摘要：文章根據(jù)近期較大批量LED照明產(chǎn)品的檢測數(shù)據(jù)，經(jīng)歸納和分析，指出了傾向性的問題，并且提出了解決這些問題的思路和方法。
關(guān)鍵詞：獨立式、IP 防護(hù)、防雷電浪涌、SELV、光衰、結(jié)溫
序言
國務(wù)院6 部委的聯(lián)合發(fā)文，明顯促進(jìn)了LED 產(chǎn)業(yè)的興起。近年來，隨著LED光效的快速進(jìn)步及成本的大幅下降，使LED進(jìn)入照明領(lǐng)域的步伐明顯地加快。
去年發(fā)改委開展的“LED照明示范工程”項目，使得這一領(lǐng)域的從業(yè)人員的熱情空前地高漲，但是，由于本領(lǐng)域的企業(yè)及從業(yè)人員對這方面標(biāo)準(zhǔn)的知曉及理解普遍地不足，造成了LED照明產(chǎn)品設(shè)計方面存在較多的普遍性問題，如果不認(rèn)真加以研究及解決，將導(dǎo)致從業(yè)企業(yè)多走彎路且浪費大量的資源。認(rèn)真分析和研究這些問題，是使這一產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要工作。
一、道路燈具主要的安全問題
1、未使用鋼化玻璃
按照GB7000.5標(biāo)準(zhǔn)的要求，道路燈具包括隧道燈具應(yīng)該使用鋼化玻璃，使用鋼化玻璃不僅玻璃機(jī)械強(qiáng)度的要求，也是玻璃一旦破碎后，普通玻璃就像圖1的情況，玻璃碎片很大并且有很多銳角，掉下來時很容易傷人。要是使用鋼化玻璃，一旦破碎后的情況完全不一樣，鋼化玻璃會破碎成很多顆粒很小且沒有明顯的銳角。

圖1：普通玻璃破碎后的玻璃碎片
 

2、LED 控制裝置外置，但控制裝置沒有獨立式標(biāo)記
LED控制裝置外置，控制裝置必須有獨立式標(biāo)記。有了獨立式標(biāo)記，就意味著相關(guān)的部分必須符合燈具標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，例如：外部導(dǎo)線的固定裝置；防觸電；安裝面溫度；IP（防塵、防水）試驗等，不能把獨立式標(biāo)記僅理解為需要進(jìn)行IP（防塵、防水）試驗，所以，沒有獨立式標(biāo)記并且未進(jìn)行燈具標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)試驗的LED控制裝置不允許外置。具有比較完整標(biāo)記的獨立安裝式控制裝置見圖3。

圖2：沒有獨立安裝式標(biāo)記，僅寫IP67
 

圖3：具有比較完整標(biāo)記的獨立安裝式控制裝置
 

3、外部電纜不符合標(biāo)準(zhǔn)要求
GB7000.5 道路與街路照明燈具的安全要求標(biāo)準(zhǔn)中對道路與街路照明燈具外部導(dǎo)線的要求主要引用GB7000.1 標(biāo)準(zhǔn)5.2要求，“如果由燈具制造商提供的軟纜或軟線作為與電源的連接方式，它們的機(jī)械和電氣性能至少應(yīng)符合GB5023 和
GB5013 的規(guī)定，如表5.1 所示。
表5.1-不可拆卸的軟纜或軟線

注1：電源電壓大于250V 時，可能要使用電壓等級高于上表規(guī)定的軟線和軟纜。
為提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度，導(dǎo)體的標(biāo)稱截面積應(yīng)不小于：
— 普通燈具 0.75mm2
— 其它燈具 1.0 mm2
如果燈具提供一個10/16A 的插座，軟導(dǎo)體的標(biāo)稱截面積應(yīng)不小于1.5 mm2”。
根據(jù)表5.1 的要求，LED 道路燈具為非普通燈具，應(yīng)采用60245IEC57 以上的電纜線。
很多企業(yè)根本不知道或者不理解上述標(biāo)準(zhǔn)要求，所以道路燈具的引出導(dǎo)線有很多不符合強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的要求。

