1.主要标准机构和认证标识
1)ANSI:美国国家标准协会(American National Standards Institute),是由美国公司、政府和其他成员组成的自愿性组织。ANSI的标准是自愿采用的,被法律引用和政府部门制订的标准,一般属强制性标准。
2)UL:是美国保险商实验室(Underwriter Laboratories Inc.)的简称,UL安全实验所是美国最有权威的,也是世界上从事安全实验和鉴定的较大的民间机构。
3)FCC:美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission),是美国政府的一个独立机构,直接对国会负责。FCC通过控制无线电广播、电视、电信、卫星和电缆来协调国内和国际的通信。
4)ETL:ETL是美国电子测试实验室(Electrical Testing Laboratories)的简称,ETL实验室是由美国发明家爱迪生在1896年一手创立的,在美国及世界范围内享有极高的声誉。右下方的“us”表示适用于美国,左下方的“c”表示适用于加拿大,同时具有“us”和“c”则在两个国家都适用。
5)ES:能源之星(Energy Star),是一项由美国政府所主导,主要针对消费性电子产品的能源节约计划,能源之星计划于1992年由美国环保署(EPA)启动,目的是为了降低能源消耗及减少发电厂所排放的温室气体。
6)IEC:国际电工委员会(International Electrotechnical Commission),是世界上成立最早的国际性电工标准化机构,负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作,世界各国有近10万名专家在参与IEC的标准制订、修订工作。
7)ENEC:(European Norms Electrical Certification,欧洲标准电器认证)是针对特定并符合欧洲标准的产品(如照明设备及组件,办公室和数据设备)所使用的通用欧洲标准。ENEC标志是欧洲安全认证通用标志,2000年开始只允许欧洲制造商采用的“ENEC”标志目前对全世界所有制造商开放使用。
8)GB:“国标”的汉语拼音缩写,编号由国家标准的代号、国家标准发布的顺序号和国家标准发布的年号(采用发布年份的后两位数字)构成,由国务院标准化行政主管部门编制,由国家标准化主管机构批准发布,在全国范围内统一的标准。
9)CCC:中国强制认证(China Compulsory Certification),于2001年12月3日开始实行强制性产品认证制度,将原来的“CCIB”认证和“长城CCEE认证”统一为“中国强制认证”,其英文缩写为“CCC”,简称“3C”认证,其产品目录包含19大类132种,目录内的产品,必须经国家指定的认证机构认证合格,取得相关证书并加以认证标志后,方能出厂、进口、销售和在经营服务场所使用。
2.LED产品出口欧盟市场的标准
出口欧盟国家需要通过包括安全认证测试(LVD)和电磁兼容性认证测试(EMC),其主要的认证标示有CE和ENEC,认证引用标准主要包括:IEC/EN:60598-1(灯具的一般要求与试验)、IEC/EN:60598-2-3(道路与街道照明灯具的安全要求)、IEC/EN62031(LED模块通用安全要求)IEC/EN:61000-3-2(单相输入电流≤16A设备谐波电流发射限值)、IEC/EN:61000-3-3(低压供电系统中电压波动和闪烁的限值)、IEC/EN61547(一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求)、IEC/EN55015(电气照明或类型设备的电磁干扰特性的限值和测量方法),CE认证与ENEC认证引用的标准基本一样,但是在认证方面却有很大的差别,主要表现如下。
1)ENEC必须有经过ENEC成员国认证机构的测试和认证,CE属于自我宣称性认证,如果企业认为自身产品已经满足了CE认证标准,不需要经过第三方的测试和发证,可自行粘贴CE标志。
