LED 燈具的安規(guī)要求

1　引言

     LED 具有節(jié)能 、環(huán)保的優(yōu) 勢 ，在燈具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已成為主要趨勢。由于 LED 所使用的技術(shù)及產(chǎn)品屬性已與傳統(tǒng)燈具大不相同，因此現(xiàn)行的一般燈具安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范顯然已不適用 。為協(xié)助業(yè)者正視此項(xiàng)議題 ，本期將以 LED 燈具所使用的技術(shù) 、可能應(yīng)用的范疇 、及目前 UL 所使用的安全評估來對此進(jìn)行明。

2 LED燈具技術(shù)及特性

　　所謂的 LED 燈 具 ，顧 名思 義 ，是 指燈 具產(chǎn) 品采 用 LED(Light—em itting D i0de，發(fā)光二極管) 技術(shù)做為主要 的發(fā)光源 。LED 是一種同態(tài)的半導(dǎo)體組件，其利用電流順向流通到半導(dǎo)體 p-n 結(jié)耦合處，再由半導(dǎo)體中分離的帶負(fù)電的電子 與帶正電的電洞兩種載子相互結(jié)合后，而產(chǎn)生光子發(fā)射，不同種類的 LED 能夠發(fā) 出從紅 外線 到藍(lán)光 之間 、與紫 光到紫 外線之間等不 同波 長的光線 。近幾年 的新發(fā)展則 是在 藍(lán)光 LED 上涂七螢光粉 ，將 藍(lán)光 LED 轉(zhuǎn) 化成 白光 LE D 產(chǎn) 品。此項(xiàng)操作一般需要搭配驅(qū)動(dòng)電路 (LED Driver) 或電源供應(yīng)器 (Pow —

er Supply)，驅(qū)動(dòng)電路或電源供應(yīng)器的主要功能就是將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電源，并同時(shí)完成與 LED 相符合 的電壓和電流 ，以驅(qū)動(dòng)相配合 的組件 。LED 燈具 的燈泡體積 小 、重量 輕 ，并 以環(huán)氧 樹脂封裝 ，可承受高強(qiáng)度機(jī)械沖擊和震動(dòng)，不易破碎，且亮度衰減周期長 ，所 以其 使用 壽命可長達(dá) 50，000 —100 ，000 小 時(shí) ，遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)鎢絲燈泡的 1，000 小時(shí)及螢光燈管的 10 ，000 小時(shí)。由于 LED 燈具的使用年限可達(dá) 5 一lO 年，所以不僅可大幅降低燈具替換 的成本 ，又因其具有極小 電流 即可驅(qū) 動(dòng)發(fā)光的特質(zhì) ，在 同樣照 明效果 的情 況下 ，耗 電量也只有 螢光燈 管的二分之一 ，因此 LED 也 同時(shí)擁有省 電與節(jié)能 的優(yōu)點(diǎn) 。不過 因?yàn)?LED 的部份技 術(shù) 尚嫌不足 ，所 以起初 使用 在燈具上 的缺點(diǎn)包 括光品質(zhì) (演色性 、一致性 、色 溫) 較差 、散熱不易 、且價(jià)格偏 高 ，而其 中不 當(dāng)?shù)纳?，則 會導(dǎo)致 LED燈具的亮度及電路零組件使用壽命加速衰減。隨著制 造技 術(shù)在近十年來 的突 飛猛 進(jìn) ，上述缺點(diǎn) ，包括LED 的熱阻逐 漸降低 、光 品質(zhì)也 在提升 中 。2008 年 ，除 了LED 白冷光 的發(fā)光效率 已達(dá)到 100 Lm/W ，而 LED 暖 白光 的發(fā)光效率 ，預(yù)計(jì) 在 2010 年 ，也 可從 目前 的 70 Lm/W 提高 至

100 Lm/W 。與 目前其 它通用光 源相較 ，鎢絲燈泡約　15 Lm/W   、 螢光日光燈約 45-60 Lm/W 、HID 燈 約 120-150Lm/W ，LED 的發(fā)光效率 顯然 已漸具優(yōu) 勢 ；以下是 針對 LED

