LED照明標準與規範

LED LED先進製造設備與模組應用研討會
先進製造設備與模組應用研討會
LED照明標準與規範
李麗玲
工業技術研究院 綠能與環境研究所
2011.03.19
l.l.lee@itri.org.tw
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大 綱
照明規範
LED 照明產品標準
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光環境基本需求:
--- 舒適性、功能性及安全性
光環境特性參數:
光、照明與光環境
--- 照度、配光、光色、自然光、效率、眩
光、光害、演色性、均勻度、閃爍及維
護等
21世紀照明---匹配地球與人的需求提供
節能、、環保與明亮
節能 環保與明亮安全 安全兼顧的優質光環境
兼顧的優質光環境
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• 能源與經濟
-照明用電 照明用電(功率 功率)密度 密度 (W/m2)
-光污染 光污染 / 光害
-照明器具能源效率
照明器具能源效率
照明規範
• 環保—IEC 62430-2009 電機電子設備具環保意識設計
- RoHs 指令:汞、鉛等有無物限用
指令 汞、鉛等有無物限用
- WEEE指令
WEEE指令:
: 循環回收
- ERP:能源產品生態化設計
ERP: 能源產品生態化設計
• 功能
-照度、均勻度、輝度、眩光、閃爍、視覺
照度、均勻度、輝度、眩光、閃爍、視覺…
• 健康與安全
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商業照明用電標準
商業照 明用電標準
美國ASHRAE/IESNA 90.1、日本CEC/L、中國等
分級:建築物類型、空間類型
建築物照明用電標準---美國ASHRAE/IESNA 90.1- 2004
建築物類型 LPD (W/m2) 空間類型 LPD (W/m2)
會議中心 13.4 研討會議室 13.8
辦公室 11 大廳 14.5
飯店 11.2 百貨公司銷售區 28.7
停車場 3 超級市場銷售區 17.1
體育館 12.1 洗手間 9.5
零售店 16.5 樓梯 6.3
http://lpd.ies.org/cgi-bin/lpd/lpdhome.pl
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照度
道路條件 (lx)
道路寬度
(公尺)
道路照明用電建議值
LPD (W/m2)
車道數 30 20 15 10 8
24~30 >6 0.95 0.63 -- -- --
22 6 1.08 0.72 -- -- --
16~20 4~5 1.23 0.83 0.61 0.41 --
14 4 1.35 0.90 0.68 0.45 --
10~12 3~4 -- -- 0.85 0.56 0.45
8 2 -- -- -- 0.63 0.50
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照度標準
美國加州柏克萊大學勞倫斯實驗室根據北美14個國家提出之建議基本照度值。
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辦公室燈具要求UGR數值低於19為宜
等級 UGR 值
剛無法容忍 31
不舒適的 28
剛不舒適 25
不被接受的 22
剛可接受 19
可察覺出 16
不可察覺出 10
燈具視覺舒適度
燈具眩光
UGR:22
UGR:19
UGR:16
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光度指標 適用條件
夜景照明熄燈前,進入窗戶的
窗戶垂直面上產生 光線
的照度 EV (Lux) 夜景照明熄燈後,進入窗戶的
光線
夜景照明熄燈前,適用於全部
燈具的最大光強度 照明設備
(Cd) 夜景照明熄燈後,適用於全部
照明設備
上方光通量比 燈的上方光束與燈具總光通
(ULR)之上限(%) 量之比
由被照物的平均照度和反射
比確定
建築物或標誌表面
亮度 L(cd/m 2 )
由被照面的平均照度和反射
比確定或是自發光標誌的平
均亮度
在機動車道上看到的投光燈
侷限增量(T1)
所產生的眩光
光污染標準 (CIE TC5-12) TC5 12)
環境區域
E1 E2 E3 E4
2 5 10 25
0 *1 1 5 10
2500 7500 10000 25000
0 *2 500 1000 2500
0 5 15 25
0 5 15 25
50 400 800 1000
15%
(LA=0.1
15%
(LA=1)
15%
(LA=2)
15%
(LA=5)
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道路分類 說明
有分離車道的高
速道路
如:高速公路
交通密度與道路複雜程度
- 高
- 中
- 低
交通控制程度,分流與匯合
双車的高速道路 - 弱
- 强
交通控制程度,分流與匯合
重要的城市道路 - 弱
- 强
次要的道路 交通控制程度,分流與匯合
例如: 住宅区道 - 弱
路和輔助道路 - 强
均勻度=最低照度∕平均照度
國際道路照明標準
-- CIE 115-1995 115 1995
照明
等級
M1
M2
M3
M1
M2
M2
M3
M4
M5
所有路面上
的照度 E
照度
均匀度
50 lux 0.4
30 lux 0.4
20 lux 0.4
15 lux 0.4
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能源法規中道路照明
