能源之星(Energy
Star)，是適應(yīng)美國(guó)能源部要求興起的一項(xiàng)認(rèn)證，是除了UL、FCC認(rèn)證以外，燈具類產(chǎn)品進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)最受客戶歡迎的一項(xiàng)認(rèn)證。UL體現(xiàn)了產(chǎn)品良好的安全性，F(xiàn)CC體現(xiàn)了產(chǎn)品的電磁兼容性，而Energy Star認(rèn)證則體現(xiàn)了產(chǎn)品良好的節(jié)能性能，特別是針對(duì)現(xiàn)在全球能源日漸緊缺的情況。能源之星評(píng)級(jí)已成為消費(fèi)者和企業(yè)購(gòu)買決策的一個(gè)重要組成部分。
CEC Title24標(biāo)準(zhǔn)是在2016年發(fā)布的新的建筑能效法規(guī)，法規(guī)要求適用的高效光源必須滿足Joint Appendix JA8-2016的測(cè)試和要求。此法規(guī)中要求對(duì)高效照明光源的頻閃(Flicker)必須進(jìn)行量化測(cè)試和報(bào)告。
此次評(píng)測(cè)我們根據(jù)能源之星和T24要求，對(duì)一款獲得能源之星認(rèn)證的筒燈產(chǎn)品LEDL65-120V-15W-T進(jìn)行剖析。本次評(píng)測(cè)樣品來(lái)自上?？崴{(lán)電子科技有限公司，由新東方國(guó)際認(rèn)證測(cè)試服務(wù)中心擔(dān)任第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行產(chǎn)品參數(shù)的檢測(cè)，由梁廣全梁工對(duì)報(bào)告進(jìn)行相關(guān)的翻譯與整理工作。以下是報(bào)告內(nèi)容。
產(chǎn)品信息
產(chǎn)品性能VS標(biāo)準(zhǔn)要求
通過(guò)上面主要參數(shù)的比對(duì)，我們可以很清楚的了解到能源之星標(biāo)準(zhǔn)與這款產(chǎn)品參數(shù)之間的比對(duì)，接下來(lái)我們?nèi)讉€(gè)參數(shù)來(lái)進(jìn)行分析。
能源之星分析
1、電氣光色參數(shù)
光、色參數(shù)在能源之星里有提出明確要求，定向下照燈具光效要求≥55 lm/W，光通量要求不高，因此光效是作為一個(gè)主要考量參數(shù)。另一個(gè)指數(shù)是顯色指數(shù)，能源之星要求Ra≥80，R9> 0,室內(nèi)商照燈具Ra80是屬于常規(guī)要求，這里有對(duì)R9進(jìn)行了明確要求(R9即飽和紅色)，我們來(lái)詳細(xì)看一下這個(gè)燈的光色參數(shù)(見圖1)：
圖1
1)光效
從圖中我們可以看到，光效達(dá)到67.8 lm/w，高出能源之星要求23.27%，算是不錯(cuò)了，但是離行業(yè)水準(zhǔn)還有點(diǎn)差別，一般筒燈都做到70lm/w左右。
2)顯色指數(shù)
另外我們來(lái)看一下Ra，達(dá)到了92.3，R9=60，從R1～R15各項(xiàng)參數(shù)來(lái)看，都表現(xiàn)優(yōu)秀，可以用在一些比較專業(yè)的場(chǎng)所。從圖1可以看到 Ra有R1～R15，其中R1～R8稱為典型顯示指數(shù)，R9～R15稱為特殊顯色指數(shù)，Ra表示平均顯色指數(shù)(R1～R8的平均值)。尤其R9(深色鮮紅)是評(píng)價(jià)紅色復(fù)現(xiàn)質(zhì)量的指標(biāo)，可以用來(lái)評(píng)價(jià)生肉的顯示性。博物館、美術(shù)館等場(chǎng)所則要求對(duì)所有的顏色都能高度真實(shí)還原，對(duì)Ra和R1-R15指數(shù)的要求就更為嚴(yán)格。
3)色溫
能源之星將色溫分為五個(gè)區(qū)，2700K、3000K、3500K、4000K、5000K，對(duì)顏色角度一致性也做了要求，光束角范圍內(nèi)色坐標(biāo)與加權(quán)平均值坐標(biāo)在CIE1976色度圖上的的直線距離在不超過(guò)0.006。產(chǎn)品實(shí)際測(cè)試色溫2971K，Duv-0.0004，接近標(biāo)準(zhǔn)值(詳見圖2)。
圖2
2、調(diào)光參數(shù)
這款產(chǎn)品是一款具有調(diào)亮度筒燈，在能源之星里面有明確燈具及其組件至少能夠提供20%到100%光通量連續(xù)可調(diào)的能力。在調(diào)光最低光輸出時(shí)距離1米或以內(nèi)的噪音不應(yīng)超過(guò)24dBA。產(chǎn)品測(cè)試光通量為1002.1 lm,20%-100%光通量連續(xù)調(diào)光，光通量范圍則是從200.42lm-1002.1 lm。能源之星測(cè)試直接將光輸出調(diào)到最低要求(見圖.3),光通量在調(diào)至192.6 Lm 光、色參數(shù)無(wú)明顯變化，PF隨之變化是正?，F(xiàn)象!調(diào)光功能打到20%-100%調(diào)節(jié)!
