普通照明用电光源寿命标准比对及趋势分析

李 蕴，陈 凯，杨志豪

(江门出入境检验检疫局，广东 江门 529000)

普通照明用电光源寿命标准比对及趋势分析

李 蕴，陈 凯，杨志豪

(江门出入境检验检疫局，广东 江门 529000)

介绍各类常用电光源标准的寿命定义及技术要求，通过比对分析和差异研究，探讨电光源寿命评估的变化趋势，为更加科学高效的电光源寿命评估提供理论支持。

电光源；寿命；标准比对

引言

照明用电光源的寿命不仅是消费者重点关注的性能指标，也是评价电光源质量的重要参数。目前，市场上经常看到声称寿命50 000 h甚至100 000 h的LED光源产品，而在用户的使用中却发现此类LED光源产品质量不尽如人意[1]。本文选取具有代表性的电光源——白炽灯、节能灯、高压钠灯和LED，对其寿命标准比对研究，探讨电光源寿命评价的发展趋势。

1 电光源标准现状

电光源主要分为四大类：白炽灯、低压气体放电灯、高压气体放电灯(HID)和LED。目前这些类型的电光源在市场上并存，满足不同照明需求，但随着节能环保要求的提升，LED逐渐成为主流，白炽灯则逐步退出市场。

目前，我国已经颁布的电光源国家标准涵盖基础标准、方法标准、性能标准和安全标准，形成了完整的电光源标准体系：

1)寿命要求以推荐标准为主。不同于安全标准的强制性，电光源性能多为推荐性标准，不具有强制性，生产企业可以自主决定是否采用相关标准，推荐性标准通用性较强，使用起来更加灵活、宽裕，有较强的市场适应性。

2)电光源标准更新加快。随着电光源产品不断推陈出新，包括LED、无极灯的国家标准不断推出，新标准的发布也从侧面反映了电光源的发展变化规律，早期电光源产品已基本成熟，新型电光源产品还在不断发展壮大。表1列出代表性产品的现行标准名称、发布及实施时间。

表1 电光源标准Table 1 Standard of light source

2 电光源寿命定义

国家标准对电光源的寿命有明确要求，但由于每类电光源发光原理不同，寿命的定义和测试方法存在着区别，表2列出上述有代表性电光源产品标准的寿命定义。

表2 电光源标准对寿命定义Table 2 Definition in the Standard of light Source

标准对各类电光源寿命的定义既有相通之处，又存在着一定的区别。对比各电光源寿命的定义可知，标准对于寿命定义一般分为两个方面：单个电光源寿命和整体统计寿命。

1)单个电光源寿命。单个电光源寿命衡量的是确定的一个电光源的寿命情况，但是实际生产中，不可能对每一个电光源都进行相应寿命试验，因此整体统计寿命就更具有现实意义。

2)整体统计寿命。整体统计寿命又分为中值寿命、平均寿命等，它是对一定数量的电光源进行寿命试验得到的统计值，代表了抽样测试产品的寿命分布情况和整体状况。

3 电光源寿命技术要求

标准对各类电光源寿命有着具体的技术要求，包含了寿命、光通维持、颜色漂移和开关试验等，表3列出了标准对寿命的具体技术要求。

表3不仅列出了寿命的标准要求，同时也列出了与寿命相关的光通维持率、颜色漂移和开关试验的要求。标准对光通维持率和寿命做了详细规定，整体上的技术要求是类似的，不同的是具体指标上的差异。

1)寿命和光通维持率。通常寿命终了(失效)是用光通维持率来进行判定，不同电光源要求不同，白炽灯光通维持率要求不小于74%，节能灯、金卤灯和LED灯不小于70%，这些限值都是根据电光源不同特性而制定的。光通维持率试验分为全周期寿命试验和推算寿命试验。白炽灯和节能灯寿命较短，采用全周期寿命试验可以接受。但LED寿命非常长，理论上可达100 000 h，进行全寿命周期的实验不太现实[6]，所以LED一般通过3 000 h(6 000 h)老化试验，获取试验周期内不同时间段的光通维持率，通过数学模型来进行寿命推算。为了加快试验进程缩短试验时间，目前正在研究加速寿命试验方法，通过在试验过程中，施加温度、电应力等方式，比如高温、高压，然后建立适当数学模型，进行数据推算，最后得出产品在正常使用条件下的寿命，进一步加快试验进程。