標準就照明率、上方
光束比、眩光、省能
源為評估基準,能源
效率部份以200W為界
限,燈源低於200W發
光效率為50Lm/W,其
餘必須高於60Lm/W。
節能
低光害
少污染
它山之石-- 它山之石 --日本戶外燈具指標
日本戶外燈具指標
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大 綱
照明規範
LED 照明產品標準
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LED照明標準
LED照明標準包含
包含
• 安全規範 : IEC、CE IEC CE、UL UL、 …
• 電磁雜訊 : FCC、CISPR
FCC CISPR…
• 量測方法 : CIE、IESNA
CIE IESNA …
• 性能 : IEC、CNS IEC CNS、JIS JIS、GB GB …
標準架構
• 指標: 指標 : 能源之星、節能
能源之星 、節能/環保標章 環保標章、…
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UL
IES
CEN
CIE IEC
ISO
標準發展組織
FCC
……
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1
1
1
1
1
2
3
LED 照明標準- 照明標準 IEC
合計10項
電源/數位控制
LED燈泡
LED模組
光生物
燈頭
定義
電氣安裝
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10
5
0
日本 韓國 中國
LED 照明標準-中日韓
照明標準 中日韓
自訂
CIE
IEC
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編號
KS C 7651
KS C 7652
KS C 7653
KS C 7654
KS C 7655
KS C 7656
KS C 7657
KS C 7658
KS C 7659
標準名稱
Safety and Performance Requirement of
Internal Converter LED Lamps
Safety and Performance Requirement of
External Converter LED Lamps
Safety and Performance Requirement of
Recessed LED Luminaires
Recessed and Fixed LED Luminaires
DC or AC Supplied Electric Control gear for
LED Modules
LED Lamps Using Portable Luminaires
LED Sensor Luminaires
LED Luminaires for Road and Street Lighting
LED Modules for Channel Letter Signs
LED 照明標準-韓國
照明標準 韓國
IEC 62560Ed.1.0
IEC/PAS 62612 Ed.1.0
-
IEC 60598-2-2 Ed.2.0
-
-
-
-
-
-
參考規範
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LED 戶外顯示幕
LED 交通號誌燈
LED照明燈具
驅動電控
LED燈泡&燈管
元件與LED模組
CNS LED照明標準現況
LED照明標準現況
1
1
2
1
1
4
4
7
辦公室燈具
4
IEC: 2/2
投光燈
產業標準 8項
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編號
TM-16-05
RP-16
LM-79
LM-80
編號
C78.377-2008
C82.77-2002
LED 照明標準-IESNA/ANSI
照明標準 IESNA/ANSI
標準名稱
IESNA Technical Memorandum on Light Emitting Diode (LED)
Sources and Systems
Nomenclature and Definitions for Illuminating Engineering
Addendum†
IESNA Approved Method for the Electrical and Photometric
Measurements of Solid-State Lighting Products 2008
IESNA Approved Method for Measuring Lumen Depreciation of
LED Light Sources 2008
標準名稱
Specifications for the Chromaticity of Solid state Lighting
Products
Harmonic Emission Limits – Related Power Quality
Requirements for Lighting
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LED燈具量測技術
LED燈具量測技術-安規
安規
• 燈具安全通則
IEC60598-1、CNS14335
IEC60598 CNS14335、GB7000.1 GB7000.1、KS KS C IEC60598-1…
IEC60598
• 道路與街道照明燈具安全要求