2.1、噪音
關(guān)于在調(diào)光過(guò)程中驅(qū)動(dòng)噪音，是由于調(diào)節(jié)電流會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象，在能源之星中要求是在調(diào)光最低光輸出時(shí)距離1米或以內(nèi)的噪音不應(yīng)超過(guò)24dBA。實(shí)際測(cè)試為13.7dBA<1m(見圖.4)。噪音表現(xiàn)極好，比標(biāo)準(zhǔn)值還低42.92%。< p="">
圖3
圖4
3、浪涌保護(hù)
浪涌(Electrical surge)，顧名思義就是瞬間出現(xiàn)超出穩(wěn)定值的峰值，它包括浪涌電壓和浪涌電流。浪涌主要指的是電源(只是主要指電源)剛開通的那一瞬息產(chǎn)生的強(qiáng)力脈沖，由于電路本身的非線性有可能高于電源本身的脈沖;或者由于電源或電路中其它部分受到本身或外來(lái)尖脈沖干擾叫做浪涌.它很可能使電路在浪涌的一瞬間燒壞，如PN結(jié)電容擊穿，電阻燒斷等等. 而浪涌保護(hù)就是利用非線性元器件對(duì)高頻(浪涌)的敏感設(shè)計(jì)的保護(hù)電路，簡(jiǎn)單而常用的是并聯(lián)大小電容和串聯(lián)電感。
能源之星浪涌保護(hù)要求線路浪涌為100KHz，2.5KV的七次振鈴波，有共模和差模兩種模式，即L-N以及L/N-PE,產(chǎn)品測(cè)試通過(guò)，符合能源之星要求 (見圖5)：
圖5
4、溫度測(cè)試
溫度主要要求測(cè)試方面，一則為驅(qū)動(dòng)溫度，一則問(wèn)LED結(jié)溫，溫度對(duì)燈具的光通量、光效、使用壽命等都有較大影響，良好的散熱功能以及較低的發(fā)熱會(huì)極大的提升燈具各方面性能，延長(zhǎng)燈具使用壽命。
1)、驅(qū)動(dòng)外殼溫度
驅(qū)動(dòng)壽命是限制燈具壽命的一大因素，80%燈具壽命終止均由于驅(qū)動(dòng)失效因此，驅(qū)動(dòng)壽命宣稱30000H，LED壽命一般≥50000H，熱量問(wèn)題是引起并會(huì)加速失效的原因，因此良好的導(dǎo)熱、散熱是一個(gè)重要手段!驅(qū)動(dòng)外殼溫度能源之星要求為燈具產(chǎn)品穩(wěn)定運(yùn)行達(dá)到溫度平衡后，溫度不應(yīng)超過(guò)驅(qū)動(dòng)制造商建議的最大溫度，制造商標(biāo)稱為 ≤105 ℃。由于產(chǎn)品為光引擎集成方案，驅(qū)動(dòng)元器件集成在光源版上，因此測(cè)試驅(qū)動(dòng)外殼溫度應(yīng)該測(cè)試溫度最高元器件的溫度(見圖6)。在電子元件中IC為發(fā)熱最大的電子元件，因此此次測(cè)試的是IC的表面溫度，溫度為58.2℃，溫度比制造商建議最大溫度低46.8℃，低44.57%，電子元件工作溫度降低，一時(shí)導(dǎo)熱良好，燈具散熱順暢，二則電子元件質(zhì)量保證，余量留得夠足，未滿載工作，這樣能更好地保證電子元件壽命，燈具壽命也得以保證。
圖6
2)、LED溫度
LED溫度一般為L(zhǎng)ED結(jié)溫， LED的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)半導(dǎo)體的P—N結(jié)。實(shí)驗(yàn)指出，當(dāng)電流流過(guò)LED元件時(shí)，P—N結(jié)的溫度將上升，嚴(yán)格意義上說(shuō)，就把P—N結(jié)區(qū)的溫度定義為L(zhǎng)ED的結(jié)溫。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸，因此我們也可把LED芯片的溫度視之為結(jié)溫。
