自镇流LED灯性能及国内外标准要求

随着半导体照明技术的迅速发展，以LED作为光源的各式各样的灯和灯具大量出现，特别是出现了很多替代传统光源的LED灯，例如，代替普通白炽灯和自镇流荧光灯的LED球泡灯，代替反射型白炽灯的LED - R灯和LED - PAR灯，代替MR16卤素灯的LED - MR16，由于它们可在不需要更换传统灯具的情况下，就能方便地替换光源，迅速被广大消费者接受。

自镇流LED灯，就是指带灯头把稳定燃点部件集成为一体的LED灯。实际上LED的稳定燃点部件并不属于镇流部件，由于IEC 62560《SELf - ballastedLED - lamps
for general lighting services > 50V–SafetyspecificatiONs》草案采用了与自镇流荧光灯相同的“Self - ballasted”，即用“镇流”来描述LED的驱动，所以我国国家标准也直译为“自镇流LED灯”。而美国ENERGY STAR(能源之星)标准中则称之为“IntegralLED Lamp”，即整体式LED灯。

1自镇流LED灯 (整体式LED灯)的主要性能指标

1.1灯功率这里所指的灯功率是整灯的输入总功率，它不仅仅是LED发光器件消耗的功率。有的企业误将LED器件的功率认为是灯的功率，例如，采用了3颗1W的LED光源，额定功率就定为3W了，这样的错误会造成实测功率超出标准要求的范围。实际上灯功率还应包括驱动控制电路消耗的功率。

1.2功率因数功率因数是有功功率和视在功率的比值。功率因数低，说明无功功率大，会增加线路供电消耗。

1.3光通量光通量指人眼所能感觉到的辐射能量，它是照明光源的最重要指标。

1.4光效光效 (发光效率)即单位功率可发出的光通，由光通量除以实际消耗功率计算得出。它体现灯将电能转换为光能的效率，灯光效越高则越节能。

1.5颜色特征颜色特征由色表和显色性确定。灯实际发出光的颜色称为色表，由CIE1931(x，y)色度图的色品坐标来确定;灯发射的光的光谱特性对于被照物表面的影响称为显色性。在实际应用中，显色性用一般显色指数Ra来表示。

1.6光通维持率光通维持率是指灯在规定的条件下燃点，在寿命期间内某一特定时间的光通量与该灯初始光通量之比，以百分数来表示。

1.7开关试验开关试验是对灯进行反复的开启和关断的一种试验，用来考核灯耐开关冲击的能力。LED灯在开关性能方面比传统光源有明显的优势。

1.8寿命寿命分为单只灯寿命和平均寿命。单只灯寿命指一只灯从燃点至失效，或者工作至其光通维持率低于规定值时的累计时间。

平均寿命是指灯的光通量维持率达到规定要求并能继续燃点至50 % 的灯达到单只灯寿命时的累计时间。

灯虽然能够工作但光通维持率很低时，可以认为灯已失去有效的照明功能，所以光通维持率低于某个规定值时判定为失效，这个规定值有的为70 % ，也有的为50 % 。应注意产品规格书上宣称的寿命是指平均寿命，不是每只灯的寿命。

2关于自镇流LED灯 (整体式LED灯)性能的国内外标准要求的差异对比我国国家标准GB / T 24908－2010《普通照明用自镇流LED灯性能要求》、美国ENERGY STAR(能源之星)标准《ENERGY STARProgramRequirements
for Integral LED Lamps ENERGY STAREligibility Criteria(2009年12月发布)》以及国际电工委员会的IEC / PAS 62612《Self - Ballasted LEDLampsfor General Lighting Services PerformanceRequirements》标准 (草案)(下文分别简称为: GB / T24908、能源之星标准、IEC草案)都是关于自镇流LED灯性能要求的标准，但这3个标准的具体要求存在差异，本文对这些差异作详细说明，以便相关人员能正确理解和使用这些标准。

2.1灯功率GB / T 24908的5.3条要求: “灯在额定电压和额定频率下工作时，其实际消耗的功率与额定功率之差不应大于15 % 或0.5W。”考虑到额定功率比较小的灯，其额定功率的15 % 数值比较小，不易控制，允许功率偏差放宽到0.5W，例如: 额定功率为2W的灯，额定功率的15 % 为0.3W，小于0.5W，允许最大功率偏差0.5W;若额定功率的15 % 大于0.5W时，则取15 % 。

“实际消耗的功率与额定功率之差不应大于15 % 或0.5W”，也就是说实际消耗功率无论是大于额定功率还是小于额定功率，功率的正负偏差都应该满足要求。IEC草案的第7条款要求“LED灯的功率损耗不得超出额定功率的15 % ”，只是对实际消耗功率高出额定功率的范围进行限制，也就是规定上限值，对于功率负偏差并没有限制。

