美國能源部公布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(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(fā)光二極管)技術還沒有發(fā)展到使用標準的程度,，這里重點闡述LED(發(fā)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(chǎn)品定義；

最低性能規(guī)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(yè)照明,， 接口， 或互操作性標準,。

 

這些通常被認為是行業(yè)標準,， 但任何一項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)”,，“準則(codes)”，或“規(guī)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(chǎn)品逐出市場,。例如通常在電氣產(chǎn)品中要求具有UL類型的標簽,，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)進入成熟期后,，一些法律標準才剛剛萌芽,。過早的執(zhí)行這些法律標準反而可能抑制技術的進一步創(chuàng)新。

 

在將固態(tài)照明引入市場的進程中,， 不時出現(xiàn)對產(chǎn)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(fā)展到現(xiàn)在階段,，一些制造商認為強制性標準或者行業(yè)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(diào)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(xié)調(diào)和協(xié)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(xié)會(IES)、國家電氣制造協(xié)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(xié)會(CIE),、加拿大CSAInternational,、國際電工委員會(IEC),。直接同生產(chǎn)有關的標準非常多,，并且相當詳細，經(jīng)常被劃分至最后兩類,，即工藝/最佳實踐和互通性,。

 

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 相關用于照明的組件和產(chǎn)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(guī)范

 

《2007年能源獨立安全法案》(EISA)和《能源政策與節(jié)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(chǎn)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(chǎn)品的聯(lián)邦能效標準,，但對普通燈，包括 LED 和 OLED,，有最低能源節(jié)約標準的要求,。

 

美國環(huán)境保護署(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,。在當前能源之星燈具規(guī)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(guī)范的執(zhí)行,。這些最低性能規(guī)范有的具有強制性，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(fā)布的標準SSL4-2-12，對固態(tài)照明替代產(chǎn)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(shù)據(jù)紛紛表示關注。部分測試依據(jù)的標準是強制性的,，另一部分根據(jù)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(xiàn)重復的測試,。相反，固態(tài)照明領域的某些人質(zhì)疑這些標準是否足夠有力的為照明產(chǎn)品引領最節(jié)能的發(fā)展方向,。最后,，性能標準也出現(xiàn)了公眾阻力，導致性能標準執(zhí)行的不確定性,。

 

三,、特征描述和測試方法

 

近幾年來，行業(yè)內(nèi)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(tài)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(shù)據(jù)，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(chǎn)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(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(jīng)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(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(tài)照明產(chǎn)品色度變化相關的問題，引入ANSI C78.377-2011《固態(tài)照明產(chǎn)品的色度技術規(guī)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(guī)范的理解。盡管近期沒有任何對顏色相關信息的發(fā)布,，但很多應用產(chǎn)品依舊存在對顏色及顏色漂移,、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間色漂移的更好方法,。

　　

EPA 能源之星項目規(guī)定了測試流程,，確定了要進行能源之星認證的 LED 產(chǎn)品。能源部(監(jiān)管組)向能源之星項目提供持續(xù)的技術支持,，近期能源之星項目進行了幾項程序變更,。LED 產(chǎn)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(jù)2012年3月公布的測試程序LM-82,，測量參數(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,。