构建LED发展秩序

                                                                   ——2013国际SSL标准与检测峰会举行

时间：2013-12-01   作者：徐圆圆、高伟   来源：CSA标准化委员会

2013年11月11-12日，CSA标准化委员会协办的“2013国际SSL标准与检测峰会”在第十届中国国际半导体照明论坛(CHINASSL2013)期间举行。此次标准与检测峰会旨在为全球LED产业建立与LED照明产品相关的标准与检测的互动交流平台。
     美国环境保护署能源之星项目官员Peter· Banwell、Zhaga主席Jan Denneman、德国达姆施塔特大学教授Tran Quoc Khanh、韩国标准化研究院物理计量部主任Seung-Nam Park、上海时代之光照明电器检测有限公司标准技术部主任施晓红、远方光电科学研究所所长潘建根、国家半导体照明工程研发及产业联盟常务副秘书长阮军等国际国内标准、检测、认证等领域的近百位专家、企业家参加会议。本次会议主要就国际国内LED相关标准、检测与认证的最新进展、LED照明产品的互换性、可靠性、安全性、检测方法、质量认证等方面进行了探讨。

施晓红介绍了IEC标准最新发展动态。她首先介绍了IEC/TC34（Lamps and related equipment）的机构组成，之后重点介绍了管灯项目组（PT-Retrofit lamps）的研究工作，围绕着“9种双端LED管灯装到5种带有G5灯座的LED灯具的灯电路中会发生什么？”和“普通双端荧光灯误装到没有镇流器的LED灯具的灯电路中会发生什么?”两个问题展开讲解，对LED管灯装到灯具中的过热和短路危险进行了分析，提出了解决问题的根本方法：不使用直管荧光灯技术的G5/G8/G13灯座。表1、表2为IEC/TC34、CIE最新标准动态。

表1 IEC/TC34 最新标准动态

表2 LED 光度辐射度测量相关标准

远方光电科学研究所所长潘建根介绍了国际半导体照明标准与检测技术最新进展。他指出，LED光源具有安全、电性能、光度性能、寿命、颜色和热学6个方面的关键性能。围绕着这6个关键性能，在LED光度辐射测量、LED热学特性检测、LED光生物安全评估和LED闪烁及EMC抗扰度性能测试4个方面介绍了国际LED相关标准及测量技术的最新进展。
     LED光度辐射度测量相关标准主要有：
     其中，CIE TC 2-71 、CIE TC 2-74由远方光电主导制定，而CIE TC 2-71已经通过了委员会投票，也正与CEN TC169 WG7合作，即将成为欧盟标准EN 13032-4，CIE TC 2-74也已经进入第四个标准草案阶段。
     LED光色电性能有较强的温度依赖性，而LED各产品环节均存在热的问题，LED各级产品的热问题应采取不同的检测手段进行表征，相关检测标准见表3。

表3 LED 产品热学性能的相关检测标准

闪烁是评价LED性能的重要指标，随着可调光LED应用日益广泛，闪烁问题也越来越被关注。闪烁指数过高会引发头痛、眩晕等问题，严重影响照明质量，甚至成为安全隐患。为此，能源之星及IEA 4E均对产品的闪烁指数提出了要求。
     LED光生物安全主要是指蓝光危害，潘建根指出，目前国际LED相关研究人员达成了一致意见，“光辐射安全问题的确存在，但是没有那么严重，而且大部分的光源尤其是LED光源是安全的，在解决了显色性、眩光问题以及选择正确的色温后，LED不会有危害。”同时他强调，“过分染蓝光危害和降低OA照明色温的主张会对产业产生负面影响。”

表4 LED 光生物安全评估的相关标准

韩国标准化研究院物理计量部主任Seung-Nam Park展示了一种六端口积分球光度计，通过相应的数值验证测试显示，较于单一端口设计，六端口设计能极大改善积分球测试流明信号的均匀性。这一六端口设计的积分球在保证快速测试的同时增加了测试准确性。杭州远方光电信息股份有限公司检测校准中心主任陈聪介绍了大功率LED的热阻测量关键技术。基于对测试环境的分析、对结电压的测试和对热阻的测试方法的研究提出了高压LED热阻测试的关键技术，以应对由于大功率LED更复杂的结构和制备过程导致的热阻测试在这些器件中的应用遇到的新挑战。

