美國能源之星LM-80

項目背景
在一片節(jié)能照明的呼喚聲中，各國開始針對固態(tài)照明領域制訂相關的標準，經過近一年的草案修訂后，美國能源之星固態(tài)照明燈具標準于2007年9月發(fā)布最終版。在各國積極推廣節(jié)能政策，而照明占全球總用電量近五分之一的情形下，LED發(fā)光二極管是目前最受期待可達成節(jié)能照明的最佳方式之一，隨技術的快速發(fā)展，半導體照明產業(yè)的商機也指日可待。
編輯本段照明燈具標準
能源之星對固態(tài)照明燈具制訂的標準，除依據(jù)符合現(xiàn)行照明工業(yè)參考標準和測試程序外，同時也由相關的照明工業(yè)組織開發(fā)新增或修訂的標準和測試程序。本標準適用的范圍為一般照明使用之固態(tài)照明產品，其中包括具有顯著照明功能的裝飾用產品，產品若要符合能源之星資格，則須滿足其標準規(guī)定之所有規(guī)范，其同時規(guī)范住宅及商用產品，且只適用于被設計連接至電力網(Electric Power Grid)之產品。 　　除此之外，指示用的固態(tài)照明產品，如交通燈和出口標志、專供裝飾之產品，以及被用于改造現(xiàn)有設備的固態(tài)照明產品都不適用于此標準。在本標準中，固態(tài)照明產品被分為A類產品(Category A)和B類產品(Category B)，該標準對各產品的規(guī)范中，一般規(guī)定的部分均適用于A類和B類產品。
表1 固態(tài)照明燈具的相關色溫范圍列表
標稱相關色溫(K) 色溫(K)
2,700 2,725±145
3,000 3,045±175
3,500 3,465±245
4,000 3,985±275
4,500 4,503±243
5,000 5,028±283
5,700 5,665±355
6,500 6,530±510