LED結(jié)溫是影響LED光衰以及壽命的重要評(píng)判因素，結(jié)溫越高越早出現(xiàn)光衰，也就是壽命越短，壽命就是LED亮度降至70%的的時(shí)長(zhǎng)!能源之星要求LED溫度為客戶建議溫度≤105℃，實(shí)測(cè)為56.7℃(見圖7)，溫度比建議溫度低48.3℃，低了46%，因此綜合驅(qū)動(dòng)外殼溫度以及LED結(jié)溫，能很好的說(shuō)明產(chǎn)品導(dǎo)熱以及散熱良好，能很好的將熱量通過(guò)自然對(duì)流輻射到空氣中，很好的保證的產(chǎn)品壽命。
圖7
FCC認(rèn)證分析
FCC認(rèn)證是關(guān)于電磁兼容方面的測(cè)試認(rèn)證，美國(guó)FCC對(duì)于工作頻率在9KHZ以上的電子產(chǎn)品所產(chǎn)生的電磁干擾均有管制，許多無(wú)線電應(yīng)用產(chǎn)品、照明產(chǎn)品和數(shù)字產(chǎn)品要進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)，都要求FCC的認(rèn)可。
現(xiàn)我們根據(jù)一款來(lái)自上?？崴{(lán)電子科技有限公司型號(hào)為L(zhǎng)EDL165-120V-15W筒燈的FCC測(cè)試報(bào)告，詳細(xì)地分析系列參數(shù)。
從樣品看得出，這是一款A(yù)C Drv筒燈，采用的是光引擎標(biāo)準(zhǔn)模組作為光源，采用去驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)方案，集成度高!首先我們先明確一下，這一份報(bào)告執(zhí)行的是FCC Part15B(Class B)部分，主要是傳導(dǎo)騷擾和輻射發(fā)射測(cè)試，屬于EMC范疇，按照ANSI C63.4-2014標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試!下面我們來(lái)看一下傳導(dǎo)和輻射的測(cè)試結(jié)果:
首先從報(bào)告上看，傳導(dǎo)騷擾和輻射發(fā)射兩項(xiàng)測(cè)試，樣品都能通過(guò)(如圖8)，采用AC方案通過(guò)，不簡(jiǎn)單：
圖8
1、傳導(dǎo)騷擾測(cè)試(CE)
傳導(dǎo)騷擾測(cè)試，主要是用于考察被測(cè)設(shè)備通過(guò)電纜或其它線纜對(duì)與之相連的主電源及其它信息設(shè)備的傳導(dǎo)干擾情況。這是EMC測(cè)試的一個(gè)重要指標(biāo)。先看一下實(shí)驗(yàn)程序(圖9)和現(xiàn)場(chǎng)(圖10)：
圖9
圖10
接下來(lái)我們看一下FCC Part 15B的傳到騷擾限值(如圖11)：
圖11
再看一下樣品測(cè)試結(jié)果，測(cè)試分為火線(L)和零線(N)兩個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)，如下:
1）、 火線(L)傳導(dǎo)騷擾測(cè)試：測(cè)試結(jié)果(如圖12、圖13)
圖12
圖13
如圖12中標(biāo)記幾個(gè)標(biāo)示點(diǎn)，這個(gè)是FCC Part 15B中幾個(gè)取樣分界點(diǎn)，圖中峰值顯示線以及均值顯示線均在要求界線之下，一般看測(cè)試數(shù)據(jù)不能超過(guò)此峰值要求界線則為合格產(chǎn)品。從圖13數(shù)據(jù)看，峰值和均值顯示線都在要求界線下，圖中1、3為均值測(cè)量值較大值的兩個(gè)點(diǎn)，2、4為峰值中較大值得兩個(gè)點(diǎn)，可看出峰值顯示在0.168MHz和0.177MHz出現(xiàn)峰值較大的兩個(gè)點(diǎn)，峰值線0.168MHz頻率點(diǎn)測(cè)量值為59.5dBuV，限值為65.06dBuV,余量是5.54dB，0.177MHz頻率點(diǎn)測(cè)量值為59.32dBuV，限值為64.63dBuV，余量為5.31Db，如果一致性較差，再者因?yàn)镋MC是不穩(wěn)定的，而且不同實(shí)驗(yàn)室之間也是有誤差的，所以余量愈多，就越保險(xiǎn)。余量太少實(shí)際測(cè)試中很容易會(huì)超過(guò)峰值界線導(dǎo)致傳導(dǎo)騷擾不通過(guò)，這個(gè)是值得注意的。
