LED筒燈以其節(jié)能的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用在日常照明中。最小能源消耗和最大光輸出以獲得高光效是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，更是表征產(chǎn)品節(jié)能與否的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)?？己水a(chǎn)品標(biāo)注的功率和光輸出與實(shí)際消耗功率和實(shí)際光輸出的一致性，并同時(shí)研究對(duì)實(shí)際光效的影響。有助于人們關(guān)注參數(shù)標(biāo)識(shí)的準(zhǔn)確性，引導(dǎo)企業(yè)準(zhǔn)確聲稱(chēng)產(chǎn)品的耗能指標(biāo)、使用戶了解燈具的真實(shí)技術(shù)參數(shù)。本文通過(guò)幾種合格性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)一組LED筒燈的功率和光輸出參數(shù)的合格水平進(jìn)行分析，給出了目前功率和光輸出等關(guān)系到能源利用的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的合格率水平，并提示我們準(zhǔn)確標(biāo)記LED燈具消耗的功率和光輸出才能滿足將來(lái)更高的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

　　能源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有特別重要的戰(zhàn)略地位，在中國(guó)社會(huì)注重節(jié)能減排的大環(huán)境下，LED燈具以其節(jié)能的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用在日常照明中。但目前還沒(méi)有國(guó)家性能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)功率和光通量等關(guān)鍵參數(shù)規(guī)定評(píng)價(jià)方法，導(dǎo)致市場(chǎng)上魚(yú)龍混雜，給消費(fèi)者在選購(gòu)節(jié)能產(chǎn)品時(shí)造成很大困擾。各個(gè)地方團(tuán)體也在起草LED照明產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，但目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)尚無(wú)系統(tǒng)性的LED燈具性能要求標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)LED照明產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，比如功率、光通量、光效等的評(píng)價(jià)方法也是五花八門(mén)。本文主要通過(guò)276個(gè)LED筒燈的測(cè)量數(shù)據(jù)，分析目前LED筒燈在功率、光通量、光效等影響LED筒燈主要節(jié)能指標(biāo)的質(zhì)量水平，同時(shí)對(duì)國(guó)際和國(guó)內(nèi)流行的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行比對(duì)評(píng)估，尋找合理的判定原則，為性能標(biāo)準(zhǔn)的制定提供有力的技術(shù)支撐。

　　一、目前LED筒燈的質(zhì)量水平分析

　　本文選取了46批次、每批次6只共276只LED筒燈作為分析樣本，功率覆蓋了 3.3W到35W；直徑范圍為3cm到19cm。測(cè)量這276只筒燈的功率、光通量、和光效等技術(shù)參數(shù)。

　　1. 功率

　　功率是評(píng)價(jià)產(chǎn)品能耗的重要參數(shù)，燈具實(shí)際的消耗功率與額定功率會(huì)有一定的偏離，該偏離描述了實(shí)測(cè)功率與標(biāo)稱(chēng)功率一致性的好壞，一致性就作為評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量的考核指標(biāo)。我們通過(guò)計(jì)算實(shí)測(cè)功率與額定功率之商的百分比來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)測(cè)功率與額定功率的偏差，如公式1所示：　　ηP=實(shí)測(cè)功率/標(biāo)稱(chēng)功率*100% (1)

　　為了直觀的了解整個(gè)樣本的分布情況，將276個(gè)燈具數(shù)據(jù)用散點(diǎn)圖直觀的表示，見(jiàn)圖1。

圖1 實(shí)測(cè)功率與標(biāo)稱(chēng)功率一致性百分比散點(diǎn)圖

　　由圖1可以看出，大部分?jǐn)?shù)據(jù)分布在90%到120%的區(qū)間內(nèi)。按照實(shí)際功率與額定功率百分比限值進(jìn)行合格性分析，見(jiàn)表1。

　　由表1可以看出，實(shí)測(cè)功率小于額定功率的燈具占總數(shù)的41.3%，58.7%的燈具的實(shí)測(cè)功率大于額定功率，而大于1.1倍額定功率的燈具比例為16.67%，說(shuō)明目前市場(chǎng)上還存在功率低標(biāo)、誤導(dǎo)消費(fèi)者的現(xiàn)象。 2. 光通量　　光通量是考核LED筒燈性能的重要指標(biāo)，額定光通量越高，說(shuō)明相同功率下可以獲得更高的光通量。有些廠家為了更好的賣(mài)出產(chǎn)品，會(huì)標(biāo)高額定光通量，誤導(dǎo)消費(fèi)者。

