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台灣及國際LED照明相關標準發展趨勢

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經濟部標準檢驗局技正 邱垂興
經濟部標準檢驗局技正 邱垂興

行政院於2009年核定的「綠色能源產業續生方案」中,將LED照明列為重點扶植產業,其中針對LED設有五大推動方針,標準檢驗局就負責在環境建構部分,建立LED國家標準檢測規範,以健全LED產業之良性發展...

「綠色能源產業續生方案」中,將LED照明列為重點扶植產業,其中針對LED設有五大推動方針,而標準檢驗局就負責在環境建構部分建立LED國家標準檢測規範,在標準檢測與驗證平台方面,分別在2009年與2012年以科專計畫,落實綠色能源產業續生方案賦予標檢局的重要任務。

目前標檢局已經制定完成的LED相關驗證標準,在LED指示型應用方面已經建構達28項,LED照明應用方面已建構達25項,目前已有53項應用標準可供各界運用、參考。在LED照明相關國際標準方面,其中1415有關照明設備的EMC方面,14335燈具安全通則,14335-2、 14335-3為LED路燈安規標準,15436為LED球泡燈安全性要求,這些都是調和國際IEC標準要求,其餘標準為透過相關科專計畫研發成果所產出。

運用科專研發成果 制定相關規範

15174為LED性能相關的驗證要求、15357為LED模組產品安規的要求,此兩項為調和IEC國際標準的驗證方式設計。目前在LED照明相關國家標準制定方面,在LED照明國家標準方面,除了15438 LED燈管要求,為配合台灣產業的技術、自行製造需求所制定的規範外,其餘幾項應用標準均為參照IEC標準設計進行調和,相關驗證規範會在2012年度陸續完成。

在LED標準制定方面,已有幾項領先全球的規範成就值得一提。首先,15233為在2008年12月公布,當時為全球在LED路燈應用方面唯一官方公布的應用標準;另外,標檢局在2011年度公布的15456、15457兩項AC LED在元件與模組的光性與電性量測、驗證方法的國家標準,就目前為止,也是台灣首先制定的AC LED國家標準。

2010年15233版,則率先納入LED路燈應用規範,而在全球LED路燈眾多相關規範中,台灣是首先將規範、規定完整地納入標準的國家。相關的LED國家標準,均可透過線上國家標準檢索網站進行搜尋查找,或使用線上搜尋預覽,以LED全名或發光二極體等關鍵字進行查詢。

針對LED照明設備的檢測與能力,標檢局逐年透過設備升級、建置,來進行相關LED產品的光性、電性檢測能力建置。2009年建置LED產品的光性量測設備、能力;在2010年建置LED驅動電路的安規測試能力;2011年針對LED性能量測、光射校正追溯方面建置相關設備與能力;並在2012年將針對光生物安全議題,籌備相關設備與驗證能力。

另外在「正」字標記認證推廣現況上,針對產品驗證方面,現已開放LED路燈的自願性參與測試方案,這部份已經開放LED路燈的「正」字標記申請品目;目前已有台灣LED燈具產品業者參與、並取得「正」字標記申請。另外在認可實驗室方面,目前也認可了台灣4家實驗室,來進行LED產品的檢測與抽樣。使用台灣的「正」字標記標註產品,將可提升產品的正面形象,廠商應可多多利用、申請。有關正字標記相關申請資訊,可透過正字標記推廣網站查詢。

LED照明國際發展趨勢

讓我們先環顧鄰近國家的標準制定現況。美國針對LED照明應用產品,已有30項相關標準,其中包含國家標準與產業標準,國家標準數量較少,目前仍以產業標準為多,其中以IES、UL佔絕大部分,美國採取UL標準為多,較少與IEC調和,目前美國有5種標準正在制定中。

日本部分則以產業標準與團體標準較多。產業標準為JIS、團體標準為JEL,這兩個標準佔日本LED照明產品的絕大部分,日本標準絕大部分均與IEC標準做調和。大陸方面,標準化體系區分較細,分國標、行業標準、企業標準,大陸計有21項,其中很多項目是調和IEC規範進行制定,在制定中的有24項。至於在韓國方面,多數以韓國自己的標準為主,大部分韓國標準也會選擇與IEC標準進行調和。