2）、 零線(N)傳導(dǎo)騷擾測(cè)試：測(cè)試結(jié)果(如圖14、圖15)
圖14
圖15
如圖14中標(biāo)記幾個(gè)標(biāo)示點(diǎn)，這個(gè)是FCC Part 15B中幾個(gè)取樣分界點(diǎn)，圖中峰值顯示線以及均值顯示線均在要求界線之下，一般看測(cè)試數(shù)據(jù)不能超過(guò)此峰值要求界線則為合格產(chǎn)品。從圖15數(shù)據(jù)看，峰值和均值顯示線都在要求界線下，圖中1、3為均值測(cè)量值較大值的兩個(gè)點(diǎn)，2、4為峰值中較大值得兩個(gè)點(diǎn)，可看出峰值顯示在0.168MHz和0.190MHz出現(xiàn)峰值較大的兩個(gè)點(diǎn)余量分別是5.44dB和5.59dB，這個(gè)是值得注意的。
綜上所述，這個(gè)產(chǎn)品在傳導(dǎo)騷擾方面，做的還是挺好，但是在較大值的幾個(gè)點(diǎn)上，還需要做一些改進(jìn)，余量需要增加，一般做到7dB以上比較保險(xiǎn)，EMC是不穩(wěn)定性，以及實(shí)驗(yàn)室的差異性，余量愈多，就越保險(xiǎn)。
2、輻射騷擾測(cè)試(RE)
輻射騷擾(RE)主要是指能量以電磁波的形式由源發(fā)射到空間，并在空間傳播的現(xiàn)象，對(duì)周圍環(huán)境中的設(shè)備可能造成嚴(yán)重干擾。輻射騷擾測(cè)試是電磁兼容的重要內(nèi)容。先看一下實(shí)驗(yàn)程序(圖16)和現(xiàn)場(chǎng)(圖17)：
圖16
圖17
接下來(lái)我們看一下FCC Part 15B的輻射騷擾限值，一般為3米暗室和10米暗室進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試空間大小不同，限值也不同(如圖18)：
圖18
再看一下樣品測(cè)試結(jié)果，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)我們進(jìn)行分析，此次測(cè)試是在3米暗室進(jìn)行的測(cè)試，輻射騷擾一般有兩個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)，一個(gè)是天線水平位置，一個(gè)是天線垂直位置，所以一般報(bào)告會(huì)有兩張圖是比較完整的，這份把報(bào)告還欠缺一張:
首先看水平位置的測(cè)試數(shù)據(jù)(如圖19)：
圖19
從測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看，水平位置輻射騷擾做的很好，余量都很大，峰值較大點(diǎn)出現(xiàn)在39.473MHz和41.111MHz兩個(gè)頻率點(diǎn)上，39.473MHz頻率點(diǎn)測(cè)量值為14.32dBuV/m，限制為40dBuV/m，余量為25.68dB，頻率點(diǎn)41.111MHz頻率點(diǎn)測(cè)量值為14.87dBuV/m，限制為40dBuB/m，余量為25.13dB，余量都做得很足。
再來(lái)看垂直位置的測(cè)試數(shù)據(jù)(如圖20)：
圖20
從測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看，垂直位置同樣輻射騷擾做的很好，余量都很大，峰值較大點(diǎn)出現(xiàn)在40.695MHz和168.859MHz兩個(gè)頻率點(diǎn)上，40.695MHz頻率點(diǎn)測(cè)量值為23.79dBuV/m，限制為40dBuV/m，余量為16.21dB，頻率點(diǎn)168.859MHz頻率點(diǎn)測(cè)量值為14.76dBuV/m，限制為43.5dBuB/m，余量為28.74dB，余量都做得很足。