圖4：合格的外部電纜 

4、連接器達(dá)不到整燈的防塵防水要求
道路燈具用的連接器有很多是直接暴露在露天條件，所以連接器既需要符合道路燈具相同的IP防護(hù)要求，還需要保持電接觸可靠。防水不合格的連接器見圖5，這種類型的防水連接器很多是用在IP44的燈串當(dāng)中的，一般是達(dá)不到IP65
以及以上等級的，符合IP 防護(hù)要求的連接器見圖6，該連接器可以到達(dá)IP66 的等級。

圖5：不合格的連接器

圖6：合格的連接器 

5、防雷電浪涌電路如何符合安全要求
由于全球氣候變暖，各種惡劣氣候出現(xiàn)的概率也越來越大，其中雷電對戶外照明電器的破壞力很大，必須有應(yīng)對之策。
我國的供電網(wǎng)絡(luò)是Y－Y 型零線接地的220V/380V極性電源。雷電是一種廣譜的無線電波，照明電網(wǎng)的架空線在接受到雷電造成的電磁波后，因為相線和零線對地阻抗的不同，會產(chǎn)出相線——零線之間的差模浪涌電壓和相線、零線
——地（外殼）之間的共模浪涌電壓。針對差模浪涌，采用在輸入端并聯(lián)壓敏電阻和/或網(wǎng)絡(luò)的方法能有效加以防護(hù)，圖7中這一部分電路是符合要求的，但是這一部分電路中的共模防雷電路把無線通迅發(fā)射網(wǎng)絡(luò)中的共模防電路也搬到
LED 控制裝置中來了，這是明顯不符合低壓電器安全準(zhǔn)則的，這一點已與國際組織聯(lián)系并達(dá)成共識。