2)ENEC认证其制造商的产品管理必须符合ISO9002标准,或与其等效的标准,CE认证则不需要ISO相关方面的标准。
3)ENEC认证需要接受相关认证机构的检查,最初的和最小年产量将受发证机构的检查,CE认证产品不需要相关认证机构的检查。
4)ENEC认证需要每隔一年对认证过的产品进行有选择的重测,且需要重测费用,CE认证产品在产品未变更情况下,可持续有效。
5)ENEC认证采用“标准欧洲标准化委员会(EN)”标准,CE认证采用“国际电工委员会(IEC)”标准,但两种标准内容完全一样。
6)ENEC认证,如果电源是外购的,则电源必须通过ENEC认证,再将电源配合灯具进行认证测试,如果电源是申请商自己生产,可不需要ENEC的认证,但需要配合灯具做随机测试,引用标准为EN61347-1(灯的控制装置的一般要求和安全要求)和EN61347-2-13(LED模块用交流或直流电子装置控制的特殊要求),CE认证电源如有CE认证标志,就只测试电源配合灯具的EMC测试,不再对电源进行随机的安全测试。
3.LED产品出口北美市场的标准
出口北美市场的主要认证有UL、ETL、FCC和ENERYSTAR(能源之星)等几种,LED道路照明产品UL认证引用UL8750、UL60950或UL1598三个标准,不测试灯具的EMC特性,ETL认证测试引用完全同于UL的标准。FCC认证引用FCC认证中Part15B,ClassA digital device的测试限值标准,不测试灯具的安全特性;ENERYSTAT(能源之星)主要针对住宅区和商业照明类LED灯具的光电性能要求,LED道路照明暂不列入;这里主要对比较常见的UL和FCC认证进行介绍和分析。
(1)FCC认证标准介绍
美国法律法规对电子产品的强制性认证包括Title1~Title50,其中Title47为电视通信类产品,一共有Part0~Part499部分,其中Part0~Part199为FCC认证。FCC认证的方式分为Verification(自我认证)、Declarationof Conformity(公告宣称)和Certification(认证)三种模式。采用自我认证方式时,没有对测试实验室做任何要求,可不用测试(只要确保产品能够符合相应的技术要求)且不需要提供资料给FCC;采用公告宣称方式时,测试实验室需取得NVLAP、A2LA资质或FCC制定认证的实验室,而且需要多边的互认协议,但不需要提供资料给FCC;采用认证时,测试实验室需在FCC网站上注册,得到FCC官方认可,由FCC或FCC指定的TCB机构发证,且需要提供资料给FCC,同时可得到一个FCCID。采用何种认证方式,取决于产品的类型,在FCC认证中LED灯具产品测试的标准为Part15B,认证类型为自我认证。
FCC认证是美国联邦法律规定的对电视通信类产品的EMI特征限值的强制性认证,LED灯具的FCC认证测试与欧盟CE中的电磁兼容认证测试有较大区别,主要表现在如下几个方面。
1)LED灯具的FCC认证只测试EMI,不包涵EMC测试项,CE中的电磁兼容测试则两项都需要认证测试。
2)LED灯具的FCC认证分为ClassA(工业、商业环境中使用的LED灯具)和ClassB(居民环境中使用的LED灯具)两类,两类的测试限值完全不一样,CE认证中的电磁干扰测试限值标准只有一种,限值大小与FCC中的ClassB相当。
3)LED灯具的FCC认证传导干扰扫描测试频率从0.15MHz开始至30MHz结束,CE认证中的传导干扰扫描测试频率从9KHz开始至30MHz结束。(www.xing528.com)
4)LED灯具的FCC认证空间辐射干扰扫描测试频率从30MHz开始至1GHz结束,CE认证中的空间辐射干扰扫描测试频率从30KHz开始至300MHz结束。
5)FCC认证要求较苛刻,其EMI认证测试限值标准通常要求有6dB以上的余量,CE认证的EMI测试余量在3dB或以上时即可。
(2)UL认证标准介绍