IEC60598-2-3、CNS14335
IEC60598 CNS14335-2-3、GB7000.5 GB7000.5、KS KS C7658
IEC60598-2-3…
IEC60598
• LED燈之控制裝置安全要求
LED燈之控制裝置安全要求
IEC61347-2-13
IEC61347 13、KS KS C IEC60598-2-3、GB IEC60598 GB 19510.14… 19510.14
• 一般照明用LED
一般照明用 LED模組安全性要求
模組安全性要求
IEC62031、KS IEC62031 KS C IEC62031、GB IEC62031 GB 24819… 24819
• 燈和燈系統的光生物安全
IEC62471…
IEC62471
依燈具構造型式不同,而有不同安全性要求。
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LED燈具量測技術
LED燈具量測技術-電磁雜訊
電磁雜訊
• 電磁相容(EMC)一電器照明與類似設備之射頻干擾
電器照明與類似設備之射頻干擾
CNS 14115、CISPR 15、GB17743、KSC CISPR 15…
• 電磁相容(EMC)一測試與量測技術一第5部:突波免疫力測
CNS 14676-5 、IEC 61000-4-5 、GB 17625. 5 …
• 電磁相容(EMC)一第2部:諧波電流發射(設備每相輸入電流在
16A以下)之限制值
CNS 14934-2、IEC 61000-3-2、GB 17625. 1、KS C
IEC61000-3-2…
• 照明器具電磁波耐性
KS C IEC 61547、GB/T 18595
……
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燈具量測技術-性能
燈具量測技術 性能
• LED模組之交、直流電源電子控制裝置性能要求
IEC 62384、CNS 15174、GB/T 24825 、 KS C
IEC 62384
• IECPAS 62612 Ed.1 電源供應器內藏式LED燈炮
…….
Energy Star、CNS Star CNS、GB GB … (地區差異 地區差異)
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兩岸LED 兩岸 LED路燈標準比較
路燈標準比較
• CNS 15233: LED道路照明燈具性能
燈具的安全應符合CNS 14335 標準的規定
• GB/T24827-2009:道路與街路照明燈具性能
要求
適用: LED、高壓鈉燈、複金屬燈及螢光燈
燈具的安全應符合GB 7000.5 標準的規定
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兩岸LED 兩岸 LED路燈標準比較
路燈標準比較(續1) 1)
台灣 (CNS15233) 大陸 (GB/T24827)
等級 1 等級 2 等級 3 A 類 B類 C類
試驗溫度 25±2℃
枯化點燈 1000 小時 100 小時 (21 小時開,3 小時關)
功率因數 PF≧ 0.9
PF≧0.95 PF≧ 0.9
電磁雜訊試驗
CNS14115
GB17743、GB17625.1、
GB/T 18595 、GB/ 17625.2
燈具光效 75lm/W 60lm/W 45lm/W 90lm/W 60lm/W 30lm/W
防水 發光室 IP65 IP66 IP65 IP54
防塵 控制室 IP54 IP44 IP43 IP23
振動試驗 XYZ 三相互垂直方向振動各 12
分鐘;正弦波頻率 300~1200 次/
分,每週期 3 分鐘;全振幅 2 ㎜
循環實施對數掃描
30 分鐘;振幅 0.35 ㎜;
頻率範圍 10 55 10
Hz,每分鐘一次倍頻
---
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台灣 (CNS15233) 大陸 (GB/T24827)
等級 1 等級 2 等級 3 A 類 A 類 A類
色溫 色溫採 Energy Star SSL 共八級 ---
演色性 --- 60
輸入電流諧波失真
光衰
總諧波失真≦33%
各階諧波依 IEC 61000-3-2 規
定
3000h 光束維持率 92%
(不含枯化 1000 h)
光輸出比 --- ≥ 75% ≥70% ≥65%
點滅 30s-ON/30s-OFF 8000 次 ---
溫度循環
兩岸LED 兩岸 LED路燈標準比較
路燈標準比較(續2) 2)
-5 ℃ /50 ℃環境下各
16 小時二循環 (開機狀態)
---
---
---
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台灣 (CNS15233) 大陸 (GB/T24827)
電壓變動率 輸入電壓±10%
中心光強度漂移需小於± 5%
---
耐久性試驗
50±2 ℃連續工作 360 小時
不得低於初始光通量之 90%
熱試驗
耐濕點滅試
驗
溫度 40±2℃濕度 90~98%RH
0.5 小時點燈 2.5 小時關燈測試 20
天
---
突波保護試
驗
1.2/50μs 開路電壓波形
8/20μs 短路電流波形
開路試驗電壓為位準 4 試驗三次
1.2/50μs 開路電壓波形
8/20μs 短路電流波形
開路試驗電壓為位準 2 試驗三次
LPD --- √
影響燈具壽
命的關鍵件
兩岸LED 兩岸 LED路燈標準比較
路燈標準比較(續3) 3)
--- 壓鑄鋁外殼;燈具的塑膠外殼、
內部塑膠件和塑膠透明罩防化學
腐蝕抗、UV;橡膠密封件老化