　　我們通過(guò)計(jì)算實(shí)際測(cè)量光通量與額定光通量之商的百分比來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)際測(cè)量的光通量與額定光通量的偏差，如公式2所示：

                               　　ηL=實(shí)測(cè)光通量/額定光通量*100% (2)

　　為了直觀的了解整個(gè)樣本的分布情況，圖2給出了實(shí)測(cè)光通量與額定光通量的百分比散點(diǎn)圖。

　　由圖2可以看出，數(shù)據(jù)占據(jù)了從40%到140%范圍，比較分散，說(shuō)明實(shí)際測(cè)量得到的光通量與額定光通量的偏差較大。

　　進(jìn)一步按照實(shí)測(cè)光通量與額定光通量的百分比限值進(jìn)行合格性分析，見(jiàn)表2。

表2不同限值下初始光通量的合格率

　　由表2可以更加詳細(xì)地看出，測(cè)量的初始光通量小于額定標(biāo)稱(chēng)光通量的樣品占57.97%，小于額定光通量0.9倍樣品則占32.97%，而大于額定光通量1.1倍的只占了大約十分之一，說(shuō)明此次LED筒燈的實(shí)際測(cè)量的光通量大部分都小于標(biāo)稱(chēng)的額定光通量，目前市場(chǎng)上的LED筒燈存在高標(biāo)額定光通量的現(xiàn)象，這樣會(huì)造成對(duì)消費(fèi)者的誤導(dǎo)，造成市場(chǎng)的混亂。 3. 光效　　文章前面兩段介紹了LED筒燈功率和光通量的現(xiàn)狀，存在功率低標(biāo)、光通量高標(biāo)的現(xiàn)象，這樣的標(biāo)稱(chēng)，是為了獲得較高的光效。那么，實(shí)際LED筒燈的光效情況到底如何呢？

　　我們通過(guò)計(jì)算實(shí)測(cè)光通量除以實(shí)測(cè)功率來(lái)計(jì)算實(shí)際光效，如公式3所示：

                                                                            　　ηE=實(shí)測(cè)光通量/實(shí)測(cè)功率 (lm/w) (3)

　　為了更加形象直觀，圖4給出了本次選取的276個(gè)筒燈的實(shí)測(cè)光效的散點(diǎn)圖。

圖4 實(shí)測(cè)功率與標(biāo)稱(chēng)功率之比的散點(diǎn)圖

　　由圖4可以看出，大部分?jǐn)?shù)據(jù)集中分布在30到80的區(qū)間內(nèi)，大于80的寥寥無(wú)幾。 光效是節(jié)能評(píng)價(jià)參數(shù)，在照明產(chǎn)品的能效標(biāo)準(zhǔn)中會(huì)規(guī)定光效限值，表3給出了不同光效限值下的合格品百分比。

表3實(shí)測(cè)光效在不同限值下的合格率

　　按照光效大于60要求來(lái)考核，合格率僅僅為55.43%，有近一半的LED筒燈燈具不符合要求，光效大于75更是少，只占了5.07%，而光效小于50的燈具占總數(shù)的30.8%。如果按照80%的產(chǎn)品合格的要求，那么光效的限定值目前只能定在40lm/W，這顯然與LED照明產(chǎn)品節(jié)能高效的特點(diǎn)不一致，LED筒燈的實(shí)際測(cè)量光效并沒(méi)有向制造商宣傳的那樣高，目前的LED筒燈還是良莠不齊，制造技術(shù)還有待提高。當(dāng)然，在日常照明中，光的顏色、顯色性等參數(shù)都是使用者應(yīng)該關(guān)注的參數(shù)，我們不能因?yàn)槊つ孔非蟾吖庑Ф鲆暳苏彰鞯氖孢m性。

　　二、評(píng)價(jià)方法的對(duì)比

　　LED筒燈的特性與使用傳統(tǒng)光源的燈具有著顯著的區(qū)別。傳統(tǒng)光源，比如熒光燈、氣體放電燈等光源，基本上都是生產(chǎn)技術(shù)比較成熟、產(chǎn)品規(guī)格已經(jīng)比較完備的產(chǎn)品，光源的各項(xiàng)指標(biāo)也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，故而對(duì)于使用傳統(tǒng)光源的燈具來(lái)講，功率測(cè)量和評(píng)價(jià)也比較容易，在燈具的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，型式試驗(yàn)只測(cè)量一只燈具即可。而LED是照明行業(yè)新興的光源，還處在技術(shù)發(fā)展階段，LED光源的特性穩(wěn)定性、各類(lèi)技術(shù)指標(biāo)還沒(méi)有形成成熟技術(shù)，沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，包括LED光源的功率、規(guī)格型號(hào)、光強(qiáng)、光效、輸入電流和電壓等參數(shù)的不確定性，給使用LED光源的燈具帶來(lái)了測(cè)量的不穩(wěn)定性。因此，傳統(tǒng)的采用一只燈具樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法明顯不適用于LED筒燈的測(cè)量要求。

