合装饰照明用非定向自镇流LED灯,包括P型、B型、G型和M型等,结合国内市场的现状,替换现有的15 W、25 W、40 W和46W规格的装饰灯泡(C35、P45、B35、G45等)。


重点围绕半导体照明技术评价联盟标准TEAS《装饰照明用集成式LED灯规格分类》(送审稿)的制定,介绍和分析装饰照明用集成式LED灯的规格分类。


联盟标准由半导体照明技术评价联盟提出、半导体照明技术评价联盟归口,装饰照明用LED灯标准化研究工作组负责研究,杭州菁蓝照明科技有限公司、厦门通士达照明有限公司、松下电器研究开发(苏州)有限公司、杭州远方光电信息股份有限公司、深圳市裕富照明有限公司、三安光电股份有限公司、四川长虹照明技术有限公司、杭州华普永明光电股份有限公司、国家半导体器件质量监督检验中心、惠州雷士光电科技有限公司、飞利浦(中国)投资有限公司、浙江阳光照明电器集团股份有限公司、广州众恒光电科技有限公司、上海亚明照明有限公司等单位共同起草,该联盟标准送审稿于2015年6月4日通过由半导体照明技术评价联盟组织的中期评审并报批。


工作组广泛调研、收集国内外各方面、各企业相关装饰照明用自镇流LED灯产品的信息,结合我国多年来装饰照明用自镇流LED灯的实际发展情况,参考IEC 62612 ed.1 CDV:2011《Self-Ballasted LED-Lamps for General Lighting Services with Supply Voltages>50 V——Performance Requirements》和34A/1515/CDV草案(2011-10-28)、日本JISC 8157:2011电球工业协会指南—008—2011《电球型LED灯性能标识等的指导方针》、北美能源之星《Energy Star for integral LED lamps(Version1.4)》、欧盟(COMMISSION REGULATION (EC) No 244/2009:《Ecodesign Requirements for Non-Directional Household Lamps 》以及GB/T 31112—2014《普通照明用非定向自镇流LED灯规格分类》和CQC 3130—2011 《普通照明用非定向自镇流LED灯节能认证技术规》,研究和分析装饰照明用自镇流LED灯的规格分类,制定了联盟标准的主要技术内容。


标准范围


联盟标准规定了普通照明用非定向集成式LED灯的规格分类,适用于额定电压AC 220 V、频率50Hz、在家庭和类似场合作为普通照明用、把稳定燃点部件集成为一体的小型非定向集成式LED灯,灯的外形最大直径不大于50 mm。


鉴于IEC 62504:2015《普通照明用LED产品和相关设备术语和定义》已规定将原版本“自镇流LED灯”术语改为“集成式LED灯”,所以本标准的产品名称也确定为“集成式LED灯”。


产品规格分类


联盟标准规定了装饰照明用非定向集成式LED灯的外形分类以及光通量规格、色调规格和显色指数规格等3种规格分类。


2.1 外形分类


联盟标准的研究对象为替换行业标准QB/T 2055《装饰灯泡》的家庭及类似场合装饰照明用、把稳定燃点部件集成为一体的小型自镇流LED灯,包括P型、B型、G型和C型等小型灯。按GB/T 7249《白炽灯的最大外形尺寸》中灯的外形分类,分为球泡P45和烛形灯B35(包括改进型BA35)两种,灯头类型分为E14、E27、B22。小型装饰照明用LED灯的尺寸定在最大外形直径为50 mm,其最大外形尺寸符合表1中参数表给出的活页号中内容要求。



2.2 光通量规格


中国的LED灯市场主要是以“替换”为主,但一般客户在选择替换用LED灯时问题重重,特别是LED灯替换对象以及规格化对象不明确,影响了消费者对于替换灯种的选择。工作组重点对LED灯的光通量与替换白炽灯功率规格化分类深入研究, 由于传统光源基本上是以功率作为规格,市面上宣称替代同款传统灯的LED灯,其功率多种多样,宣称值也不规范,而LED灯替代传统光源的最终目的是要达到传统光源的照明效果。由于同功率的LED灯光通量差异较大,不宜采用功率作为规格。