能源之星标准中虽未对灯功率进行要求，但标准中提到还应符合UL1993－1999，而UL1993对功率正偏差作了规定: 不高于额定功率的10 % +0.5W。

2.2功率因数GB / T 24908的5.4条要求“灯在额定电压和额定频率下工作时，其实际功率因数不得比制造商的标称值低0.05。”标准中并未规定功率因数的具体值，要求制造商应自我标称，但对实际功率因数小于标称值的作了下限规定，例如，标称功率因数为0.95，则实测值不低于0.90。

能源之星标准第4条款要求: 灯功率小于等于5W的功率因数不做规定，灯功率大于5W的功率因数的平均值需大于等于0.7。因为提高功率因数会对成本和效率造成影响，且小功率的灯对电网的影响较小，这样规定相对合理。IEC草案没有针对功率因数的要求。

2.3光通量GB / T 24908的第5.5条要求“灯的初始光通量可由制造商或销售商宣称，但其实测值不应低于标称值的90 % ”，也就是说没有规定一定要宣称，但一旦宣称，实测值不应偏低10 % 以上，高于宣称值是允许的。没有具体规定光通量应为多少。

能源之星标准要求: 非标灯 (Non - StandardLamps)最低光通量为200 lm。替代灯 (ReplacementLamps)则按照被替代的目标灯原有的光通量分别规定最小光通量。所谓的非标灯是没有指明要替代现有标准电灯的LED灯;替代灯是有指明替代现有某一款标准电灯的LED灯。例如，宣称可替代60W白炽灯的LED灯，其光通不得低于800 lm。

IEC草案的第8条款要求: “0h所测得的光通量不得小于标称光通量的90 % ”，也就是说实际的初始 (0h)光通量不能比标称的光通量偏低10 % 以上，高于标称是允许的，但对光通量应为多少也未作规定。在第4条要求灯上和包装上必须要标出光通量的值。

2.4光效GB / T 24908的第5.5条要求: “灯的初始光效等级可由制造商或销售商宣称，但其实测值不应低于的规定，如制造商或销售商未宣称则按Ⅲ级考核。”

按4个功率段、2个颜色范围、3个等级分别规定光效最低值。光效分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级，Ⅲ级光效最低。可以宣称这三个等级之一，未宣称则按Ⅲ级考核。例如，一只日光色的5W自镇流LED灯宣称达到Ⅰ级能效，按Ⅰ级要求考核，其实测光效值不得低于60 lm / W;未宣称则按Ⅲ级不低于40 lm / W考核。能源之星标准要求: 非标灯小于10W的光效不低于50 lm / W，大于等于10W的光效不低于55lm / W。替代灯又分为3种: 全方向灯、装饰灯、定向灯。LED球泡灯属于全方向灯，PAR灯、R灯、MR等反射型的LED灯属于定向灯，蜡烛形、小球泡装饰照明用LED灯属于装饰灯。全方向灯小于10W的光效不低于50 lm / W，大于等于10W的光效不低于55lm / W;装饰灯光效不低于40 lm / W;定向灯直径小于等于20 / 8 in 的光效不低于40 lm / W，灯的直径大于20 / 8in的光效不低于45 lm / W。IEC草案对光效未作规定。

2.5颜色特征

2.5.1色温、色品坐标、色品容差GB / T 24908给出了6个典型色调及其色坐标目标值、相关色温，色品容差 (SDCM)采用马克亚当椭圆，要求小于等于7。目前LED灯的颜色控制比较困难，所以标准有适当放宽。

能源之星标准规定的色温只有4个，比我国国家标准少了5 000K和6 500K这2个高色温，并规定了色温的容差范围，要求色温在四边形内。色坐标的容差要求采用CIE1976(U’，V’)色度图的色坐标 (U’，V’)的偏差值Duv来表示，要求Duv小于0.006。对色保持 (Color Maintenance)作了要求，即灯燃点到6000h时颜色变化Duv在0.007以内。

IEC草案第9.1条也推荐了6个色温，色温分别在0h和标称寿命25 % 时 (最高6 000h)进行测试，两次实际测量的色温数值应在规定的色品容差范围内。色品容差 (SDCM)采用马克亚当椭圆，分为Cat3～Cat8的6个等级，Cat3色容差小于等于3;
Cat4色容差小于等于4;……;
Cat 7色容差小于等于7;
Cat8色容差不在7以内 (即等于不作考核了)，具体哪个等级由制造商或销售商宣称，在产品和包装上标出。对色温不仅仅考核初始值，也像能源之星标准一样考核寿命期间色温的变化，增加了标称寿命25 % 作为一个监控时间点，如果标称寿命25 % 超过6 000h，就在6 000h时测试。由于目前用于照明的白光LED光源基本上都是采用蓝光LED芯片覆盖黄色荧光粉的方式合成白光，在寿命燃点期间蓝光LED芯片和荧光粉都会有可能衰变，二者衰变的不同步就会引起色漂移，所以考核寿命期间颜色的变化很有必要。

2.5.2显色指数GB / T 24908的第5.6条规定“灯一般显色指数Ra的初始值不应比规定值低3个数值”。规定值为80，也就是说实测值不低于77就可以符合标准，不规定正偏差。