　　國(guó)內(nèi)已經(jīng)制定了許多地方標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，其中有兩個(gè)技術(shù)規(guī)范使用范圍較廣，一是2010年8月國(guó)家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部三部委聯(lián)合發(fā)布的《半導(dǎo)體照明產(chǎn)品技術(shù)要求(2010版)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)技術(shù)要求)。另外一個(gè)是2010年12月CQC發(fā)布的LED筒燈節(jié)能認(rèn)證技術(shù)規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱(chēng)CQC技術(shù)規(guī)范)。

　　目前，世界上各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織都在研究LED燈具性能的評(píng)價(jià)方法。IEC/TC 34D標(biāo)委會(huì)起草的IEC/PAS 62722-2-1(ED1.0) LED燈具性能標(biāo)準(zhǔn)草案中介紹了采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的評(píng)價(jià)方法，在IEC/TC 34D標(biāo)委會(huì)LUMAX維持工作組2011年6月召開(kāi)的技術(shù)會(huì)議上，許多專(zhuān)家又提出用平均值代替統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念。表4列出了以上評(píng)價(jià)方法。

表4 不同評(píng)價(jià)方法列表

　　由上表可以看出，目前存在的幾種評(píng)價(jià)方法還是有比較大的區(qū)別的。首先，國(guó)內(nèi)的兩個(gè)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行比較，CQC技術(shù)規(guī)范在初始光通量和初始光效的評(píng)價(jià)方法與發(fā)改委技術(shù)要求相同，但功率的評(píng)價(jià)方法卻相差較大。國(guó)際上，IEC草案中要求不僅單個(gè)樣品要滿足要求，且樣品的平均值也要滿足標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求。當(dāng)然，對(duì)于樣品平均值的考核方法現(xiàn)在還在討論，目前IEC組織對(duì)平均值有兩種考核方式，一種是在一定置信概率下的單邊限值不超過(guò)規(guī)定值，另一種是平均值不超過(guò)規(guī)定值。而且，IEC草案中對(duì)功率規(guī)定的是單邊上限，對(duì)初始光通量和光效規(guī)定的是單邊下限值。當(dāng)然，還有一個(gè)更明顯的區(qū)別是IEC草案中規(guī)定的限值為制造商的聲稱(chēng)值，而國(guó)內(nèi)的兩個(gè)技術(shù)規(guī)范規(guī)定的是具體的數(shù)值，這也與規(guī)范的性質(zhì)有關(guān)，CQC技術(shù)規(guī)范和發(fā)改委規(guī)范都是以節(jié)能產(chǎn)品為挑選目的，而IEC標(biāo)準(zhǔn)草案是以性能標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)，兩者目的不同，所以評(píng)價(jià)指標(biāo)也不同。下面，我們就按照上述3大類(lèi)評(píng)價(jià)方法4種具體方式對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，見(jiàn)表4。

　　注：本次選擇46組每組6只共276只樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

　　下面，我們對(duì)表4的數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析。 首先，我們對(duì)各個(gè)參數(shù)的限值確定進(jìn)行分析。

　　由表4可以看出，發(fā)改委對(duì)功率的要求比較寬松，滿足發(fā)改委功率要求的樣品占總數(shù)的93.48%。CQC和IEC草案對(duì)功率的限值規(guī)定了上限，即實(shí)測(cè)值不超過(guò)額定值的10%。按照CQC限值要求，若按照傳統(tǒng)方法采用單只燈評(píng)價(jià)，合格率為83.70%。若是按照每組6只樣品都要滿足要求，則合格率下降到80.43，要求比傳統(tǒng)的單個(gè)樣品評(píng)價(jià)方法嚴(yán)格一些。對(duì)于功率來(lái)講，一般的生產(chǎn)廠都會(huì)將功率低標(biāo)，以表示自己的產(chǎn)品消耗的功率小，但實(shí)際消耗的功率往往超過(guò)標(biāo)稱(chēng)的功率。CQC和IEC草案規(guī)定了實(shí)測(cè)功率的上限，使實(shí)際測(cè)量的功率與標(biāo)稱(chēng)值差異不能過(guò)大，以遏制市場(chǎng)上制造商亂標(biāo)功率迷惑市場(chǎng)的不法行為，是比較科學(xué)合理的。　　對(duì)于光通量，發(fā)改委和CQC采用的是雙邊限值的方法，IEC草案采用的是單邊下限值方法。一般的制造商都會(huì)希望自己的產(chǎn)品功率低，但是光通量高，具有更高的節(jié)能特性，因此，往往會(huì)將標(biāo)稱(chēng)光通量標(biāo)高，但實(shí)際的光通量不一定能大道標(biāo)稱(chēng)光通量。因此，需要限定實(shí)測(cè)光通量的下限值。因此，IEC草案的單邊下限值方法是比較科學(xué)的。