国家标准GB/T 31112—2014《普通照明用非定向自镇流LED灯规格分类》主要替换对象是GB/T 10681普通照明用钨丝灯,联盟标准《装饰照明用LED灯规格分类》主要替换对象是QB/T 2055 装饰灯泡,结合中国国内市场的现状,替换现有的装饰灯泡(C35/P45/B35/G45等)的15 W、25 W、40 W和60 W规格。考虑到能让消费者方便记忆,课题将研究对应的“光通量规格”以及“宣称等同的装饰灯泡的功率”,“光通量规格”根据不同的装饰灯泡功率给出的规格分类值,研究将参考欧盟ErP指令(COMMISSION REGULATION (EC) No 244/2009)非定向灯技术报告、能源之星(Energy Star Program Requirements for Integral LED Lamps:装饰照明LED灯)、日本(JEL118小形一般照明用电球)的光通量替换基准。


根据“装饰照明用LED灯规格分类”工作组2014年5月23日课题启动会会议纪要的要求,工作组秘书处在6月6日发放了《装饰照明用LED灯的光通量规格化调查表》,要求各工作组成员和与会专家参考调查表的光通量规格征求意见数值(125 lm、250 lm、400 lm、600 lm)给出各自的光通量范围和规格意见,共有16家工作组成员反馈了各自的光通量规格意见。


工作组秘书处负责总体协调,对各家的光通量规格实施调研和汇总分析。根据反馈的16家成员单位给出的数据统计分析,共有14家单位给出了与调查表中的球形和蜡烛形各4个光通量规格和对应的光通量范围数据,14家单位的光通量规格平均值(127.5 lm、249.6 lm、422.8 lm、645 lm)。其中雷士照明、三安光电、浙江晨辉、杭州菁蓝、厦门通士达、苏州松下、华普永明和欧普照明等8家给出了与征求意见光通量规格完全一致的数据,横店得邦、广州众恒、四川长虹、上海亚明、浙江阳光和深圳裕富等6家给出了接近征求意见光通量规格的光通量数据;PHILIPS和广东本邦2家单位给出了100 lm、150 lm、250 lm、350 lm、500 lm、600 lm等6个光通量规格,不分球形和蜡烛形 。


按照征求意见的光通量规格和范围数值,由杭州菁蓝照明科技有限公司负责编制《装饰照明用LED灯光通量规格调研分析报告》,并给出150 lm、250 lm、400 lm和600lm 等4种光通量规格。


传统光源基本上是以功率作为规格,市面上宣称替代同款传统灯的LED灯,其功率多种多样,宣称值也不规范,而LED灯替代传统光源的最终目的是要达到其照明效果。由于同功率的LED灯其光通量差异较大,不宜采用功率作为规格,因此标准按灯的标称光通量分类,分为150 lm、250 lm、400 lm和600 lm等4种光通量规格,分别可替换GB/T 10681的白炽灯功率规格,详见表2。



在国际上,欧盟在2009年发表的ErP指令针对非定向灯的技术报告(COMMISSION REGULATION(EC) No 244/2009)中已经给出了白炽灯与LED灯替换的参考数值,其分类基准是以光通量来进行衡量的,见下表3。



2010年日本发布了LED球泡灯性能表示指导标准(JEL 118《小形一般照明用电球》),此标准提出了LED球泡替换白炽灯的替换标准(见表4),同样也是使用光通量来作为替换基准,标准规定了无色透明、白色涂装及内面磨砂的E17灯头的小形一般照明用电球。



JIS C 8158 附录B的表B.2——替换小形灯的LED灯的光通量分类(见表5),基本涵盖了JEL118中的功率类别,且各类型的LED灯光通量的最低要求基本与JEL 118附表1中同功率形的小形灯额定光通量的最小值一致。



轻工行业标准QB/T 2055—2005《装饰灯泡》光通量要求和日本、北美能源之星、欧洲ErP替代某功率白炽灯的装饰LED灯光通量要求,以及IEC非定向LED灯光通量规格分类汇总如下表6。日本JIS标准和北美能源之星(Energy Star)替换某一功率白炽灯的LED装饰灯的光通量给出的是光通量范围值,欧洲指令(ErP)白炽灯功率和非定向LED灯功率的关系采用的是线性差值法。3者中日本小型灯与ErP非定向灯的光通量数值要求相近;北美能源之星光通量要求略低,但与原QB/T 2055 装饰灯泡的要求接近。IEC光通量规格未给出具体与白炽灯功率的对应关系。



考虑到ErP的非定向LED灯既包含了本课题的装饰用灯、又包含了普通照明用灯,综合上述3个国家地区,北美能源之星的装饰灯与本课题最为接近。因此本课题的光通量规格分类研究综合考虑北美能源之星、IEC光通量规格分类及QB/T 2055的要求。