有關IEC在LED照明安全相關標準方面,在IEC 62778號有關光源與燈具的藍光危害問題評估,目前正在制定當中。IEC 62663-1未內建控制裝置光源的LED裝置安全性要求,如驅動電路外置於LED模組之外的光源應用,像是MR16應用,這類標準正在制定中。

62776一般照明用LED燈管的安全性要求,此標準僅針對可直接替換型的燈管,對於其他種類的燈管,IEC尚未提出規範。有關IEC LED照明性能要求方面,IEC針對未內建驅動電路的燈具上,正在制定於IEC 62663-2項目中;IEC 62442-3針對LED驅動、控制電路的效率量測方法,這兩個也均在制定中。

此外,IEC 62612在交流250V以下球泡燈的性能要求、IEC 62707-1白光LED照明產品的分類原則、以及IEC 62717 LED模組的性能要求這三項都在制定中,但已先行發佈PAS技術規範,提前給各界參考使用。IEC掌握制定規劃方案動向,交流50V以下LED球泡燈安規,目前正提案投票中,OLED平板燈的安規,目前也在投票中。

LED照明標準的發展趨勢

國際趨勢會在性能標準與安全標準兩大區塊,性能標準方面大多會著重於光性方面,安全性會著重於電性方面。LED產品安全性標準的主要測試項目,分為光源、零組件、燈具,不會脫離針對構造、防電擊、絕緣與異常測試等項目。

至於國際標準現已開始針對光學特性變化部分來進行驗證。事實上,LED產品光學特性會隨著長時間使用,而會出現光色與輸出變化,在色度偏移與光束維持率部分,國際標準會要求在6,000小時測試值需與0小時初始值進行比對;在加速壽命評估方面,均為針對加速壽命評估進行驗證,大多會以6,000小時作為測試評估基準,再利用特定時間來進行光衰評估,搭配統計模型去推估預期壽命。在容許差異方面,62717都有相關規定可以參閱。

LED照明產品的測試期間,一般國際公認額定壽命與測試期間,可以用1/4額定壽命方式、最長不超過6,000小時進行測試。舉例而言,若額定壽命為12,000小時,即需進行3,000小時的測試;若為24,000額定壽命產品則需測試達6,000小時;但若在62717主要零組件可取得6,000小時以上的測試數據,則可將形式測試縮為2,000小時。

在光束維持率方面,因為LED壽命很長,因此不可能依照額定壽命時間去做完整的光性測量、測試光束集中率。所以說在光束維持率方面,會以6,000小時為基準,以分類方式來評定光束維持率表現優劣。以6,000小時光衰低於10%、20%、30%、40%,分為一類、二類、三類、四類,讓消費者有評估產品優劣的依據。

在色差類別方面,6,000小時SDCM也要維持一致。縮短測試時間的性能要求,在色座標要求測試初始值不能超過自己標示的初始色座標,2,000小時不能超過6,000小時的測試數據。光束維持率方面,2,000小時不能低於宣告值,類別需在2,000小時與原先宣告類別表現一致。

光通量的量測 目前仍未有一致方法

在LED的性能表現方面,除效率只量初始值外,色溫、色座標、演色性指數、光束維持率等,都需要有6,000小時的表現數據。環境壽命與加速測試方面,溫度循環試驗為在-10°C~50°C下進行測試,點滅週期為17分鐘開啟、17分鐘關掉,點滅需做250次,進行時間差不多要為1,000小時,光束維持率也須在相同環境條件下進行測試。

至於加速壽命測試則以燈具?模組溫度加上10°C來進行測試。IEC並不建議在相當高的溫度下進行測試,如果在太高溫度下測試會使LED模組應力出現變化,一般只需要在燈具最高溫度加10°C進行測試,反而是相對務實的測試要求。