圖7：目前Zui常用的防雷電浪涌電路的缺陷
 

這是因為一旦LED 控制裝置接地回路中有損壞現(xiàn)象，而感應(yīng)的雷電浪涌很強(qiáng)并把共模壓敏電阻和/或防雷管擊穿并且LED控制裝置仍能正常工作，但極易發(fā)生使用者或維修者遭電擊的情況。
正確的方法是，對應(yīng)用于共模放電的壓敏電阻，每個電阻的兩個電極間的電氣間隙應(yīng)≥3mm,并且每對地一支路起碼由兩個壓敏電阻串聯(lián)而成，且導(dǎo)通的閥門值應(yīng)在2V+1000V以上（一般應(yīng)≥1800V 但不宜超過2000V）。對于加在電路
板與殼（地）之間的低于2000V 的雷電感應(yīng)浪涌電壓，控制裝置自身的抗電強(qiáng)度應(yīng)能抵抗，當(dāng)雷電感應(yīng)浪涌電壓＞2000V時，共模防雷電路才可動作。另外在PCB 板上的接地端與L、N 線有關(guān)的線路之間的電氣間隙，起碼滿足基本絕緣應(yīng)有的尺寸。
6、接地?zé)o連續(xù)性
道路燈具中的LED 控制裝置輸入端有接地線，但輸出端為2 線（DC 的正、負(fù)極），同時LED 控制裝置的輸出不滿足SELV的要求，又沒有采取其他的接地措施，導(dǎo)致接地?zé)o連續(xù)性。
二、嵌入式筒燈燈具主要的安全問題
1、非獨立式控制裝置外置
雖然嵌入式筒燈燈具一般都用于室內(nèi)，基本不存在IP防護(hù)的問題，但是，非獨立式控制裝置外置，往往造成燈具的防觸電要求、外部導(dǎo)線要求以及外部導(dǎo)線固定要求方面的不合格。
2、控制裝置為非SELV，LED 沒有防觸電保護(hù)
為了使LED 具有良好的散熱條件，LED 與散熱器的絕緣往往達(dá)不到電網(wǎng)電壓等級對絕緣的要求，按照燈具安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，只有讓LED控制裝置的輸出電壓為安全特低電壓（SELV），即LED控制裝置的輸入和輸出采用隔離措施，并且，輸出兩極之間的電壓以及每一輸出極對地的電壓都不大于50V，這樣，才能降低輸出極與LED的防觸電保護(hù)要求。
3、控制裝置與光源腔的互聯(lián)電纜不符合外部導(dǎo)線的要求
因為控制裝置沒有安裝在燈具內(nèi)，所以控制裝置與光源腔的聯(lián)接電纜就屬于外部導(dǎo)線，很多企業(yè)的設(shè)計人員不知道這一要求，因此造成聯(lián)接電纜不符合外部導(dǎo)線的要求。
4、 外露導(dǎo)線但沒有軟線固定架
也因為控制裝置沒有安裝在燈具內(nèi)，所以控制裝置與光源腔的聯(lián)接電纜暴露在外部，這些外部導(dǎo)線可能受到外部的拉力和扭力。燈具標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，導(dǎo)線外露多于80mm，這些導(dǎo)線在進(jìn)入控制裝置和光源腔的部位必須有軟線固定架來承擔(dān)這些外部導(dǎo)線可能受到外部的拉力和扭力，但很多企業(yè)的設(shè)計人員也不知道這一要求，沒有對這些部位設(shè)計和安裝軟線固定架。
三、EMC 問題
在電磁兼容（EMC）方面，出現(xiàn)不合格的概率也比較大。
在EMI 方面，各種燈具電源端子騷擾也容易出現(xiàn)不合格；有些用交流驅(qū)動LED 且驅(qū)動電流頻率高于100Hz的燈具，就得進(jìn)行輻射騷擾的檢測，尤其是在30MHz---300MHz 的頻率段，很多企業(yè)沒有考慮這個問題，雖然燈具內(nèi)LED控制裝置的輸出不可能有這么高的頻率，但是LED控制裝置的內(nèi)部普遍采用高頻的可調(diào)占空比的開關(guān)電路，由于高頻變壓器的局部時間段的磁通飽和及電路沒有采用對應(yīng)當(dāng)防護(hù)措施，結(jié)果使燈具在這一頻率段的輻射騷擾超標(biāo)。解決的方法是在開關(guān)電路產(chǎn)生這一頻率段的騷擾信號傳輸?shù)木€路上，用磁環(huán)或磁套及旁路電容加以吸收。
四、自鎮(zhèn)流LED 燈的安全問題
1、高壓擊穿
自鎮(zhèn)流LED 燈應(yīng)承受4000V/分，散熱器基本是鋁的，很不容易做到這一點。
如果內(nèi)部控制電路采用隔離措施，就比較容易滿足這一要求。
2、防意外接觸帶電部件不合格
自鎮(zhèn)流LED 燈的燈體的肩部設(shè)計不合理和/或燈頭的焊錫太高，造成防意外接觸帶電部件不合格。
五、LED 照明產(chǎn)品的性能問題
1、光效、光衰不達(dá)標(biāo)
LED 照明產(chǎn)品的光效大部分比預(yù)期值偏低，光衰過快，原因是設(shè)計不合理，LED芯片的結(jié)溫較高，并且企業(yè)大部分沒有在熱平衡時測量光通量。正確的設(shè)計應(yīng)該是，并不需要用的芯片，但是要做好散熱設(shè)計，在無法保證理想散熱
的時候，可以考慮芯片欠功率運行，低工作結(jié)溫既能保證高光效，還能保證光衰和燈壽命期間的明顯色漂移。
2、顯色指數(shù)達(dá)不到要求
在可以達(dá)到光效的前提下，筒燈和自鎮(zhèn)流LED 燈的顯色指數(shù)普遍達(dá)不到要求。GB50034對寫字樓、教室和閱覽室等室內(nèi)場合照明要求顯色指數(shù)達(dá)到80 及以上，應(yīng)該達(dá)到這一要求。另外，CQC 的自鎮(zhèn)流LED燈的節(jié)能認(rèn)證的顯色指數(shù)
要求是85，所以，要求很高，應(yīng)該在熒光粉中加入一定的紅粉才能達(dá)到要求。
參考文獻(xiàn)：
1、 GB7000.1/IEC60598-1 燈具 第1 部分：一般要求與試驗
2、 GB19510.14/IEC61347-2-13 燈的控制裝置 第14 部分：LED 模塊用直流或交流電子控
制裝置的特殊要求