摘要：本文根據(jù)GB24906-2010《普通照明用50V以上自鎮(zhèn)流LED燈　安全要求》標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合實(shí)際安規(guī)檢測(cè)中的常見問(wèn)題進(jìn)行解析，并提出改進(jìn)方法，旨在為照明產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)及其他檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試人員提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：自鎮(zhèn)流LED燈；安規(guī)檢測(cè)；解析

近年來(lái)，隨著LED技術(shù)的不斷突破，節(jié)能效果日益顯現(xiàn)，我國(guó)LED照明產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。2013年2月，國(guó)家發(fā)改委、科技部等六大部委發(fā)布《半導(dǎo)體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》，明確要促進(jìn)LED照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)值年均增長(zhǎng)30%左右，2015年達(dá)到4500億元，其中LED應(yīng)用產(chǎn)品達(dá)到1800億元。由此可見，作為國(guó)家重點(diǎn)扶持和培育發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，尤其在傳統(tǒng)能源、環(huán)境污染等因素制約的今天，LED照明產(chǎn)業(yè)無(wú)疑成為國(guó)家及社會(huì)所關(guān)注重點(diǎn)項(xiàng)目中的焦點(diǎn)。

但是，目前的LED照明產(chǎn)業(yè)仍然存在很多問(wèn)題，如標(biāo)準(zhǔn)配套不成熟、市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻低、企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊等，導(dǎo)致大量存在質(zhì)量和安全隱患的產(chǎn)品仍充斥著市場(chǎng)。根據(jù)福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院2013年LED照明產(chǎn)品專項(xiàng)監(jiān)督抽查情況統(tǒng)計(jì)，抽查的批次產(chǎn)品中，LED球泡燈的合格率僅為37.5%。

1 LED球泡燈安規(guī)檢測(cè)常見問(wèn)題分析

1.1 影響LED球泡燈質(zhì)量安全要素

LED球泡燈包括外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其外部結(jié)構(gòu)包括燈頭、散熱器、泡殼；而內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電源和LED燈板（鋁基板和LED）。在LED球泡燈設(shè)計(jì)中，芯片封裝、防觸電結(jié)構(gòu)、材料的絕緣性和阻燃性、電氣絕緣性、驅(qū)動(dòng)電源、散熱系統(tǒng)等均對(duì)其安全和質(zhì)量有重要影響。

以驅(qū)動(dòng)電源為例，LED芯片在正常使用情況下壽命已經(jīng)超過(guò)10萬(wàn)小時(shí)，但一般的驅(qū)動(dòng)電源壽命卻只有3萬(wàn)小時(shí)不到，因此驅(qū)動(dòng)電源與LED芯片的壽命不匹配、可靠性不足等問(wèn)題將會(huì)影響LED球泡燈的安全和壽命。在LED驅(qū)動(dòng)電源使用的關(guān)鍵件中，電解電容對(duì)頻率很敏感，高頻電路中使用發(fā)熱厲害且易爆炸。根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)電路里電解電容是引起驅(qū)動(dòng)電源失效的Zui主要因素，因此，選擇高品質(zhì)的電解電容能有效延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)電源的壽命。另外，選擇正確的驅(qū)動(dòng)方式也很重要。驅(qū)動(dòng)電源能給LED提供正向電流使其工作，通常LED亮度輸出與正向電流成正比，但白光LED在大電流下會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，發(fā)光效率大幅度降低，甚至造成傷害。LED的主要結(jié)構(gòu)為PN結(jié)，其伏安特性是流過(guò)芯片PN結(jié)的電流隨著施加到PN結(jié)兩端上的電壓變化的特性，與普通的整流二極管一樣，LED具有非線性特性，細(xì)微的電壓變化會(huì)引起電流很大的波動(dòng)。LED球泡燈的燈板是由多個(gè)LED組合而成的發(fā)光組件，考慮LED伏安特性及溫度效應(yīng)，使用設(shè)計(jì)良好的恒流驅(qū)動(dòng)電源既能消除正向電壓變化所導(dǎo)致的電流變化，又能更好地控制LED結(jié)溫，保障LED壽命。LED驅(qū)動(dòng)電源中的變壓器分隔離式和非隔離式兩種，隔離式電源通常要比同等功率水平的非隔離式電源大一些，成本也較高，但因?yàn)槠鋵㈦娫摧斎攵撕洼敵龆诉M(jìn)行有效電氣絕緣，因此也更安全，將成為L(zhǎng)ED照明產(chǎn)品應(yīng)用中的主流電源配置。

