美國(guó)能源部公布LED制造業(yè)研發(fā)路線圖

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2015-03-31

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 過去的2014年8月，美國(guó)能源部(DOE)公布了2014年更新的固態(tài)照明(SSL)制造業(yè)研發(fā)路線圖，在第四部分總結(jié)了產(chǎn)業(yè)不同類別的標(biāo)準(zhǔn)工作，希望可以為正在制定的SSL標(biāo)準(zhǔn)提供參考。鑒于目前 oled(有機(jī)發(fā)光二極管)技術(shù)還沒有發(fā)展到使用標(biāo)準(zhǔn)的程度，這里重點(diǎn)闡述LED(發(fā)光二極管)標(biāo)準(zhǔn)。部分LED標(biāo)準(zhǔn)適用于 OLED，部分 OLED 標(biāo)準(zhǔn)需要重新制定。

 

標(biāo)準(zhǔn)文件有幾種：

標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)和產(chǎn)品定義；

最低性能規(guī)范；

特征描述和測(cè)試方法；

標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)告和格式：Lighting Facts；

工藝標(biāo)準(zhǔn)或者“最佳實(shí)踐”；

物理尺寸，商業(yè)照明， 接口， 或互操作性標(biāo)準(zhǔn)。

 

這些通常被認(rèn)為是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 但任何一項(xiàng)最后都有可能成為法規(guī)或法律要求而具有法律效力。他們通常被表示為“條例(rules)”，“規(guī)程(regulations)”，“準(zhǔn)則(codes)”，或“規(guī)范(specifications)”，盡管有些不為人熟知，但這些標(biāo)準(zhǔn)確實(shí)提供了一個(gè)有用的框架，將不安全或不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品逐出市場(chǎng)。例如通常在電氣產(chǎn)品中要求具有UL類型的標(biāo)簽，LED燈管，或者聯(lián)邦電器效能立法規(guī)定的最低效能要求，這些都屬于安全要求。通常，在行業(yè)進(jìn)入成熟期后，一些法律標(biāo)準(zhǔn)才剛剛萌芽。過早的執(zhí)行這些法律標(biāo)準(zhǔn)反而可能抑制技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新。

 

在將固態(tài)照明引入市場(chǎng)的進(jìn)程中， 不時(shí)出現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品性能不切實(shí)際甚至是虛假宣傳的索賠。能源部通過制定不同的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和方法，來努力解決這些問題。但是，設(shè)計(jì)，LED照明發(fā)展到現(xiàn)在階段，一些制造商認(rèn)為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)其他符合性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)過多或重復(fù)，對(duì)此已十分不滿。能源部也已開始解決這一問題，召集利益相關(guān)方進(jìn)行多種需求調(diào)查，尋求方法，綠色照明，盡可能的縮短測(cè)試時(shí)間，減少成本。

 

能源部也同眾多標(biāo)準(zhǔn)制定組織合作，加速所需標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施。能源部支持標(biāo)準(zhǔn)的制定，包括組織研討會(huì)，開展相關(guān)工作的協(xié)調(diào)和協(xié)作等。研討會(huì)的參與人員有來自重要標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體的代表和委員會(huì)成員：美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)照明工作組(ANSLG)、北美照明工程協(xié)會(huì)(IES)、國(guó)家電氣制造協(xié)會(huì)(NEMA)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(NIST)、保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室(UL)、國(guó)際照明協(xié)會(huì)(CIE)、加拿大CSAInternational、國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)。直接同生產(chǎn)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)非常多，并且相當(dāng)詳細(xì)，經(jīng)常被劃分至最后兩類，即工藝/最佳實(shí)踐和互通性。

 

一、固態(tài)照明產(chǎn)品的定義

 

IES發(fā)布了RP-16-2010《照明工程的命名和定義》，明確了與 LED 相關(guān)用于照明的組件和產(chǎn)品的定義。其他標(biāo)準(zhǔn)制定組織也制定了一些定義性文件，在某些情況下，與 IES 定義如 IEC/TS 62504:2011有沖突。為避免混亂，定義的一致性應(yīng)該成為標(biāo)準(zhǔn)制定組織的首要任務(wù)，DOE 也在開展這方面的相應(yīng)工作。本路線圖報(bào)告中使用的是RP-16文件。

 

二、最低性能規(guī)范

 

《2007年能源獨(dú)立安全法案》(EISA)和《能源政策與節(jié)約法案》的其他修正案對(duì)通用熒光燈、白熾射燈、普通白熾燈和緊湊型熒光燈等照明產(chǎn)品確立了強(qiáng)制性最低能效要求。盡管當(dāng)前還沒有專門針對(duì) LED 和 OLED 照明產(chǎn)品的聯(lián)邦能效標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)普通燈，包括 LED 和 OLED，有最低能源節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)的要求。

 

美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)能源之星燈具規(guī)范版本1.0，于2014年9月30日生效，對(duì)整體式LED燈提出了光效要求。LED 燈根據(jù)類型和瓦數(shù)，光效要求從40lm/W至65lm/W不等。在當(dāng)前能源之星燈具規(guī)范1.2版本中，對(duì)非定向燈具，即應(yīng)用 LED 光引擎或GU-24整體式 LED 燈，最低光源效能要達(dá)到65lm/W。

 

