LED照明——关于替换型LED灯管的思考

 
当前全球能源短缺，节约能源是我们面临的重大问题。LED被称为新一代绿色光源，它的环保、节能、寿命长、无辐射等优点，使得LED照明产业成为各国重点关注的产业。在这种情况下，可以直接替换传统的荧光灯管的LED替换型灯管便应运而生。这种替换型LED灯管安装使用非常方便，而不需要重新接线，也不需要将线路上原有的镇流器取下，只是简单的关断电源后将传统荧光灯管取下再重新装上替换型LED灯管即可。然而，替换型LED灯管也同样存在一些问题值得引起重视。本文主要以适合北美市场的替换型LED灯管在性能测试及认证方面的问题为例，做一些简单介绍。

1 UL或ETL认证

进入北美市场的LED灯管必须通过UL或ETL等安规方面的测试。UL和ETL测试所依据的标准均为UL1993、UL935及UL8750等，但因为响应快速、认证周期短、费用相对较低等优点，ETL认证越来越得到广泛的认同。

对于替换型灯管，与直接市电输入的灯管相比，所依据的测试标准也是一样的，不同的是在测试时线路上需要连接相匹配的镇流器，使灯管在正常工作模式下进行相关测试。替换型灯管安规测试时通常遇到的问题是防触电测试问题，因替换型灯管实际是一种双端供电方式设计，在电源的设计方面需要着重考虑防触电性能，以便能够顺利通过测试。目前对这种替换型灯管的防触电测试判定标准也有一定的争议，因电子镇流器通常为高频设计，同时防触电测试时线路上需要接电子镇流器，直接市电输入LED灯管的防触电测试标准应该是不适用的。

在UL1993-2012 SA6.13章节中，对不同的LED灯管分为Type A、Type B和Type C等三类，根据分类要求，直接替换型LED灯管属于Type A设计。同时SA6.13.3章节也明确指出Type A并没有被覆盖在这些测试要求里面。只是不同的测试机构对这一条有不同的理解，因此在防触电测试测试方法和判定上有不同的方式。

2 DLC认证

能源之星与DLC对北美客户具有较大的吸引力，客户销售具有能源之星或DLC认证的产品，均可能申请高额补贴，补贴额度甚至比从供应商处购买的灯泡或灯管价格还要高。如一只符合DLC认证的1.2m T8灯管，出厂价通常在10美元以内，而拿到的补贴通常在15美元甚至更高。

见表1，DLC3.0要求里面只有对0.6m和1.2m认证的技术要求。其中对1.2m灯管，要求裸灯最低光效为100lm/W，在特定灯具内光效最低为85lm/W。有一点需要注意的是，这里的最低光效要求是指系统光效，对于直接替换型灯管而言，镇流器本身功耗也需要计算在内，这无疑给灯管的设计提出了更高的要求，如一个典型的电子镇流器功耗通常在4W左右，把这4W的功耗考虑在内，灯管的光效通常需要做到110lm/W才能够顺利通过认证，这可以通过增加灯珠的数量或使用高亮的灯珠实现。
相对于能源之星的认证，DLC认证周期短，不需要进行实际点灯测试，通常要求厂家提供符合要求的灯珠LM80报告即可，根据灯珠LM80报告上的技术要求，以及结合DLC申请时所做的其它一些测试，如灯珠温升及灯珠的排布设计，通过TM21可计算得出灯管的可靠性性能看是否符合DLC的认证要求，如质保时间至少为5年等。但DLC认证获得通过后，灯珠的厂家既已固定，必须使用提交测试的厂家的灯珠，如需更改，必须到DLC机构重新进行报备。另外，申请DLC认证，必须首先通过UL或ETL测试。

DLC认证产品目录被用于在美国各地尚未被“能源之星 (ENERGY STAR)”标准覆盖的高性能LED灯具的推广，它的范围和能源之星的产品范围不可重合，即如果能源之星把该产品纳入到它的体系里后，DLC就把该产品永久的转移出去。

3 镇流器功耗

直接替换型灯管给用户的使用确实提供了较大的方便，不需要重新接线，只需要切断电源后将传统的荧光灯管取下再安装上LED灯管，接通电源后即可点亮。然而由此带来的一些问题是：1) 在LED灯管使用过程中，原有线路上传统灯管的镇流器仍在持续工作，如果镇流器失效后，则LED灯管无法再点亮。此时，需要更换新的镇流器才能使LED灯管继续工作，这对于实际使用来讲其实也是一种不便；2) LED灯管使用过程中，传统的镇流器仍在消耗功率，如典型的电子镇流器的功耗工厂在4W左右，镇流器的功耗无疑变成了能源的损失和浪费。以一个一拖二的电子镇流器为例，使用两只17W的灯管时，LED灯管功率总计为34W，镇流器功耗假定为4W，则系统总的功耗为38W，其中因电子镇流器的功率消耗即达10%以上，这对于对节能改造要求较高的场所而言，是不得不考虑的问题。

4 直接替换型灯管与镇流器的兼容性问题

直接替换型灯管因其安装使用及替换非常便利，目前很多公司都有直接替换型灯管产品，并为客户提供不同的解决方案。但因为市场上不同品牌和类型的镇流器种类繁多，质量参差不齐，任何一个厂家都不可能收集到所有的镇流器进行兼容性测试。如市场上出现的标称替换瞬时启动镇流器、或替换快速启动镇流器、或替换电感式镇流器、或标称以上镇流器全兼容的LED灯管，只是对一部分镇流器进行了兼容性测试。但考虑到镇流器的设计均遵循相同的原理，虽然镇流器种类繁多，在测试一定数量的镇流器兼容后，也基本可以标称适用于特定的镇流器设计类型。

虽然如此，直接替换型灯管在不同品牌或类型的镇流器上燃点时，所表现的性能是有差异的，如功率、光通量、功率因数等方面都会有一定的差异。因此，一般来讲，公司的技术规格书中都会对灯管在不同镇流器情况下的性能做特定说明。表2为飞利浦对替换瞬时启动镇流器灯管在不同镇流器因数的镇流器下工作的功率消耗、光通量等的说明。

5 小结

直接替换型灯管因其安装使用方便等方面的优点而成为目前市场上较为畅销的LED产品，但因为其必须在特定的电子镇流器线路上燃点以及镇流器本身工作时的功耗对节能改造用户来讲也是不得不考虑的问题。同时，灯管对镇流器的兼容性以及不同镇流器下表现的不同性能在实际使用时也需要综合考虑。