1.2 LED球泡燈安規(guī)常見問(wèn)題探討

根據(jù)GB24906-2010《普通照明用50V以上自鎮(zhèn)流LED燈　安全要求》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，檢測(cè)項(xiàng)目主要包括標(biāo)志、互換性、意外接觸帶電部件的防護(hù)、潮濕處理后的絕緣電阻和介電強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度、燈頭溫升、耐熱性、防火與防燃、故障狀態(tài)?？己说囊c(diǎn)包含電氣安全和機(jī)械安全兩方面。在檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志、互換性、潮濕處理后的絕緣電阻和介電強(qiáng)度等檢測(cè)項(xiàng)目Zui容易出現(xiàn)不合格的。以某次市場(chǎng)監(jiān)督抽查的結(jié)果為例，如表1所示。

筆者將針對(duì)GB 24906-2010《普通照明用50V以上自鎮(zhèn)流LED燈安全要求》標(biāo)準(zhǔn)中不合格率比較高的檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行解析。

1.2.1標(biāo)志

5.2條規(guī)定：“燈上應(yīng)該清晰、耐久地標(biāo)有下列強(qiáng)制性標(biāo)志：a）來(lái)源標(biāo)記b）額定電壓或電壓范圍c）額定功率d）額定頻率”，并且5.2、5.3條還就外包裝或說(shuō)明書上的應(yīng)提供的補(bǔ)充信息、標(biāo)志的完整性和耐久性試驗(yàn)方法進(jìn)行了規(guī)定。

該條款主要考核標(biāo)志的完整性和耐久性。在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志屬于Zui簡(jiǎn)單卻是Zui容易出錯(cuò)的環(huán)節(jié)。常見的不符合該條款的問(wèn)題主要有：1）燈體上缺少必須提供的強(qiáng)制性標(biāo)志，如來(lái)源標(biāo)記、額定頻率等(如圖1所示)；2）在說(shuō)明書或者外包裝上未提供必要的補(bǔ)充信息，如不適用于調(diào)光電路的標(biāo)記，光生物安全防護(hù)等級(jí)的聲明等；3）燈體上的標(biāo)記牢固度不夠，不能經(jīng)受試驗(yàn)要求。

1.2.2互換性

6.1條規(guī)定：“為了保證互換性，燈應(yīng)采用符合IEC 60061-1規(guī)定的燈頭及符合IEC60061-3的量規(guī)（表2所示），使用相應(yīng)的量規(guī)來(lái)檢驗(yàn)其合格性。

該條款主要考核燈頭的尺寸是否按照進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，并且能夠?qū)崿F(xiàn)良好的互換和接觸。在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，常見的不符合項(xiàng)主要是燈頭的尺寸設(shè)計(jì)不規(guī)范，導(dǎo)致燈頭的電接觸性能無(wú)法通過(guò)量規(guī)的考核。這種不符合要求的燈泡在實(shí)際使用過(guò)程中可能會(huì)存在電接觸不良的現(xiàn)象，影響正常使用的安全性和燈泡壽命。

1.2.3潮濕處理后的絕緣電阻和介電強(qiáng)度

8.2條規(guī)定：“燈應(yīng)在相對(duì)濕度為91%～95%的潮濕箱中置放48小時(shí)，箱內(nèi)空氣溫度為20℃～30℃之間的任一值上，溫差在1℃之內(nèi)。絕緣電阻試驗(yàn)應(yīng)在潮濕箱內(nèi)進(jìn)行，施加大約500V的直流電壓1分鐘后測(cè)定。燈頭的載流金屬件與燈的易觸及部件之間的絕緣電阻應(yīng)不小于4MΩ?！?/p>

8.3條規(guī)定：“絕緣電阻測(cè)試后立即進(jìn)行介電強(qiáng)度試驗(yàn)(如圖2所示)。試驗(yàn)時(shí)，在上述規(guī)定的相同部位上施加交流電壓(HV型燈頭：4000V)、(型燈頭：2U+1000V)，試驗(yàn)1分鐘……試驗(yàn)中，不允許出現(xiàn)閃絡(luò)（飛?。┗驌舸┈F(xiàn)象?！?/p>

上述兩個(gè)條款主要考核LED球泡燈帶電部分與其他非等電位的帶電體之間絕緣結(jié)構(gòu)的電氣隔離能力?？紤]到散熱的問(wèn)題，目前大部分自鎮(zhèn)流LED燈采用壓鑄鋁或其他金屬的散熱模式。散熱金屬的外部，人可以觸碰到，因此對(duì)內(nèi)部的絕緣結(jié)構(gòu)有非常嚴(yán)格的要求。目前的標(biāo)準(zhǔn)比較嚴(yán)酷，要求HV型燈頭要承受4000V的電壓，該項(xiàng)目是檢測(cè)中Zui容易出現(xiàn)不合格的（如圖3）。