美国环境保护署能源之星项目官员Peter Banwell详细介绍了在美国实施的一些半导体照明标准及这些标准未来的改进方向和美国能源部（DOE）对LED灯的测试程序，包括输入功率、输出流明、色温、额定寿命等;阐述了美国能源之星（ES）对灯和灯具的要求，以及最近完成的对于灯具规格的重要改进;并对能源之星照明产品认证的流程及其检测与评价的重要性作出说明。Peter Banwell指出，市场监管和测试对LED照明来说非常重要，依赖于它们才能确保产品质量。“标准只是书面文本，而依照标准对产品进行测试认证是保证市场健康发展的重要举措。”
     CSA常务副秘书长阮军呼吁共建标准化交流合作平台，深入开展区域、国际合作，以开放的心态共同推进标准体系建设。从国内现状来看，我国LED产业发展快，现有标准化工作程序、体系不能满足技术创新与应用市场需求;很多LED企业规模较小，研发投入不足且分散，而联盟作为产、学、研的合作组织，有利于发挥各方优势力量，探索标准化工作新机制。联盟标准以企业为主体，以研发成果等为技术支撑，广泛征求企业意见，形成了有效的工作机制，提高了企业参与标准的积极性。CSA将通过产品质量认证等工作联合企业共同应用推广联盟标准，联合打造政府采购与消费者市场选择的信心标签。
     方圆标志认证集团产品认证有限公司技术部副部长蒋洁就ELI高效照明产品认证项目的宗旨、背景、各国采信情况，LED高效照明产品认证的产品范围、标准开发、认证模式、宣传推广策略与活动，以及项目推广、实施的背景和已进行的活动作了详细汇报。蒋洁表示，ELI(Efficient Lighting Initiative)是全球高效照明产品认证，是一项自愿性的国际照明产品认证项目;侧重于向发展中国家、经济转型国家、废除白炽灯国家推广高效照明产品;重点关注产品的质量、安全、寿命、能效等综合性能;旨在全球范围内打造“信心照明产品标志”。ELI认证模式分为产品检验(ELI认可的实验室测试报告或进行产品抽样检测)、现场检查(对企业设计能力、产品质量保证能力、一致性进行检查)、获证后监督等三个部分。目前，LED筒灯、反射型自镇流LED灯、LED路灯/隧道灯、自镇流非定向LED灯、装饰照明用LED灯等已经通过了LED高效照明产品认证，后续将陆续开发LED模组、接口、控制装置、电源等认证项目。蒋洁表示，未来ELI认证项目将从推动建立全球检测实验室合作网络，采信企业已有检测结果便捷认证服务;借助亚洲能效标准标识与认证项目，加强与合作伙伴合作以推动ELI项目的本土化;继续推动澳大利亚等进口采信，推动相关电力公司，大宗采购、大型卖场对ELI的认可;推动国家相关政府部门及省市相关部门在重大工程项目、示范工程、对外援助项目等方面对ELI标志的认可;引导进口商和零售商对于ELI技术规范/标准的采纳，以确保产品质量(如南美某国家的COC认可等)等方面展开工作，与国际伙伴协作，共同致力于促进国际协调互认并逐步淘汰白炽灯。
     Tran Quoc Khanh讲解了德国“Cities in a new Light”LED照明示范工程及近3年的评估工作，对10个不同城市的不同使用场所的LED照明产品进行数据跟踪测试与分析，不同照明场所选择不同性能的LED灯来达到所需的照明效果。“Cities in a new Light”LED照明示范工程证明了LED照明产品较之传统灯具节能35%～75%，提高了民众对LED的接受度。
     台湾工研院光电所元件测试验证部经理周佩廷介绍了台湾LED照明产业标准与两岸推动现状。台湾目前的LED相关标准已有40余项，涵盖安全、测量、可靠性、性能、智能控制等方面，规范了台湾地区的LED产业秩序，促进了台湾地区LED产业的健康发展。今年来，两岸在LED领域开展了诸多的合作项目，包括共建示范工程、共同制定互认标准等。目前，台湾光电半导体产业协会（TOSIA）正在与CSA合作，共同制定《寒地LED道路照明产品性能要求》和《自镇流非定向LED灯》两项技术规范。

