美國能源部公布LED制造業研發路線圖

文章來源:恒光電器

發布時間:2015-03-31

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 過去的2014年8月，美國能源部(DOE)公布了2014年更新的固態照明(SSL)制造業研發路線圖，在第四部分總結了產業不同類別的標準工作，希望可以為正在制定的SSL標準提供參考。鑒于目前 oled(有機發光二極管)技術還沒有發展到使用標準的程度，這里重點闡述LED(發光二極管)標準。部分LED標準適用于 OLED，部分 OLED 標準需要重新制定。

 

標準文件有幾種：

標準技術和產品定義；

最低性能規范；

特征描述和測試方法；

標準化報告和格式：Lighting Facts；

工藝標準或者“最佳實踐”；

物理尺寸，商業照明， 接口， 或互操作性標準。

 

這些通常被認為是行業標準， 但任何一項最后都有可能成為法規或法律要求而具有法律效力。他們通常被表示為“條例(rules)”，“規程(regulations)”，“準則(codes)”，或“規范(specifications)”，盡管有些不為人熟知，但這些標準確實提供了一個有用的框架，將不安全或不達標的產品逐出市場。例如通常在電氣產品中要求具有UL類型的標簽，LED燈管，或者聯邦電器效能立法規定的最低效能要求，這些都屬于安全要求。通常，在行業進入成熟期后，一些法律標準才剛剛萌芽。過早的執行這些法律標準反而可能抑制技術的進一步創新。

 

在將固態照明引入市場的進程中， 不時出現對產品性能不切實際甚至是虛假宣傳的索賠。能源部通過制定不同的檢驗標準和方法，來努力解決這些問題。但是，設計，LED照明發展到現在階段，一些制造商認為強制性標準或者行業其他符合性測試標準過多或重復，對此已十分不滿。能源部也已開始解決這一問題，召集利益相關方進行多種需求調查，尋求方法，綠色照明，盡可能的縮短測試時間，減少成本。

 

能源部也同眾多標準制定組織合作，加速所需標準的制定和實施。能源部支持標準的制定，包括組織研討會，開展相關工作的協調和協作等。研討會的參與人員有來自重要標準團體的代表和委員會成員：美國國家標準照明工作組(ANSLG)、北美照明工程協會(IES)、國家電氣制造協會(NEMA)、國家標準和技術研究所(NIST)、保險商實驗室(UL)、國際照明協會(CIE)、加拿大CSAInternational、國際電工委員會(IEC)。直接同生產有關的標準非常多，并且相當詳細，經常被劃分至最后兩類，即工藝/最佳實踐和互通性。

 

一、固態照明產品的定義

 

IES發布了RP-16-2010《照明工程的命名和定義》，明確了與 LED 相關用于照明的組件和產品的定義。其他標準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，定義的一致性應該成為標準制定組織的首要任務，DOE 也在開展這方面的相應工作。本路線圖報告中使用的是RP-16文件。

 

二、最低性能規范

 

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

 

美國環境保護署(EPA)能源之星燈具規范版本1.0，于2014年9月30日生效，對整體式LED燈提出了光效要求。LED 燈根據類型和瓦數，光效要求從40lm/W至65lm/W不等。在當前能源之星燈具規范1.2版本中，對非定向燈具，即應用 LED 光引擎或GU-24整體式 LED 燈，最低光源效能要達到65lm/W。

 

很多標準中提到了對最低性能規范的執行。這些最低性能規范有的具有強制性，有的則是自愿性，其中一些規范由自愿性轉變成了強制性。最值得關注的是能源之星(自愿性)和UL(很多是強制性的)。同時， led服裝照明，NEMA最近發布的標準SSL4-2-12，對固態照明替代產品提出了建議最低性能標準。SSL 4-2012應用于整體式LED燈，即白熾燈、裝飾燈和反射燈的改進型替代品，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。

　　

最近幾個季度以來，我們收到了一些來自于最低性能標準會帶來測試負擔的擔憂。制造商們對被要求提供各種測試數據紛紛表示關注。部分測試依據的標準是強制性的，另一部分根據市場實際需求的自愿性標準。此外，這些要求有時相互沖突或重疊，這就使得在某些情況下出現重復的測試。相反，固態照明領域的某些人質疑這些標準是否足夠有力的為照明產品引領最節能的發展方向。最后，性能標準也出現了公眾阻力，導致性能標準執行的不確定性。

 

三、特征描述和測試方法

 

近幾年來，行業內不斷強化意識，使用所推薦的標準測量方法，例如IES LM-79-2008《固態照明設備的電氣和光度測量方法》(LM-79)，IES LM-80-2008《LED光源的流明衰減測試方法》(LM-80)，分別用來測量 LED 初始性能和流明衰減。而如何外推LM-80光通衰減的有限測量數據，從而預測 LED 封裝的壽命是一直存在的問題。這是一個非常困難的事情，原因在于 LED 產品設計不同，性能迥異。

　　

在能源部的支持下，IES 分委員會在2011年7月完成了IESTM-21-2011《LED 光源的長期流明維持率推算方法》(TM-21)。該文件基于LM-80數據，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燈和燈具的長期光通量維持率推算方法》(TM-28)已經完成，提供了 LED 燈、光引擎和燈具進行流明維持率測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數據直接外推出流明維持率，第二種是使用LM-84和LM-80數據的綜合外推。但是，能源部警告， led室內照明，流明維持率的推算不能直接轉換成對燈具或燈壽命的全部測量，燈具壽命的測量可能要依靠失效機制。

　　

對于固態照明產品色度變化相關的問題，引入ANSI C78.377-2011《固態照明產品的色度技術規范》作為明確 LED 分檔的標準。2010年 NEMA 公布了SSL3-2010，增進了芯片制造商和燈具制造商對顏色規范的理解。盡管近期沒有任何對顏色相關信息的發布，但很多應用產品依舊存在對顏色及顏色漂移、描述困難的問題，很多地區仍繼續努力找尋描述顏色和隨時間色漂移的更好方法。

　　

EPA 能源之星項目規定了測試流程，確定了要進行能源之星認證的 LED 產品。能源部(監管組)向能源之星項目提供持續的技術支持，近期能源之星項目進行了幾項程序變更。LED 產品要想獲得能源之星的認證，必須在具備資格的實驗室進行測試。對于 LED 光源，非定向性 LED 燈具照明能效最低是65lm/W，其測試是依據2012年3月公布的測試程序LM-82，測量參數包括 LED 光源色度、色溫、顯色指數和功率。流明維持率測量必須遵守LM-80，由 LED 制造商提供。對于 LED 定向性燈具，LM-79中認可的測量方法和流程用以測量光通量、色度和整個燈具的功率消耗。