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LED 照明产品在认证检测过程中易出现的质量问题讲解

2015/9/16 19:12:06      点击:

近期较大批量 LED照明产品的检测数据,经归纳和分析,指出 了倾向性的问题,并且提出了解决这些问题的思路和方法。 关键词:独立式、 IP 防护、防雷电浪涌、 SELV、光衰、结温 序言 国务院 6 部委的联合发文, 明显促进了 LED产业的兴起。近年来, 随着 LED 光效的快速进步及成本的大幅下降,使 LED 进入照明领域的步伐明显地加快。 去年发改委开展的“ LED 照明示范工程”项目,使得这一领域的从业人员的热 情空前地高涨,但是,由于本领域的企业及从业人员对这方面标准的知晓及理解 普遍地不足,造成了 LED 照明产品设计方面存在较多的普遍性问题,如果不认 真加以研究及解决,将导致从业企业多走弯路且浪费大量的资源。认真分析和研 究这些问题,是使这一产业健康发展的重要工作。

一、道路灯具主要的安全问题
1
、未使用钢化玻璃 按照 GB7000.5 标准的要求,道路灯具包括隧道灯具应该使用钢化玻璃,使 用钢化玻璃不仅玻璃机械强度的要求,也是玻璃一旦破碎后,普通玻璃就像图 1 的情况,玻璃碎片很大并且有很多锐角,掉下来时很容易伤人。要是使用钢化玻 璃,一旦破碎后的情况完全不一样, 钢化玻璃会破碎成很多颗粒很小且没有明显 的锐角。

2LED 控制装置外置,但控制装置没有独立式标记 LED 控制装置外置,控制装置必须有独立式标记。有了独立式标记,就意 味着相关的部分必须符合灯具标准的有关要求,例如:外部导线的固定装置;防 触电;安装面温度; IP(防尘、防水)试验等,不能把独立式标记仅理解为需要进 行 IP(防尘、防水)试验,所以,没有独立式标记并且未进行灯具标准相关试验的 LED 控制装置不允许外置。具有比较完整标记的独立安装式控制装置见图 3
2:没有独立安装式标记,仅写 IP67
3:具有比较完整标记的独立安装式控制装置
3、外部电缆不符合标准要求 GB7000.5 道路与街路照明灯具的安全要求标准中对道路与街路照明灯具外 部导线的要求主要引用 GB7000.1 标准 5.2 要求,“如果由灯具制造商提供的软缆
或软线作为与电源的连接方式,它们的机械和电气性能至少应符合 GB5023 和
GB5013 的规定,如表 5.1 所示。
5.1-不可拆卸的软缆或软线
橡皮 聚氯乙烯
Ⅰ类普通灯具 60245IEC51S 60227IEC52
Ⅱ类普通灯具 60245IEC53 60227IEC52
非普通灯具 60245IEC57 -
恶劣条件下使用的可移式灯