UL认证在美国属于非强制性认证,主要是产品安全性能方面的检测和认证,其认证范围不包含产品的EMC(电磁兼容)特性。以下简单介绍LED道路照明产品涉及到的UL8750、UL1310及UL60950标准。UL8750标准适用于将安装在额定600V支路或更低的非危险位置的LED照明光源元件,同样适用于连接到电池、燃料电池等隔离(无有效连接)电源的LED光源;UL1310标准适用于电压在AC 120V或240V时,通过软件或直接插入的方式连接15A或20A交流电分支电路或少于150V接地的设备,使用绝缘变压器提供给低压用电操作的电源设备;UL60950标准适用于信息技术类(简称IT)设备的安规标准,包括手机、电脑及其周边设备,比如投影仪,打印机等,也包括输出可带LPS(受限制电源)安全回路的电源供应器。
在LED照明产品的UL认证中,驱动电源认证测试可选用UL1310标准或UL60950标准。两种标准的主要差异如下。
1)UL1310标准是CLASSII(提供有限电压和容量的电源)电源设备安全标准,通过UL1310认证的电源为CLASSII电源,使用CLASSII电源做cUL(加拿大市场)的LED照明灯具认证时,可免去相关安全测试;UL60950标准是信息技术类(简称IT)设备的安规标准,其适用的认证范围要大于UL1310标准,但使用通过UL60950标准认证的电源做cUL(加拿大市场认证)的LED照明灯具认证时,不可豁免相关安全测试。
2)UL1310标准规定输出电压在任何负载条件下电源最大输出电压(包括无负载)的外露接触电压峰值为42.4V,当设备不包含可自动在输出电路断电装置的最大输出伏安不高于100伏安;UL60950标准则定义输出电压正常条件下,任何两个可触及的电路零部件之间的电压,或者其任何可触及的电路零件与I类设备的保护接地端子之间的电压,不超过42.4V交流峰值,或60V直流峰值。
3)UL1310标准只适用于AC 120V或AC 240V标定电压的电网中CLASSII电源设备,UL60950标准适用于额定输入电压不超过AC 600V的信息技术类产品,对于277V电压系统UL认证的LED照明产品的驱动电源,只能引用UL60950标准认证测试。
(3)北美LED节能灯的检测要点
LED节能灯作为一种新型的产品,目前现行的北美产品安全标准没有专门针对这类产品的技术要求,LED产品的检测成为业界的一个课题。美国UL实验室针对目前这种行业状况,正在组织编写LED节能灯安全认证标准UL8750,这个标准目前还是草稿,没被正式被采用为认证标准。因而,LED节能灯的认证测试问题,暂时没有得到彻底解决。
LED节能灯的基本原理是通过开关型电源模块将交流电源转化直流电,以供电给发光二极管工作。根据LED节能灯的基本原理和结构特点,美国MET实验室提出一种现阶段的过渡性检测方案:采用传统节能灯美国认证标准UL1993(对应加拿大标准CAN/CSA-C22.2No.0及CAN/CSA-C22.2 No.74),和电源模块标准UL1310或UL1012(对应加拿大标准CAN/CSA-C22.2 No.107)对LED节能灯进行测试认证。
下面将对依据UL1993、UL1310和UL1012标准,对LED节能灯认证测试中的关键问题做一些阐述。
1)材料。LED节能灯可做成各种形状,以日光灯管型LED节能灯为例,其外形跟普通的日光灯管一样,由日光灯管状透明聚合物外壳将电源模块和发光二极管包在里面。透明聚合物外壳起到防火和防触电的功能。根据标准要求,节能灯外壳材料须达到阻燃V-1等级以上,因此透明聚合物外壳须采用阻燃V-1等级以上的材料。要注意的点是,产品外壳要达到所要求的阻燃V-1等级,其厚度必须要大于等于原材料的阻燃V-1等级所要求的厚度,防火等级及厚度要求可以在原材料的UL黄卡上查到。
实际检测中发现,制造商为了保证LED灯的亮度,往往将透明聚合物外壳做得很薄,这就需要检测工程师注意保证材料达到防火等级所要求的厚度。由于不同原材料对相同的防火等级有不同的厚度要求,某些原材料在较小的厚度下就可以满足较高的防火等级要求,可建议制造商选择合适的原材料做产品外壳。