考虑到能让消费者方便记忆,标准中给出了对应的“光通量规格”以及“替换的白炽灯功率”。其中,“光通量规格”是根据不同的白炽灯功率给出的规格分类值,只要产品的包装上宣称“替换的白炽灯的功率”,则灯的额定值需要满足光通量规格的光通量范围。


2.3 色调规格


国际标准IEC 62612—2013《普通照明用大于50V自镇流LED灯性能要求》中对色调的分类如下表7,其色调分类沿用IEC标准规定的原荧光灯的色调分类,但增加了P2700的规格。欧盟ErP指令,仍采用原荧光灯色调规格,其规定色品容差SDCM<6。



美标ANSI C78.377 《电子灯固态照明产品色品技术要求》中对色调分类如下表8,色调分类为8种,增加的4500K,5700K,其与非定向自镇流LED灯的规格分类对色调的分类差异较大,主要包括:中心坐标不同,四边形大小范围与原荧光灯椭圆不同,而且其色调范围增大。



日本JIS Z9112:2012 荧光灯、LED光源色及显色性区分中对色调分类如下表9,其色调分类仅5种,相对于美标四边形大小,每种色调范围更大,与非定向自镇流LED灯的规格分类关于色调分类差异较大。



本联盟标准参照荧光灯的国家标准,按灯的色温分类,分为2700 K(白炽灯色)、3000 K(暖白色)、3500 K(白色)、4000 K(冷白色)、5000 K(中性白色)和6500 K(日光色)等标准颜色的色调规格,其色调代码和色坐标目标值详见表10。



由于之前荧光灯的国标采用RR、RZ、RL、RB、RN、RD色调代码, 较难记忆, 为了方便型号的标识和容易识别, 在标准中参照IEC62612 /34A/1515/CDV 《Self-ballasted LED lampsfor general lighting services with supply voltages >50 V Performance requirements》,新给出了由色温前两位数字组成的色调代码,代替原先连续荧光灯“RR”、“RD”的色调代码。由于黑体曲线上的色点是真正的白炽灯色,考虑到IEC在最新的IEC62612/34A/1515/CDV 草案中增加了1个色坐标点,所以本标准也增加坐标为x=0.458、y=0.410的色调2700 K,并在色调代码前面增加“P”,与原2700 K区分,新增了“P2700”新白炽灯色的色调规格。


2.4 显色指数规格


考虑到装饰照明灯的使用场合和使用目的,按照灯的显色指数分类,分为70、80和90共3种规格,其显色指数规格和代码见表11。



结束语


为推动我国半导体照明行业的技术创新和产业发展,正确引导半导体技术在照明行业的应用和探索,并为普通照明用LED灯的标准制定和检测提供技术支持,全国照明电器标准化技术委员会于2012年3月24日在北京市召开了普通照明用LED灯标准化研究工作组成立会议。2012年3月份起工作组开展普通照明用LED灯规格分类的研究,在2012年6月向国际电工委员会IEC TC34提交了“光通量的规格化”提案,该提案在历次的IEC TC34范围内引起了激烈的讨论,在国际上首次对LED灯进行光通量规格化,IEC 62612《普通照明用自镇流LED灯性能要求》34A/1654/CDV(2013-02-01)版本发布了与中国提案一致的光通量规格分类。


IEC TC34先后经过7次会议讨论、2次专题讨论,并与有关专家的积极沟通,2014年3月31日在德国召开的IEC TC34/PRESCO工作组会议,中国提出的关于非定向自镇流LED灯规格分类的提案为各国委员普遍认可,会议决议将该提案作为IEC TC34委员会文件。


该提案给出了以光通量为LED灯规格分类参数的创新性建议,并给出非定向自镇流LED灯的具体的光通量规格,这对于中国照明事业具有里程碑的意义。“装饰照明用LED灯规格分类”研究项目是普通照明用非定向LED灯研究项目的补充和连续,是用于替换替换行业标准QB/T 2055《装饰灯泡》的量大面广的小型灯部分、属于家庭及类似场合装饰照明用非定向自镇流LED灯。


联盟标准采用光通量规格分类是我国自主研究确定的标准成果,标准的制定将为半导体照明技术评价联盟成员单位、相关企业、用户和质量监督检验部门提供科学的技术依据,以提高产品质量、规范市场、指导企业,实现各企业产品的互换性,指导消费者正确选用产品,使得该产品在替代传统光源时有较好的照明效果,这将有利于半导体照明产品的推广应用。另外,本标准将引导企业按照统一的规格设计、制造,避免浪费,降低成本,提高企业综合竞争力。

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