普通照明LED标准中的电学性能要求之探讨

摘要：普通照明LED标准体系的建设是半导体照明工程项目中的重要课题之一。本文对LED模块在电学方面的性能要求作了一些探讨，除
　　　了一般常规的电性能要求，着重讨论了其中关于EMC方面的要求。这些性能要求对于普通照明LED模块而言是相当重要的。

一、前言
　　上世纪90年代初蓝光LED被发明之后，白光LED技术取得了突破性的进展。由于白光LED在光效、寿命和成本方面具备一般光源所无法比拟的潜在优点，并且正面临突破的可能，白光LED已被多数学者认为是21世纪最有前途的照明光源之一，极有可能在不久的将来全面替代白炽灯、荧光灯成为主流普通照明光源。
　　各国政府、科技工作者和企事业单位，均在LED方面作了大量部署和投入，LED光源受到了自问世以来前所未有的重视。我国在2003年全面启动半导体照明工程，取得了重大成果。“十一五”规划更是将半导体照明工程列入重大科技攻关领域，设立了半导体照明专项。伴随着半导体照明产业的蓬勃发展，半导体照明产品的评价和测试标准的制定愈发显得重要和迫切，标准体系建设也是半导体照明工程项目中的重要课题之一。
　　目前国内外都还没有专门的半导体照明标准，只有有关普通 LED的测试标准和普通光源的照明标准。
我国半导体照明标准体系建设也在进行之中，目前国家有关部门正在考虑 “普通照明用LED性能要求”及“普通照明用LED测试方法”标准的制定。由于篇幅有限，本文仅就其中有关LED模块在电学方面的性能要求作一些探讨。着重讨论了电性能要求中关于EMC方面的要求[1]，这方面内容以前并不受到重视，如今却越来越多地成为国际关注的焦点。

二、产品分类
　　普通照明LED标准中首先要解决的是LED的产品分类问题。LED产品根据LED模块与驱动控制电路的集成程度，可将其型式分为：自镇流LED模块：LED模块与驱动控制电路集成在一起形成一个不可分割的整体；（非自镇流）LED模块：不带驱动控制电路的LED模块。
根据LED模块与灯具的集成程度，又可将其分为：集成型：作为灯具中一个不可替换的部件，与灯具集成在一起形成一个不可分割的整体；内置型：作为灯具中一个可替换的部件，但不能离开灯具单独使用；独立型：提供了所有必要的安全保护，可以脱离灯具单独使用

三、常规电性能要求
　　非自镇流LED模块在驱动控制电路配合下恒压、恒流或恒功率工作。
　　自镇流LED模块在交流50Hz、1000V以下，直流250V以下电源供应下工作。
　　对于非自镇流LED模块，在基准驱动控制器配合下，在额定电压（电流）下稳定工作时，实际消耗的功率不应大于额定功率的105%。
对于自镇流LED模块，其在额定条件下稳定工作时，其实际消耗的功率不应大于额定功率的105%，实际功率因数不应比制造商的标称值低0.05。

四、电性能要求中的EMC性能要求
　　电子电气产品EMC方面的性能要求在以前并不受重视，但现在越来越多的国家和组织都把电磁兼容标准作为电气电子产品必备的性能评价依据，我国在2003年8月1日开始执行的CCC强制性认证，也把电磁兼容标准作为评价依据。
　　电磁兼容（EMC）包括电磁干扰（EMI）和电磁抗扰（EMS）两个方面。针对用于普通照明的LED模块，以下几项EMC方面的性能要求应予以考虑。
　　1．静电放电抗扰度
　　在低湿度条件下，人体通过摩擦会带电，带了电的人体直接触摸LED产品或其邻近设备时，放电脉冲电压可能会导致LED产品损坏，因此须对LED产品的抗静电能力作出要求。
　　2．快速瞬变脉冲群抗扰度
　　电路中机械开关对电感性负载的切换，通常会对同一电路中的其他电子设备产生干扰，其特点是脉冲成群出现，脉冲重复频率较高，脉冲波形的上升时间短暂。它通常会使设备产生误动作，因此该项指标对LED产品的控制电路而言是十分重要的。
　　3．雷击浪涌抗扰度
　　雷击是自然界普通的物理现象，它可以在户外架空线上感应出浪涌电压和电流。此外，在电站或开关站中，大型开关切换瞬间也会在供电线路上感应出大的浪涌电压和电流。这种浪涌能量特别大，可能会导致电气电子产品的损坏。因此该项指标对于LED产品（尤其是户外用产品）非常重要。
　　4．周波跌落抗扰度
　　周波跌落包括电压跌落、短时中断和电压变化。电压跌落、短时中断是由电网、变电设施故障或负载出现大的变化引起的，有时会连续出现两次或多次跌落或中断，电压变化则是负载连续变化引起的，通常会持续一段时间。该项指标是考核LED应用产品在不稳定电网中的抗干扰能力。
　　5．传导骚扰
　　传导骚扰是电气电子产品自身所产生的，通过导体传输形成的电磁骚扰。传导骚扰属于低频现象，一般都在9kHz～30MHz。
　　6．辐射骚扰
　　辐射骚扰是电气电子产品自身所产生的，以电磁波的形式通过空间传播形成的电磁骚扰。电气电子产品的元件内部互相连通的行为就像小天线，当电流通过时就会发射电场，经过脉冲变压器时就会形成磁场。
　　7．谐波电流
　　所有非线性负载都能产生谐波电流，谐波电流将导致电源电流波形畸变，对电网造成污染，必须加以控制。对谐波电流的限制在一些自镇流的普通光源性能要求标准（如GB/T17263-2002普通照明用自镇流荧光灯性能要求[2]）中已有规定。
　　以上前四项为EMS指标，后三项为EMI指标。值得注意的是，对于自镇流的LED模块，测试时只需要对输入端进行试验，而非自镇流的LED模块，则需要分别试验配套的驱动控制电路的输入、输出和LED模块的输入端。

五、小结
　　对普通照明LED标准中的电学性能要求作了一些探讨，重点讨论了其中的EMC方面的要求。注重LED产品在EMC方面的性能要求，不仅可以提高其本身产品质量，更重要的是可以使我国的LED产品较好地与国际接轨，有利于消除贸易壁垒，促进我国半导体照明产业的发展。

参考文献
　　[1] 全国无线电干扰标准化技术委员会等，电磁兼容标准实施指南，中国标准出版社，1999
　　[2] GB/T17263-2002 普通照明用自镇流荧光灯性能要求

编辑：中国照明网／叶子