及其它常見燈具 的燈性 比較 ：

3 LED燈具應(yīng)用范疇

　　隨著技 術(shù)的改善 ，LED 燈具的用途 已由過去數(shù)十年單純應(yīng)用在指示燈 、信號燈等，逐步使用在手機(jī)背光源、車內(nèi)用照明、煞車燈、LCD 電視 、手提電腦背光源等輔助照明；而在近兩年內(nèi)，其開始成為主照明系統(tǒng) ，所應(yīng)用的范疇可涵蓋建筑、戶外 、商業(yè) 、及居家等，產(chǎn)品則分別有：

4 LED燈具的安全規(guī)范

　　有感 于 LED 光源 制造 技 術(shù) 的提 升 、應(yīng) 用 層 面的 變廣 ，且現(xiàn)行 的 UL 燈具產(chǎn)品安規(guī)標(biāo) 準(zhǔn) ，對于 LED 光源并無 明確 的規(guī)范 ，因此在 2005 年 ，U L 即著手草擬 LED 光源產(chǎn)品 的安全規(guī)范 一Subject 8750 ，以規(guī)范一般性的基本結(jié)構(gòu)評估，來補(bǔ)充燈具產(chǎn) 品安規(guī)標(biāo) 準(zhǔn)的不 足 ，并計(jì) 劃未來 將正式 生效成 為 U L8750 安規(guī)標(biāo) 準(zhǔn) ，做 為所有 以 LED 為光 源的燈具 類產(chǎn) 品安全檢測的主要依據(jù)。

4．1 LED燈具在UL標(biāo)準(zhǔn)的分類

　　以下 首先針 對 LED 燈具 、LED 燈泡 及 LED 驅(qū)動(dòng)器等 三種基本產(chǎn) 品分類 ，及其分別 沿用至各成 品或零件 時(shí) ，所應(yīng) 參考的 U L 安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)特別注意事項(xiàng) ，以做為業(yè)者欲進(jìn)行產(chǎn)品安規(guī)檢測的基本指南。不過該表僅供讀者參考，產(chǎn)品實(shí)際的歸類 ，仍須依產(chǎn)品的用途及其使用環(huán)境來決定。

4．2 Subject 8750 的安全評估與測試

　　在大略了解各產(chǎn)品應(yīng)參考的標(biāo)準(zhǔn)后 ，以下將簡單說明與上述標(biāo) 準(zhǔn)互補(bǔ) 的 Subject 8750 。Subject 8750 目前已更新至第3修訂版 ，內(nèi)容共分 為 12 章 ，其中第 1 —4 章為 ：包含 范疇 ，定義等總章；第 5 —9 章為：結(jié)構(gòu)要求 ；第 10 —11 章為 ：測試評估 ；第 12 章則為 ：產(chǎn)品標(biāo)示。以下即針對 “結(jié)構(gòu)要求”與 “測試評估”等兩大內(nèi)容架構(gòu)陳述O 不過在此特別提醒讀者，由于每一本安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品用途與使用環(huán)境規(guī)定有所不同，因此采用 Subject 8750 條文規(guī)范的程 度 自然也不盡相 同。

4．2．1 結(jié)構(gòu)要求 (5 —9 章)

(1) 使用環(huán)境考量 ：產(chǎn) 品使用 在不 同環(huán) 境下 ，如 干燥(Dry) 、潮濕 (D am p) 、戶外 (W et) 等場所，安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對于帶電體的間距 、塑料外殼、測試、警示標(biāo)語 (M arking) 等，會有不同的要求。

(2) 機(jī)械性結(jié)構(gòu)要求：此部份首重外殼的安全要求 ，并著重 在防火 、防 電擊 、防碰 撞等性 能 ；另在 金屬外 殼 的厚度、防腐蝕性及塑料外殼的物理特性也有所要求，其它還有對隔板 、內(nèi)線保護(hù) 、抗拉 、灌膠等規(guī)定。