表2　能源之星固態(tài)燈具標準對各項性能特征規(guī)范之參考標準表 　　性能特征 量測方法參考標準
光輸出 IESNA LM-79-XX*
輸入功率 ANSI C82.2
功率因子 ANSI C82.77
流明衰退(L70) IESNA LM-80-XX*
演色性指數(shù) ANSI C78.377A*
IESNA LM-78-XX*
CIE 13.3-1995
IESNA LM-58
色度與相關色溫 IESNA LM-79-XX*
CIE 15:2004
IESNA LM-58
IESNA LM-16
色空間均勻度與色彩維持 IESNA LM-79-XX*
CIE 15:2004
IESNA LM-58
IESNA LM-16
電源供應器外殼最高量測或制造商指定測量點溫度 UL1598
噪音 聲音評定等級A：電源供應器不超過24分貝
便攜式燈具安全性 ANSI/UL 153
接線式燈具安全性 UL1598
一般規(guī)定適用所有燈具 　　能源之星在色度方面，要求燈具的相關色溫(CCT)必須包含其指定八個相關色溫值的任一個，且范圍落于附件中于CIE 1931色度圖上定義的七階色度四邊形(7-step Chromaticity Quadrangles)內(見表1)。其所定義的八個色度四邊形，除與能源之星日光燈規(guī)范現(xiàn)行的六個七階麥克亞當橢圓(MacAdam Ellipses)重合外，另外增加4500K及5700K可于固態(tài)照明燈具上應用的標稱(Nominal)相關色溫值。 　　此外，能源之星也要求燈具在不同方向的色空間均勻度(Color Spatial Uniformity)，如視角的改變的色度變化，必須位于從CIE 1976(u',v')色度圖的加權平均點(Weighted Average Point)之0.004以內。而產品壽命期間的色度變化在CIE 1976(u',v')色度圖上應于0.007內，其對于室內燈具的演色性指數(shù)(Color Rendering Index)也須在75以上。 　　至于其它方面，燈具在關閉狀態(tài)(Off-state Power)時不得消耗功率。但用于居住、運動、光控或具有外部控制及智慧的可獨立尋址燈具為例外，其在關閉狀態(tài)時的電消耗不得超過0.5瓦。能源之星也要求制造商提供從購買日起3年內修理或更換損壞零件，包括光源及電源供應器的保固，對于住宅產品而言，其書面保固必須于裝運時附于燈具包裝內，而燈具制造商也應遵守組件制造商對熱管理的指引、認證計劃和測試程序。
編輯本段對模塊和數(shù)組之要求
本標準的最終版比起其先前提出之草案版本，降低對于住宅室內流明衰退(Lumen Depreciation)的要求，以承認住宅室內應用較短的操作周期。這一降低會允許更多的產品以較低的成本，且依然很長的使用壽命進入市場，以此估計，住宅室內燈具在每天操作3個小時的情況下，可被預期維持70%的初始光輸出達23年。
編輯本段室外燈具之要求
關于住宅自動日光控制，能源之星規(guī)定附加于建筑物上的住宅燈具及其耗損功率大于13瓦的燈具，必須包含一個自動積分光傳感器(Integral Photo-sensor)以防止其在白天操作。此外，控制器必須在手動切換或測試操作24小時內自動重新啟動。
編輯本段電源供應器之要求
電源供應器的功率因子(Power Factor)在住宅用須大于0.70，商用則須大于0.90。最低操作溫度方面，規(guī)定戶外應用燈具之電源供應器應具有-20℃或更低的最低操作溫度。在實時(In-situ)操作時，量測之溫度值不應超過電源供應器制造商的最高建議外殼溫度或指定測量點溫度。此外，能源之星對于輸出操作頻率、電磁和無線電頻率干擾、噪音及瞬時電流保護等項目，也定出個別的規(guī)范說明。
編輯本段封裝之要求
有關控制裝置和應用不兼容性的部分，文件須寫明任何已知的不兼容性，包含光控制(Photo-controls)、調光器(Dimmers)或定時裝置(Timing Devices)。除一般規(guī)定外，能源之星還分別對于A類與B類產品針對相關色溫、光視效能(Luminous Efficacy)、區(qū)域流明密度(Zonal Lumen Density)、最小光輸出及其它的相關規(guī)定作出定義，并分類標示、個別列出以要求達到規(guī)定之值，本文將依標準分類之項目列舉說明： 　　A類產品 　　能源之星對非固態(tài)照明的住宅燈具的標準，是以在25℃環(huán)境下，測量之電燈系統(tǒng)的光輸出除以輸入功率作為系統(tǒng)效能，熒光燈的測試程序即支持此方式。然而，本標準利用燈具效能，建立固態(tài)照明燈具性能的準則： 　　燈具效能=燈具的光輸出量（包括燈具效率與熱效應）/燈具輸入效率 　　而能源之星在固態(tài)照明產品中所要求的程序是根據(jù)燈具效能，而不是系統(tǒng)效能的原因包括發(fā)光二極管一般都整合在燈具中，而準確測量脫離燈具的發(fā)光二極管光源往往不可能，故無法輕易移除而不改變光源的表現(xiàn)。發(fā)光二極管的性能明顯受到溫度上升的影響，其產生的熱通常經由外部散熱鰭片(Heat Sink)移除，而這裝置可設計在燈具上，將光源從散熱鰭片分離可能會明顯影響測量結果，且沒有標準或測試程序衡量發(fā)光二極管的系統(tǒng)效能。 　　然而，標準組織正在制訂發(fā)光二極管燈具的光度測試程序，此項測試程序目前以草案形式，并于2007年第四季度公布最終版標準。燈具效能可提供更實際的能源效率的信息，因考慮電源供應器、散熱和燈具的損失，從而更滿足買家尋求在最低能源輸入下能有最大的光輸出。針對不同種類的固態(tài)照明產品，能源之星分別作出了不同的規(guī)范，如表2所示。 　　B類產品 　　B類產品主要是宣告美國能源部的目標，本質上為大幅增加燈具未來的性能需求，并鼓勵持續(xù)改善固態(tài)照明燈具的技術選擇和燈具設計，B類產品在普遍照明的寬廣應用上將更合適，而不局限于A類產品的應用上。 　　在B類產品中，能源之星設定的最低燈具效能指標是為能達到當今采用傳統(tǒng)光源最具效率之照明系統(tǒng)。舉例來說，普遍接受之高性能T8日光燈和電子安定器(Electronic Ballast Systems)系統(tǒng)的額定值約為100lm/W，而高質量燈具的效率約為七成，所以燈具效能大約會在70lm/W左右。

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