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基本特性
項目
相對色溫 (CCT)
色座標一致性
色品質維持
演色性 (CRI)
待機電力
保固
各方向之色座標值差異在0.004以內
[CIE 1976 (u’ , v’) ]
≧75
≦0.5W
規格值
SSL色溫分 2700K, 3000K, 3500K, 4000K,
4500K, 5000K, 5700K, 6500K 共八級 。
在壽命期間內之色座標值之變異量需在
0.007以內 [CIE 1976 (u’ , v’) ]
3年
美國能源之星- 美國能源之星 SSL燈具 SSL燈具
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模組
光束維持率
L 70
電源供應器
功率因數
最低操作溫度
外殼最高溫測試
輸出操作頻率
電磁干擾
噪音
暫態保護
≧ 35000 hrs (商業/ 住宅室外) ;
≧ 25000 hrs (住宅室內)
PF ≧ 0.9 (商業) ;0.7 (住宅)
-20℃
美國能源之星- 美國能源之星 SSL燈具 SSL燈具
依 UL1598 量測 TMP PS 低於工廠標示值
≧ 120 Hz
FCC 47 part 15/18
≦24 dB (Class A)
IEEE C.62.41-1991 Class A
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Application Requirements
• Minimum Light Output
• Zonal Lumen Density
Requirement
• Minimum Luminaire Efficacy
• Allowable CCTs
….. ..
美國能源之星- 美國能源之星 SSL燈具 SSL燈具
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最低目標
道路發光
效率
(lm/W)
能源之星_LED
能源之星 _LED路燈 路燈
LED路燈初始最低光輸出為1000lm
輸出光束 <
9,500 lm
37
遮蔽型
輸出光束
≥ 9,500
lms
48
燈具類型
輸出光束 <
13,300 lm
53
無遮蔽型
輸出光束 ≥
13,300 lm
70
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48.0% and
12000 lm
20.0% and
5000 lm
能源之星_LED
能源之星 _LED路燈標準配光
路燈標準配光
4.0% and
1000 lm
4.0% and
1000 lm
3.0% and
750 lm
48.0% and
12000 lm
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%
95
90
85
80
75
94.1
91.8
燈具最低使用壽命
(光輸出70%條件)
93.1
90.5
25000 小時
35000 小時
92.2
89.2
91.2
※ 不含1000 不含 1000小時枯化點燈
小時枯化點燈
88
LED壽命測量
LED壽命測量_LM80
_LM80
90.3
86.7
6000小時光維持比率 ※
89.4
85.5
91.8%
94.1%
88.5 87.6
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
84.3
83.1
86.7
81.9
85.8
80.1
KHrs
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1). 參與廠商:由Philips、OSRAM、Panasonic
及Toshiba等9家廠商發起。
2). 宗旨:
介面標準 -- Zhaga Consortium
a. 沒有定義產品性能、規格,著重在介面互換
性,防止不相容light engine市場分化。
b. 降低LED開發時間及LED產品成本。
c. 推動>1000Lm燈具應用,首先推動商店、醫
院和戶外LED照明產品,接著針對辦公室、工
廠及室內。
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介面標準 介面標 -- Zhaga Consortium (續) (
3). 訂定介面包含:
a. Dimensional/Mechanical:外型和燈座。
b. Electrical: Power, insulation, earth.
c. controls:定義dimming level,而不是dimming方
法;規格化color,而不是完成color方法。
d. Photometric:Lumen output, color, light
distribution,並非光學元件技術。
e. Thermal:定義熱特性及散熱路徑。
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介面標準 介面標 -- Zhaga Consortium (續) (
2011.2.16
Socketable LED light engine with
integrated control gear
- 嵌燈
Step2:
A light engine for indoor lighting
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謝謝
敬請指教
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