(3) 電氣性結(jié)構(gòu)要求：包括危險(xiǎn)帶電體的避免接觸、外露的結(jié)線端子 、內(nèi)部結(jié)線 、供 電端 與負(fù)載端 的連結(jié) 、電路 的隔 離 、絕 緣材 質(zhì)的使 用 、印刷 電路 板 的規(guī)格 、帶 電體 的間距 、電子零件、保護(hù)裝置 、及 Class 2 或 LPS 安全 回路的能量 限制等 ，皆在此部份的規(guī)范范圍 內(nèi)。

(4) 其它要求 ：如 LED 電源 、LED 數(shù)組 、LED 模塊及LED 控制模塊等安全及外殼要求等。LED 的電源可以是下列

標(biāo) 準(zhǔn)所 驗(yàn)證 的電 源供 應(yīng)器 ，包 括 U L 1012 ，U L 13 10 及 uL60950—1。基本上 ，LED 數(shù)組、LED 模塊及 LED 控制模塊只要位于 LPS ／C 1ass 2 安全回路上 ，就沒有任何電氣外殼的要求 。LED 燈具對 于電源輸 出方式的規(guī)定為基本絕緣 ，與完全沒有隔離是一樣的。對于 LED 數(shù)組、LED 模塊及 LED 控制模塊 ，如果使用的電源不用大到超過 LPS ／Class 2 ，建議最好要符合 LPS／Class2。反之 ，若使用的能量將大于 LPS／Class 2，則有沒有提供隔離一次側(cè)與二次側(cè)電源電路的絕緣 ，對塑料外殼的要求上，是沒有差別的。

4 .2．2 測試評估 (10-11 章)

　　在 Subject 8750 的測試項(xiàng) 目部份 ，U L 對產(chǎn) 品常進(jìn)行 的測試 如后 ：輸 入測試 (Input Test)、溫 升測試 (LED M odule Nor—m al O perations Tem perature Test)、絕 緣 耐 壓 測 試 (Dielectric

V oltage W ithstand Test)、異 常操 作 測試 (A bnorm al C onditionTests)、電子 零件 異 常 測試 (U nreliable C om ponent Abnorm alTest)、50 瓦電路量測 (50一W PointPow erM easurem entTest)等 。

5 LED 燈具最新產(chǎn)品類別 (CCN)

　　因?yàn)?LED 燈具 應(yīng)用 范 圍的 日漸 廣 泛 ，所 以在 今 年度 ，U L 定義了一些與 LED 應(yīng)用有關(guān)的新的產(chǎn)品類別 (CCN ) ，如 O O QA 2 (LE D 模塊 ，U L 8750) 、FK SZ (LE D 驅(qū) 動(dòng) 器 ，U L935) 、O O LV (節(jié) 能 燈 泡 ，U L1993) 、Q o vz (可 攜 式LED 燈具 ，U L 153) ，Q O V A (LED 廚 柜燈 ，U L 153) 、IFA M(LED 固定 式燈具 ，UL 1598) 、IFA O (LED 嵌燈 ，U L 1598)等，業(yè)者可根據(jù)不同產(chǎn)品類別進(jìn)行 U L 安規(guī)的申請。在此例

舉 日前 與業(yè)者 較為 息息相 關(guān) 的 CCN ，包 括 O O Q A 2 與 FK SZ的定義如下：

備注：經(jīng)由 U L 1012 ，U L 1310 與 U L 60950—1 所驗(yàn)證的

電源供應(yīng)器，也可以通過申請成為 FK SZ 的 LED 驅(qū)動(dòng)器。

6 結(jié)束語

　　雖然 LED 應(yīng)用在燈具的技術(shù)上 ，尚有發(fā)光效率不足 、散熱限制等議題尚待克服 ，然而在邁人綠色能源的時(shí)代 ，LED 光源市場的發(fā)展前景仍是十分可期待。雖然 LED 燈具的安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)尚處于磨合的階段 ，但如果業(yè)者在進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)時(shí) ，可以主動(dòng)積極注入新的安全 思維 ，并隨時(shí)留意國際市場上的產(chǎn)品檢測信息，勢必能夠提升產(chǎn)品在未來的競爭力。

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