在檢測(cè)中，常見的問(wèn)題是，部分廠家考慮自鎮(zhèn)流LED球泡燈內(nèi)空間有限，驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)為非隔離式，該結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器提交較為小巧，電能轉(zhuǎn)換效率較高。在進(jìn)行絕緣電阻及介電強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓加在基板與鋁制散熱器之間，而承受該試驗(yàn)電壓，起絕緣作用的僅為基板與鋁制散熱器之間的絕緣膜，為了保證產(chǎn)品的散熱性，常出現(xiàn)由于基板與鋁制散熱器的絕緣膜因絕緣能力不足而擊穿，或者絕緣膜因?yàn)槭艿匠睔獾那治g，絕緣能力下降而不能承受介電強(qiáng)度試驗(yàn)。而對(duì)于采用了隔離式驅(qū)動(dòng)器的產(chǎn)品，承受介電強(qiáng)度試驗(yàn)電壓為一次電路與外殼間的絕緣系統(tǒng)，一次電路與二次電路間的跨接元件。如果隔離保護(hù)不夠完善，如印制線路板的布線不合理，一次電路域二次電路之間沒(méi)有足夠的爬電距離和電氣間隙、印制線路板受到潮氣的侵蝕絕緣能力下降、隔離變壓器的結(jié)構(gòu)不合理、驅(qū)動(dòng)器的元件引腳刺穿絕緣層或驅(qū)動(dòng)器裝進(jìn)燈具空腔過(guò)程中絕緣受到磨損等，也會(huì)導(dǎo)致電氣強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生閃絡(luò)或者擊穿。廠家可通過(guò)選用帶安全隔離功能的驅(qū)動(dòng)器、改進(jìn)燈具的密封性能、增加一次電路和二次電路間的絕緣距離或增設(shè)絕緣擋板等來(lái)改善以上問(wèn)題。

1.2.4機(jī)械強(qiáng)度

9.1條規(guī)定：“當(dāng)根據(jù)表3中扭矩水平進(jìn)行試驗(yàn)（如圖4所示）時(shí)，燈頭應(yīng)與燈體或燈上用來(lái)旋進(jìn)或旋出的部位牢固地連接。對(duì)于不采用粘結(jié)方式固定的燈頭，可允許在燈頭與燈頭之間有相對(duì)移動(dòng)，但應(yīng)不超過(guò)10°。試驗(yàn)之后，樣品應(yīng)符合潮濕處理后的絕緣電阻和介電強(qiáng)度的要求。

該條款主要考核燈頭與燈體之間的機(jī)械連接牢固度，模擬正常使用過(guò)程中燈頭所經(jīng)受的扭力。在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，如果燈頭與燈體部分連接不夠牢固，或與燈體的連接采用沒(méi)有固化的螺紋連接，在進(jìn)行扭矩試驗(yàn)時(shí)，容易出現(xiàn)燈頭與燈體之間的相對(duì)位移過(guò)大，甚至嚴(yán)重情況下會(huì)出現(xiàn)燈頭脫落（如圖5所示）。
 

 實(shí)際生活中，不合格的燈頭連接會(huì)使得用戶使用過(guò)程中存在安全隱患，給用戶帶來(lái)觸電危險(xiǎn)。
當(dāng)然，以上列出的三個(gè)方面僅僅是檢測(cè)中出現(xiàn)問(wèn)題比較多的條款，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)很多其他的問(wèn)題：比如燈頭連接的和放置驅(qū)動(dòng)部件的塑料部件的耐熱和耐燃性不足，未能通過(guò)球壓和灼熱絲試驗(yàn)；散熱器散熱性能不好或驅(qū)動(dòng)器過(guò)度發(fā)熱導(dǎo)致燈頭的溫升過(guò)高等等。

2 結(jié)語(yǔ)

LED球泡燈相比于傳統(tǒng)照明光源，在節(jié)能環(huán)保方面有著的優(yōu)勢(shì)，但目前很多產(chǎn)品在安全方面仍存在諸多的問(wèn)題，也成為L(zhǎng)ED產(chǎn)業(yè)面臨的共同挑戰(zhàn)。有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該行業(yè)的監(jiān)督、規(guī)范和管理，指導(dǎo)企業(yè)更多地理解現(xiàn)行的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)方法等，改進(jìn)產(chǎn)品工藝，注意國(guó)內(nèi)外趨勢(shì)變化，從而推動(dòng)LED照明產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。