60245IEC66 -
1:电源电压大于 250V 时,可能要使用电压等级高于上表规定的软线和软缆。
为提供足够的机械强度,导体的标称截面积应不小于:
— 普通灯具 0.75mm2
— 其它灯具 1.0 mm2
如果灯具提供一个 10/16A 的插座,软导体的标称截面积应不小于 1.5 mm2”。 根据表 5.1 的要求, LED 道路灯具为非普通灯具,应采用 60245IEC57 以上 的电缆线。 很多企业根本不知道或者不理解上述标准要求, 所以道路灯具的引出导线有 很多不符合强制性标准的要求。
4:合格的外部电缆
4、连接器达不到整灯的防尘防水要求 道路灯具用的连接器有很多是直接暴露在露天条件, 所以连接器既需要符合 道路灯具相同的 IP 防护要求,还需要保持电接触可靠。防水不合格的连接器见 图 5, 这种类型的防水连接器很多是用在 IP44 的灯串当中的, 一般是达不到 IP65 以及以上等级的,符合 IP 防护要求的连接器见图 6,该连接器可以到达 IP66 的 等级。
5:不合格的连接器
6:合格的连接器
5、防雷电浪涌电路如何符合安全要求 由于全球气候变暖,各种恶劣气候出现的概率也越来越大,其中雷电对户外 照明电器的破坏力很大,必须有应对之策。 我国的供电网络是 YY 型零线接地的 220V/380V 极性电源。雷电是一种 广谱的无线电波,照明电网的架空线在接受到雷电造成的电磁波后,因为相线和 零线对地阻抗的不同,会产出相线——零线之间的差模浪涌电压和相线、零线 ——地(外壳)之间的共模浪涌电压。针对差模浪涌,采用在输入端并联压敏电 阻和/或网络的方法能有效加以防护,图 7 中这一部分电路是符合要求的,但是 这一部分电路中的共模防雷电路把无线通迅发射网络中的共模防电路也搬到 LED 控制装置中来了,这是明显不符合低压电器安全准则的,这一点已与国际 组织联系并达成共识。
7:目前最常用的防雷电浪涌电路的缺陷 这是因为一旦 LED 控制装置接地回路中有损坏现象,而感应的雷电浪涌很 强并把共模压敏电阻和/或防雷管击穿并且 LED 控制装置仍能正常工作,但极易 发生使用者或维修者遭电击的情况。 正确的方法是,对应用于共模放电的压敏电阻,每个电阻的两个电极间的电 气间隙应≥3mm,并且每对地一支路起码由两个压敏电阻串联而成,且导通的阀 门值应在 2V+1000V 以上(一般应≥1800V 但不宜超过 2000V)。对于加在电路 板与壳(地)之间的低于 2000V 的雷电感应浪涌电压,控制装置自身的抗电强 度应能抵抗,当雷电感应浪涌电压>2000V 时,共模防雷电路才可动作。另外在 PCB 板上的接地端与 L N 线有关的线路之间的电气间隙,起码满足基本绝缘应 有的尺寸。
6
、接地无连续性

三、 EMC 问题 在电磁兼容( EMC)方面,出现不合格的概率也比较大。 在 EMI 方面,各种灯具电源端子骚扰也容易出现不合格;有些用交流驱动 LED 且驱动电流频率高于 100Hz 的灯具,就得进行辐射骚扰的检测,尤其是在 30MHz---300MHz 的频率段,很多企业没有考虑这个问题,虽然灯具内 LED 控 制装置的输出不可能有这么高的频率,但是 LED 控制装置的内部普遍采用高频 的可调占空比的开关电路, 由于高频变压器的局部时间段的磁通饱和及电路没有 采用对应当防护措施,结果使灯具在这一频率段的辐射骚扰超标。解决的方法是 在开关电路产生这一频率段的骚扰信号传输的线路上, 用磁环或磁套及旁路电容 加以吸收。 

四、自镇流LED 灯的安全问题
1
、高压击穿 自镇流 LED 灯应承受 4000V/分, 散热器基本是铝的, 很不容易做到这一点。 如果内部控制电路采用隔离措施,就比较容易满足这一要求。
2
、防意外接触带电部件不合格 自镇流 LED 灯的灯体的肩部设计不合理和/或灯头的焊锡太高,造成防意外 接触带电部件不合格。 五、 LED 照明产品的性能问题
1
、光效、光衰不达标 LED 照明产品的光效大部分比预期值偏低,光衰过快,原因是设计不合理, LED 芯片的结温较高,并且企业大部分没有在热平衡时测量光通量。正确的设 计应该是,并不需要用最好的芯片,但是要做好散热设计,在无法保证理想散热 的时候,可以考虑芯片欠功率运行,低工作结温既能保证高光效,还能保证光衰 和灯寿命期间的明显色漂移。
2
、显色指数达不到要求 在可以达到光效的前提下,筒灯和自镇流 LED 灯的显色指数普遍达不到要 求。 GB50034 对写字楼、教室和阅览室等室内场合照明要求显色指数达到 80 及 以上,应该达到这一要求。另外, CQC 的自镇流 LED 灯的节能认证的显色指数 要求是 85,所以,要求很高,应该在荧光粉中加入一定的红粉才能达到要求。
参考文献:
1GB7000.1/IEC60598-1 灯具 第 1 部分:一般要求与试验

 

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