一、LED北美標準的現狀
LED節能燈作為一種新型的產品,目前現行的北美產品安全標準沒有專門針對這類產品的技術要求,LED產品的測試成為業界的一個課題。美國UL實驗室針對目前這種行業狀況,正在組織編寫LED節能燈安全認證標準UL8750,這個標準目前還是草稿,沒被正式被采用為認證標準。因而,LED節能燈的認證測試問題,暫時沒有得到徹底解決。
LED節能燈的基本原理是通過開關型電源模塊將交流電源轉化直流電,以供電給發光二極管工作。根據LED節能燈的基本原理和結構特點,美國MET實驗室提出一種現階段的過渡性檢測方案：采用傳統節能燈美國認證標準UL1993(對應加拿大標準CAN/CSA-C22.2No.0,CAN/CSA-C22.2No.74),和電源模塊標準UL1310或UL1012(對應加拿大標準CAN/CSA-C22.2No.107)對LED節能燈進行測試認證。
二、檢測中的技術要點
以下對依據UL1993、UL1310和UL1012標準,對LED節能燈認證測試中的關鍵問題,做一些闡述。
1．材料
LED節能燈可做成各種形狀,以LED日光燈為例,其外形跟普通的日光燈管一樣,由日光燈管狀透明聚合物外殼將電源模塊和發光二極管包在里面。透明聚合物外殼在產品中起到防火和防觸電的功能。根據標準要求,節能燈外殼材料須達到V-1等級以上,因此透明聚合物外殼須采用V-1等級以上的材料。要注意的點是,產品外殼要達到所要求的V-1等級,其厚度必須要大于等于原材料的V-1等級所要求的厚度,防火等級及厚度要求可以在原材料的UL黃卡上查到。實際檢測中發現,制造商為了保證LED燈的亮度,往往將透明聚合物外殼做得很薄,這就需要檢測工程師注意保證材料達到防火等級所要求的厚度。由于不同原材料對相同的防火等級有不同的厚度要求,某些原材料在較小的厚度下就可以滿足較高的防火等級要求,可建議制造商可以選擇合適的原材料做產品外殼。
2．跌落試驗
按產品標準要求,產品要模擬實際使用過程中可能發生的跌落情形作跌落測試,產品要從0.91米高的高度跌到硬木板上,產品外殼不能破裂以至露出內部的危險帶電件。制造商選擇材料做產品外殼時,必須要考慮這一強度要求。
3．抗電強度
透明外殼將電源模塊包圍在內部,透明外殼材料必須要達到抗電強度要求。按標準要求,基于北美電壓120伏的條件,內部高壓帶電件與外殼間(覆上金屬箔進行試驗),要能承受交流1240伏的抗電強度測試。一般情況下,產品外殼厚度達到0.8毫米左右,就可以符合這抗電強度測試要求。
4．電源模塊
電源模塊是LED節能燈的重要組成部分,電源模塊主要采用開關電源技術。按電源模塊類型不同,可以考慮用不同的標準進行測試認證。如果電源模塊是classII電源,這可以用UL1310來測試認證。classII電源是指采用隔離型變壓器,輸出電壓低于直流60伏,電流小于150/Vmax安培的電源。而對非classII電源,則采用UL1012來測試認證。這兩個標準的技術要求十分類似,可相互參考。大多數LED燈的內部電源模塊是采用非隔離式聯電源,電源輸出直流電壓也大于60伏,因此不適用UL1310標準,而適用UL1012.
5．絕緣要求
由于LED節能燈內部空間有限,在結構設計時,要注意危險帶電件與可觸及金屬件間的絕緣要求。絕緣可以是空間距離和爬電距離,也可以是絕緣片。按標準要求,危險帶電件與可觸及金屬件間空間距離要達到3.2毫米,爬電距離要達到6.4毫米。如果距離不夠,可以加絕緣片作為附加絕緣,絕緣片厚度要大于0.71毫米,如果厚度小于0.71毫米,產品則要能承5000V的高壓測試。
6．溫升測試
溫升測試是產品安全測試的一個必做項目,標準對不同元件有一定的溫升限制的。在產品設計階段,制造商要十分重視產品的散熱問題,特別是對某些零部件(如絕緣片等)應特別注意。部件如果長期在高溫條件下工作,易損壞,從而造成著火或觸電危險。燈具內部的電源模塊處于封閉狹小的空間里,散熱受到限制。因此,制造商進行元件選擇時,要注意選擇合適元件的規格,保證元件在一定的裕度下工作,從而避免元件長期在接近滿載的條件下工作而產生過熱。
7．結構
LED節能燈的電源模塊安裝在外殼內部,空間有限,有的制造商為了節省空間,將插腳式的元件表面焊接在PCB上,這種做法是不可以接受的。這些表面焊接的插腳式元件很可能由于虛焊等原因脫落,造成危險。因此對這些元件要盡可能采取插孔焊接方式。如果不得已采取表面焊接方式,則要對這件元件采用加膠水固定等方式提供附加保障。
8．故障測試
產品故障測試是產品認證測試中至關重要的一個測試項目。這個測試項目是在線路上短路或開路一些元件,以模擬實際使用過程中可能發生的故障,從而評估產品在單一故障條件下的安全性。為了滿足這一安全要求,在產品設計時,要考慮在產品輸入端加合適的保險絲,以防止輸出短路或內部元件故障時發生過電流從而導致著火危險。
三、工廠檢查
北美產品認證要工廠檢查,工廠檢查包括首次工廠檢查和后續跟蹤檢查。如果工廠是第一次申請北美產品認證,則要進行首次工廠檢查。首次工廠檢查主要針對工廠的品質保證體系,要求工廠具有完善的品質保證體系以確保產品的品質得到有效的監管和保證。如果工廠已按ISO9000標準建立品質管理體系,并通過了ISO9000認證,基本上可以符合首次工廠檢查的管理體系要求。如果工廠未通過ISO9000認證,則要在原料采購、來料檢查、庫存管理、產品設計、工程更改、生產線測試、儀器校準和投訴跟進等方面有清晰的程序文件,并有效執行。后續跟蹤檢查則是主要針對產品的結構檢查和生產線產品測試等方面,以確保生產線生產的產品結構和認證樣品一致,并通過相關的生產線測試。制造商在產品通過測試認證后,必須嚴格按認證樣品的結構和元件清單進行產品生產,任何可能涉及產品安全的更改必須通知認證機構進行評估。如有必要,可能要進行重測試和報告的修改。產品的測試報告里對產品的生產線測試是有明確要求,制造商必須按照要求進行相關測試,如高壓測試、接地連續性測試等。