綜上所訴，在輻射騷擾方面，這款產(chǎn)品做的很好，余量都做得很足，一般測(cè)試時(shí)需要留預(yù)留3dB(也就是距離限值有3dB的余量)，這款產(chǎn)品做到15dB以上的余量，非常好，因?yàn)镋MC是不穩(wěn)定的，而且不同實(shí)驗(yàn)室之間也是有誤差的，所以余量愈多，就越保險(xiǎn)。
綜合傳導(dǎo)騷擾和輻射騷擾數(shù)據(jù)來(lái)看，此款產(chǎn)品都符合FCC Part 15B要求，輻射騷擾做的比較優(yōu)秀，余量很大，這個(gè)AC光引擎方案的筒燈，在傳導(dǎo)和輻射方面都做的不錯(cuò)，同時(shí)跟普通恒流電源供電方案對(duì)比，成本得到控制，零配件較少，降低了生產(chǎn)工序，減少了生產(chǎn)中不可控因素出現(xiàn)的概率。
T24頻閃測(cè)試
測(cè)試設(shè)備和環(huán)境要求：
恒溫測(cè)試裝置。溫度要求25℃ ±5℃，防止外界雜散光；
快速光度探頭，要求上升響應(yīng)時(shí)間不大于10us；
數(shù)據(jù)采集示波器，要求系統(tǒng)取樣時(shí)間間隔不大于50us，數(shù)據(jù)記錄頻率不低于20KHz，至少保存1s內(nèi)取樣數(shù)據(jù)。
運(yùn)算
在每一個(gè)調(diào)光水平(100%，20%和最小調(diào)光水平)需要進(jìn)行以下測(cè)試數(shù)據(jù)的處理和計(jì)算，計(jì)算公式如下：
在時(shí)域需要進(jìn)行反傅里葉分析數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換運(yùn)算，分別在無(wú)濾波和40HZ，90 HZ，200 HZ，400 HZ和1000 HZ濾波頻率狀態(tài)下進(jìn)行振幅調(diào)制百分比測(cè)試和計(jì)算;
根據(jù)頻閃測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試結(jié)果如圖21，
圖21
具體測(cè)試設(shè)備和調(diào)光器規(guī)格為
圖22
在滿功率時(shí)的頻閃指標(biāo)測(cè)試結(jié)果
圖23
在20%功率的頻閃指標(biāo)測(cè)試結(jié)果
圖24
T24頻閃指標(biāo)測(cè)試是目前我們看到的明確的定量化的測(cè)試頻閃的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于交流直接驅(qū)動(dòng)的光引擎，目前雖然市場(chǎng)占有率在不斷增長(zhǎng)，但還不是市場(chǎng)的主流，主要的原因是頻閃問(wèn)題沒有得到很好的解決。讓我們驚訝的是這款產(chǎn)品完美得解決了令人困擾的頻閃問(wèn)題，并且測(cè)試指標(biāo)表明，余量具有很大的空間。在調(diào)光過(guò)程中，調(diào)光表現(xiàn)平滑，沒有閃爍，調(diào)光深度低于5%。
以上所有數(shù)據(jù)來(lái)源：新東方國(guó)際認(rèn)證測(cè)試服務(wù)中心
結(jié)語(yǔ)
綜合來(lái)看，這款產(chǎn)品外觀簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有任何多余的結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上可以說(shuō)做到了極致，并且在光源方案上引進(jìn)光引擎方案，無(wú)需電源，安裝簡(jiǎn)便，無(wú)過(guò)多的生產(chǎn)操作，極大的降低了生產(chǎn)程序減少人為因素導(dǎo)致的產(chǎn)品不良，極大的提升了產(chǎn)品品質(zhì)。性能上滿足能源之星要求，各方面參數(shù)表現(xiàn)良好，是一款值得推薦的產(chǎn)品。最后，特別感謝梁工為本次評(píng)測(cè)的測(cè)試報(bào)告進(jìn)行翻譯與點(diǎn)評(píng)！
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