Zhaga主席Jan Denneman先生、CSAS规格接口标准化工作组组长周详、广东标准光组件专家组组长王钢教授、上海LED应用技术规范编制工作小组沈海平老师分别就Zhaga、CSA、广东、上海等不同组织和地区的LED照明产品规格接口标准化和互换性问题进行了深入的讲解。
     Jan Denneman先生以Zhaga Book 3射灯为例介绍了LED module的可互换性，可以保证当LED module更换时，灯具的其他任何部件均不需要更换的理念。Zhaga体现了国际大企业对LED照明产品的设计理念。Zhaga book中涉及的专利，作为Zhaga的成员来说，可以交叉免费许可，但是非成员采用Zhaga的接口规范进行生产时，用到的专利，需要获得Zhaga的专利许可。
周详以CSA016、CSA017两项联盟标准为例分别阐述了路灯隧道灯接口要求、控制装置接口要求等，并表达了除筒灯、射灯以外，在未来新的产品形式上的展望，如实现光源与建材的融合便于装修及各类环境的光源匹配。
     王钢教授介绍了标准光组件整个产业链的层级划分，以保证工业中间件的标准化。从制造企业中大规模收集现有的成熟“工业中间件”产品，经统一专利分析和优化后实现推广。
     沈海平介绍了上海LED隧道及道路照明应用推广工作（长江隧道、大连路隧道、申长路道路），在申长路（双向六车道）LED路灯试挂试验中，验证了LED（含可徒手更换式光源、符合CSA016的模组等）用于高等级道路照明工程的可行性，但同时表示 LED照明工程的推广任重而道远，接口标准化对于LED照明推广非常重要与迫切。
     接口规格化工作广受各方机构与组织关注，为产业自下而上的降低成本、扩大市场，利于推广等具有重要意义。Zhaga全球性企业利益集团、CSA非盈利性组织、广东省行业管理部门、上海工程应用部门均对该问题提出了可互换的解决方案，但不同解决方案的出现是真正的解决了问题，还是增加了保证互换的难度，目前来看还不得而知。解决方案的可执行性无疑是目前产业中大多数企业最关注的，可替换光源的可制造、可销售、可应用是决定企业最终能否生产的必要因素，从这一点出发，LED企业并没有必要无所适从。随着技术的逐步发展，市场的需求在变，被产业真正接受的解决方案也将推动产业的巨大发展。

飞利浦质量首席工程师陶国桥博士、CSAS可靠性及加速试验工作组组长袁长安博士分别就LED照明产品主要失效模式、CSA可靠性标准化工作发表演讲。陶国桥站在生产企业的角度从失效模式分析、产品设计、生产过程控制、产品筛选及现场质量反馈等方面逐步讲解了LED照明产品的可靠性控制。LED从裸片到照明系统，其失效模式有很多种，如硅胶对于光的小部分吸收即可导致其透射率的下降等，而以合适的成本达到所需的可靠性程度则是目前可靠性工作面临的巨大挑战。袁长安博士就目前CSAS可靠性及加速试验工作组正在进行的可靠性方面的工作做了介绍，除CSA020LED照明产品衰减加速试验方法以外，实验室正在开展控制装置的加速测试方法和光源/灯具色漂的加速测试方法。对于控制装置可靠性加速测试初步方案如表5所示，对于色漂的加速测试，考虑热与光共同负载的试验思路，从LED芯片和荧光粉、硅胶、反射镜和引线框架电镀层、PC透镜等关键材料的特点，研究相互影响，建立热、湿、光等多物理场框架，形成光衰和色漂的系统可靠性加速测试方法。

表5 LED 控制装置可靠性加速测试初步方案

全球、区域及国家、地方等各标准化组织均积极推进LED照明的标准化工作，其格局日趋多样化。科研技术成功应用于产品是市场逐步扩大的一个过程。LED应用于照明，开发的每一种产品（路灯、隧道灯、筒灯、射灯、球泡灯、LED模组等）根据其市场情况均有不同的成熟度，其标准化工作依据其成熟度形成不同层面的规范及标准。标准与检测随着技术和市场的发展而发展，将为产业逐步建立秩序，这是我国半导体照明产业的机会，也是挑战。