2)跌落试验。按产品标准要求,产品要模拟实际使用过程中可能发生的跌落情形作跌落测试,产品要从0.91m的高度跌到硬木板上,产品外壳不能破裂以至露出内部的危险带电件。制造商选择材料做产品外壳时,必须要考虑这一强度要求。
3)抗电强度。透明外壳将电源模块包围在内部,透明外壳材料必须要达到抗电强度要求。按标准要求,基于北美电压120V的条件,内部高压带电件与外壳间(覆上金属箔进行试验),要能承受交流1240V的抗电强度测试。一般情况下,产品外壳厚度达到0.8mm左右,就可以符合这抗电强度测试要求。
4)电源模块。电源模块是LED节能灯的重要组成部分,电源模块主要采用开关电源技术。按电源模块类型不同,可以考虑用不同的标准进行测试认证。如果电源模块是CLASSII电源,这可以用UL1310标准来测试认证。CLASSII电源是指采用隔离型变压器,输出电压低于直流60V,电流小于150A/Vmax的电源。
而对非CLASSII电源,则采用UL1012标准来测试认证。这两个标准的技术要求十分类似,可相互参考。大多数LED灯的内部电源模块是采用非隔离式联电源,电源输出直流电压也大于60V,因此不适用UL1310标准,而适用UL1012标准。
5)绝缘要求。由于LED节能灯内部空间有限,在结构设计时,要注意危险带电件与可触及金属件间的绝缘要求。绝缘可以是空间距离和爬电距离,也可以是绝缘片。按标准要求,危险带电件与可触及金属件间空间距离要达到3.2mm,爬电距离要达到6.4mm。如果距离不够,可以加绝缘片作为附加绝缘,绝缘片厚度要大于0.71mm,如果厚度小于0.71mm,产品则要能承受5000V的高压测试。
6)温升测试。温升测试是产品安全测试的一个必做项目,标准对不同元件有一定的温升限制的。在产品设计阶段,制造商要十分重视产品的散热问题,特别是对某些零部件(如绝缘片等)应特别注意。
部件如果长期在高温条件下工作,易损坏,从而造成着火或触电危险。灯具内部的电源模块处于封闭狭小的空间里,散热受到限制。因此,制造商进行元件选择时,要注意选择合适元件的规格,保证元件在一定的裕度下工作,从而避免元件长期在接近满载的条件下工作而产生过热现象。
7)结构。LED节能灯的电源模块安装在外壳内部,空间有限,有的制造商为了节省空间,将插脚式的元件表面焊接在PCB上,这种做法是不可以接受的。这些表面焊接的插脚式元件很可能由于虚焊等原因脱落,造成危险。因此对这些元件要尽可能采取插孔焊接方式。如果不得已采取表面焊接方式,则要对这种元件采用加胶水固定等方式提供附加保障。
8)故障测试。产品故障测试是产品认证测试中至关重要的一个测试项目。这个测试项目是在线路上短路或开路一些元件,以模拟实际使用过程中可能发生的故障,从而评估产品在单一故障条件下的安全性。为了满足这一安全要求,在产品设计时,要考虑在产品输入端加合适的保险丝,以防止输出短路或内部元件故障时发生过电流从而导致着火危险。
9)工厂检查。北美产品认证要工厂检查,工厂检查包括首次工厂检查和后续跟踪检查。如果工厂是第一次申请北美产品认证,则要进行首次工厂检查。首次工厂检查主要针对工厂的品质保证体系,要求工厂具有完善的品质保证体系以确保产品的品质得到有效的监管和保证。如果工厂已按ISO9000标准建立品质管理体系,并通过了ISO9000认证,基本上可以符合首次工厂检查的管理体系要求。
如果工厂未通过ISO9000认证,则要在原料采购、来料检查、库存管理、产品设计、工程更改、生产线测试、仪器校准和投诉跟进等方面有清晰的程序文件,并有效执行。后续跟踪检查则是主要针对产品的结构检查和生产线产品测试等方面,以确保生产线生产的产品结构和认证样品一致,并通过相关的生产线测试。制造商在产品通过测试认证后,必须严格按认证样品的结构和元件清单进行产品生产,任何可能涉及产品安全的更改必须通知认证机构进行评估。如有必要,可能要进行重测试和报告的修改。产品的测试报告里对产品的生产线测试是有明确要求,制造商必须按照要求进行相关测试,如高压测试、接地连续性测试等。
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