2)颜色漂移和开关试验。从表3可知，技术要求中差异非常明显的是对颜色漂移和开关试验的要求。白炽灯、节能灯和金卤物灯对颜色漂移都没有要求。但LED新增了颜色漂移的限值，颜色漂移是灯燃点至3 000 h(6 000 h)的平均颜色坐标相对于初始颜色坐标的漂移。虽然标准并未将颜色漂移列为寿命判定条件，但是对颜色的要求也更为严格。对于开关试验，LED对循环次数有明确要求，而白炽灯和金卤灯并无要求。节能灯在更新后的2013版增加了开关试验的要求，2002版并未有此要求。可见，近年来标准对电光源寿命的要求正在逐渐增强，评估参数更加科学。

表3 电光源标准对寿命技术要求Table 3 Requirement of life in the Standard of light source

4 发展趋势

随着科技的发展，电光源从单一的白炽灯发展为现在多姿多彩的各种电光源，满足了人们不同的照明需求，电光源的使用寿命有了质的飞越。对电光源寿命的评价体系和方法也经历了一个发展丰富的过程，我们无法对未来做出预测，但是通过以上的比对分析，我们至少可以得出今后电光源寿命评价的一些趋势。

1)采用加速寿命测试方法。电光源寿命越来越长，显然无法对电光源全寿命周期进行老化测试。并且现在技术发展和产品创新日新月异，市场变化莫测，长时间的寿命测试增加了企业的时间和成本，很可能错过商机，显然不适合市场要求。这就迫切要求在保证对电光源寿命评估结果准确的基础上，创新电光源寿命测试方法，通过加速寿命测试达到缩短测试时间的目的。

2)增强和完善技术要求。从各类电光源标准的技术要求发展变化可知，对电光源寿命的技术要求是逐渐增强，寿命评价参数不断增加，不单是满足光通维持率的单一评估，颜色漂移、开关试验正在逐步成为衡量光源寿命的重要参数，建立光电色热模型对电光源寿命综合评估的研究正在成为主要研究方向。

3)提高国际标准采用比例。国际标准具有国际公认的科学性，代表着全世界各领域比较先进的技术水平。特别是在电光源领域，合理采用IEC(国际电工技术委员会)和CIE(国际照明协会)等国际标准对国内生产、进出口贸易有着显著的积极意义。不仅可以提高产品质量，而且可以增强我国电光源产品的国际竞争力。可以预见，今后我国电光源标准采用国际标准的比例将会继续提高。

[1] 高金环，张磊，高兆丰，等.LED光源寿命评估方法探讨[J].半导体检测与设备，2013，38(12):946.

[2] 家庭和类似场合普通照明用钨丝灯性能要求：GB/T 10681—2009 [S].北京：中国标准出版社，2009.

[3] 普通照明用自镇流荧光灯性能要求：GB/T 17263—2013[S].北京：中国标准出版社.2014.

[4] 金属卤化物灯(钪钠系列)：GB/T 18661—2008[S].北京：中国标准出版社，2008.

[5] 普通照明用非定向自镇流LED灯性能要求：GB/T 24908—2014 [S].北京：中国标准出版社，2014.

[6] 陈凯，杨志豪，李蕴，等.照明产品检测及认证[M].西安：西安电子科技大学出版社，2016.

Standard Comparison and Trend Analysis of Light Source Life for General Lighting

LI Yun, CHEN Kai, YANG Zhihao

(JiangmenEntry-exitInspectionandQuarantineBureau,Jiangmen529000,China)

Based on introduction of the main light source life defined and technical requirements in the standards, the paper respectively compares the differences and similarities of the requirements,summarized the development trend of change with the life assessment of the light source, for a more scientific and efficient lighting source of life assessment and provide theoretical support.

light source; life; standard comparison

国家质量监督检验检疫总局科研项目基金支持(2016IK062)

TM923

A

10.3969/j.issn.1004-440X.2017.02.017