　　而對(duì)于光效，無(wú)論是發(fā)改委還是CQC技術(shù)規(guī)范，都無(wú)一例外的規(guī)定了光效下限值，這也與這兩個(gè)規(guī)范是節(jié)能規(guī)范有密切關(guān)系，節(jié)能規(guī)范需要規(guī)定光效限值，以篩選出光效高的節(jié)能產(chǎn)品。而IEC草案是LED燈具性能標(biāo)準(zhǔn)要求，該標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍更加廣泛，因此只規(guī)定了與制造商聲稱(chēng)值為基礎(chǔ)的要求。

　　由于目前大部分產(chǎn)品都沒(méi)有聲稱(chēng)光效，因此，本文按照IEC草案的方法假設(shè)聲稱(chēng)的光效值，但號(hào)稱(chēng)高光效的LED筒燈實(shí)際上并沒(méi)有制造商宣傳的那樣好，光效高于60的樣品僅占56.52%，即使按照CQC要求合格率僅為52.17%。這一數(shù)據(jù)說(shuō)明LED照明產(chǎn)品的技術(shù)還有待提高。

　　下面，我們對(duì)IEC草案中的平均值評(píng)價(jià)方法做進(jìn)一步的詳細(xì)分析。

　　目前對(duì)平均值有兩種評(píng)價(jià)方案，一是采用置信概率單邊值的方法，一種是平均值限值的方法。以初始光通量為例，見(jiàn)表5。

表5 光通量按照IEC草案要求的合格率一覽表

　　滿足條件1)的樣品組數(shù)為29組，而滿足條件2)即平均光通量的單側(cè)下置信限要求的為31組，說(shuō)明條件2)要比條件1要求低，只有條件1)即可滿足要求。如果我們提高對(duì)平均值的限值要求，例如3)和4)的要求，則合格的組數(shù)出現(xiàn)了下降，甚至4)的要求比1)還要嚴(yán)酷。當(dāng)我們制定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，應(yīng)該充分考慮到限值要求的合理性和可操作性，并通過(guò)一定的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證才能最終確定限值。IEC組織目前還在對(duì)該方法進(jìn)行討論，我們也會(huì)將研究結(jié)果反饋到IEC組織，積極參與IEC草案的討論活動(dòng)?！　?duì)于平均值限值的評(píng)價(jià)方法與置信概率單邊值限值的方法大同小異，都是對(duì)平均值進(jìn)行評(píng)價(jià)。由表4中的數(shù)據(jù)可以看出，如果平均值限值與單個(gè)樣品的限值相同，是沒(méi)有存在的意義的。因此本文給出了不同平均值限值下的合格率，為標(biāo)準(zhǔn)的限值選擇提供數(shù)據(jù)和依據(jù)。

　　比較IEC草案中方法，從表4可以看出，若每組的單個(gè)樣品的限值和平均值限值相同，則單個(gè)樣品滿足要求即可，無(wú)論是平均值的置信概率單邊值限值還是平均值限值都沒(méi)有存在的必要。如果單個(gè)樣品限值與平均值限值不同，則需要對(duì)不同限值下的合格率進(jìn)行比較，選擇出最合理的限值。

　　三、結(jié)論

　　本文首先對(duì)LED筒燈的功率、光通量和光效等性能參數(shù)進(jìn)行分析，給出了LED筒燈按照不同指標(biāo)評(píng)價(jià)的合格率水平，并評(píng)價(jià)分析目前市場(chǎng)上的LED筒燈產(chǎn)品質(zhì)量。其次，介紹目前存在的幾種合格性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)功率、光通量和光效等參數(shù)分別按照這幾種不同評(píng)價(jià)方法分析其合格水平，比對(duì)不同評(píng)價(jià)方法的差異，為標(biāo)準(zhǔn)選擇評(píng)價(jià)方法提供技術(shù)支撐。