很多標(biāo)準(zhǔn)中提到了對(duì)最低性能規(guī)范的執(zhí)行。這些最低性能規(guī)范有的具有強(qiáng)制性，有的則是自愿性，其中一些規(guī)范由自愿性轉(zhuǎn)變成了強(qiáng)制性。最值得關(guān)注的是能源之星(自愿性)和UL(很多是強(qiáng)制性的)。同時(shí)， led服裝照明，NEMA最近發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)SSL4-2-12，對(duì)固態(tài)照明替代產(chǎn)品提出了建議最低性能標(biāo)準(zhǔn)。SSL 4-2012應(yīng)用于整體式LED燈，即白熾燈、裝飾燈和反射燈的改進(jìn)型替代品，性能要求包括顏色、光輸出、工作電壓、光通量維持率、尺寸和電特性。

　　

最近幾個(gè)季度以來，我們收到了一些來自于最低性能標(biāo)準(zhǔn)會(huì)帶來測(cè)試負(fù)擔(dān)的擔(dān)憂。制造商們對(duì)被要求提供各種測(cè)試數(shù)據(jù)紛紛表示關(guān)注。部分測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制性的，另一部分根據(jù)市場(chǎng)實(shí)際需求的自愿性標(biāo)準(zhǔn)。此外，這些要求有時(shí)相互沖突或重疊，這就使得在某些情況下出現(xiàn)重復(fù)的測(cè)試。相反，固態(tài)照明領(lǐng)域的某些人質(zhì)疑這些標(biāo)準(zhǔn)是否足夠有力的為照明產(chǎn)品引領(lǐng)最節(jié)能的發(fā)展方向。最后，性能標(biāo)準(zhǔn)也出現(xiàn)了公眾阻力，導(dǎo)致性能標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的不確定性。

 

三、特征描述和測(cè)試方法

 

近幾年來，行業(yè)內(nèi)不斷強(qiáng)化意識(shí)，使用所推薦的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法，例如IES LM-79-2008《固態(tài)照明設(shè)備的電氣和光度測(cè)量方法》(LM-79)，IES LM-80-2008《LED光源的流明衰減測(cè)試方法》(LM-80)，分別用來測(cè)量 LED 初始性能和流明衰減。而如何外推LM-80光通衰減的有限測(cè)量數(shù)據(jù)，從而預(yù)測(cè) LED 封裝的壽命是一直存在的問題。這是一個(gè)非常困難的事情，原因在于 LED 產(chǎn)品設(shè)計(jì)不同，性能迥異。

　　

在能源部的支持下，IES 分委員會(huì)在2011年7月完成了IESTM-21-2011《LED 光源的長(zhǎng)期流明維持率推算方法》(TM-21)。該文件基于LM-80數(shù)據(jù)，闡述了 LED 光源流明維持率推算的建議方法。最新的IES LM-84-2014《測(cè)量LED燈，光引擎和燈具的光通量和色維持》(LM-84)和IES TM-28-2014《LED燈和燈具的長(zhǎng)期光通量維持率推算方法》(TM-28)已經(jīng)完成，提供了 LED 燈、光引擎和燈具進(jìn)行流明維持率測(cè)試和推算的建議方法。

　　

在TM-28中，提出了流明維持率推算的兩種流程--第一種是從LM-84數(shù)據(jù)直接外推出流明維持率，第二種是使用LM-84和LM-80數(shù)據(jù)的綜合外推。但是，能源部警告， led室內(nèi)照明，流明維持率的推算不能直接轉(zhuǎn)換成對(duì)燈具或燈壽命的全部測(cè)量，燈具壽命的測(cè)量可能要依靠失效機(jī)制。

　　

對(duì)于固態(tài)照明產(chǎn)品色度變化相關(guān)的問題，引入ANSI C78.377-2011《固態(tài)照明產(chǎn)品的色度技術(shù)規(guī)范》作為明確 LED 分檔的標(biāo)準(zhǔn)。2010年 NEMA 公布了SSL3-2010，增進(jìn)了芯片制造商和燈具制造商對(duì)顏色規(guī)范的理解。盡管近期沒有任何對(duì)顏色相關(guān)信息的發(fā)布，但很多應(yīng)用產(chǎn)品依舊存在對(duì)顏色及顏色漂移、描述困難的問題，很多地區(qū)仍繼續(xù)努力找尋描述顏色和隨時(shí)間色漂移的更好方法。

　　

EPA 能源之星項(xiàng)目規(guī)定了測(cè)試流程，確定了要進(jìn)行能源之星認(rèn)證的 LED 產(chǎn)品。能源部(監(jiān)管組)向能源之星項(xiàng)目提供持續(xù)的技術(shù)支持，近期能源之星項(xiàng)目進(jìn)行了幾項(xiàng)程序變更。LED 產(chǎn)品要想獲得能源之星的認(rèn)證，必須在具備資格的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于 LED 光源，非定向性 LED 燈具照明能效最低是65lm/W，其測(cè)試是依據(jù)2012年3月公布的測(cè)試程序LM-82，測(cè)量參數(shù)包括 LED 光源色度、色溫、顯色指數(shù)和功率。流明維持率測(cè)量必須遵守LM-80，由 LED 制造商提供。對(duì)于 LED 定向性燈具，LM-79中認(rèn)可的測(cè)量方法和流程用以測(cè)量光通量、色度和整個(gè)燈具的功率消耗。