能源之星标准第4条款对所有灯 (无论非标灯还是替代灯)要求一般显色指数Ra最小值为80。考核方法为Ra平均值不低于80，单只最低值不低于77。而且要求饱和红色的特殊显色指数R9大于0。IEC草案的第4条款对显色指数应为多少也未作规定。但要求灯上和包装上必须标出显色指数。

在9.2条中要求“LED灯的显色指数分别在0h和标称寿命25 % 时 (最高6 000h)进行测试，实际测量的显色指数数值偏差不得超过标称值5个数值。”它不仅考核初始值也考核标称寿命25 % 时的值，且偏差无论正负都不许超过5个数值。

2.6光通维持率GB / T 24908第5.7.2条规定“灯在燃点3 000h时其光通维持率应不低于92 % ;在燃点6 000h时，其光通维持率应不低于88 % ;在燃点70 % 额定寿命时，其光通维持率应不低于70 % 。”

能源之星标准对非标灯、全方向灯和定向灯要求燃点到25 000h时光通维持率大于等于70 % 。为缩短验证时间，增加燃点6 000h时平均光通维持率大于等于91.8 % 考核点。而且对于功率大于等于10W的灯要求燃点在45℃高温环境中。对装饰灯，在25℃正常试验温度下，要求燃点到15 000h时光通维持率大于等于70 % ，考核6 000h时平均光通维持率 (大于等于86.7 % )。在第8条款“光通维持率测试和寿命宣称”中还规定，如果宣称寿命较长 (非标灯、全方向灯和定向灯宣称寿命大于25 000h、装饰灯宣称寿命大于15 000h)，光通维持率要求要提高。

IEC草案在第10.1条中给出了5个等级的光通维持率，6 000h与0h的光通量比较，光衰不大于10 % 的为CatA;不大于20 % 的为CatB;……;不大于50 % 的为CatE。光衰是光通维持率的反义指标，1减去光通维持率就是光衰，比如，光通维持率90 % 也就是光衰10 % 。这个标准并未规定必须到达的等级，仅要求制造商宣称并标识出。

2.7开关试验GB / T 24908的第5.7.2规定: “在额定输入电压下，将灯开启和关闭各30s，此循环重复进行15 000次，在试验结束后灯应能正常工作15min。”能源之星标准规定: 循环周期是2min开2min关，循环次数须达到寿命小时数的一半。比如，宣称寿命是30 000h，开关次数不得低于15 000次。

IEC草案在第10.2.1条款b中规定: “在额定输入电压下，将灯开启和关闭各30s，开关循环至额定寿命的一半 (例如: 若额定寿命为20 000h则开关10 000次)。在测试结束后LED灯还能工作并保持点亮15min。”

2.8寿命在寿命的定义中，除了灯熄灭算寿终外，灯的光通维持率低于规定值也认为是灯寿终。GB / T 24908第3.2“失效”定义中规定光通维持率低于50 % 为失效。IEC草案中以低于50 % 的光通维持率作为寿终判据，但对于专业化的照明应用，则可选择70 % 的光通维持率作为寿终判据。对光通维持率的选择可由制造商决定，但采用50 % 的必须在产品和包装上标注出，采用70 % 的在产品说明书中标注。能源之星标准是采用L70寿命，即光通维持率达70 % 时为寿命终了。GB / T 24908的第5.7.1条规定: “灯的平均寿命不应低于25 000h。”

能源之星标准规定: 装饰LED灯最低寿命15 000h;其他LED灯最低寿命为25 000h。允许宣称较高的寿命等级。装饰灯可以宣称20 000h，所有类型的灯都可以宣称30 000h、35 000h、40 000h、45 000h、50 000h。但宣称寿命较高时，6 000h时的光通维持率要求也相应提高，而且对于宣称寿命大于25 000h的还要加测其他时间点的光通维持率。例如: 宣称寿命35 000h的，要求6 000h的光通维持率要达到94.1 % ，比宣称寿命25 000h的91.8 % 高出2.3 % ，而且要加测8 750h时的光通维持率，要求此时光通维持率还要达到91.5 % 。

IEC草案规定灯的寿命由制造商决定并在灯上标出。寿命以光通维持率和内置电子镇流器的寿命共同考核。由于自镇流LED灯是一个整体，除非永久破坏否则无法拆除，因此使用完整的灯进行测试。内置电子镇流器寿命测试包括开关试验、温度循环冲击试验、高温寿命试验。温度冲击试验为: 不通电的LED灯首先放置在－10℃下1h，然后立刻移到50℃烘箱内1h，如此循环5次。高温寿命试验为: LED灯在标称电压、45℃环境温度下工作到标称寿命25 % 时 (最高6 000h)，在测试结束且温度降至室温后，灯还应保持点亮15min。

3结束语

本文对3个LED灯性能标准的对比仅涉及LED灯性能要求的一部分，供行业内的相关人员参考。目前半导体照明发展速度飞快，LED照明产品日新月异，性能指标提高很快，新的标准和技术规范等也不断涌现，国内外相关的标准也会不断地更新，相关方应持续予以关注。