解读欧盟生态设计指令（EU）2019/2020

刘 影 苏振标

（广州特种机电设备检测研究院国家防爆设备质量监督检验中心 广州 510760）

引言

2019年10月1日，欧盟颁布了新的关于光源及独立式灯控制装置的ERP指令—（EU）2019/2020，将于2021年9月1日强制实施。这个指令整合了所有关于照明产品的ERP指令的要求，并将取代这些指令：（EC）244/2009（非定向灯泡的生态设计要求）、（EC）245/2009（荧光灯、高压放电灯及其镇流器的生态设计要求）和（EU）1194/2012（定向灯泡、LED灯泡和相关设备的生态设计要求）。与现行的指令相比，新指令在要求和测试方面都有比较大的变化。本文解析了指令（EU）2019/2020的要求，并结合现行指令的要求，分析新的ERP指令对现有产品的影响，为出口欧洲的灯具生产及经销企业做参照。

1 指令范围

1.1 适用产品

指令（EU）2019/2020适用的产品类型有光源和独立式控制装置[1]。在灯具产品中包含的光源和独立式控制装置也适用。这里的“光源”是指打算释放光的、电气供电的光源，使用白炽灯、荧光灯、高压放电灯、LED或者OLED，或者它们的组合。并需符合下面条件：

1）色坐标x和y在下面的范围：

0.270

2.317 2x2+2.365 3x-0.219 9

2）每mm2发光表面面积的光通量小于500 lm；

3）光通量在60 lm到82 000 lm之间；

4）显色指数（CRI）>0 。

另外不满足1）条件的高压钠灯也在本指令范围内。

这里的“光源”不包含如下的产品：

1）LED晶元或者LED芯片；

2）LED封装；

3）包含光源的产品，光源可以从产品中移开检验；

4）光源内的发光部件，这些部件不能从光源中移开检验。

1.2 不适用产品

本指令不适用在下面这些环境及设备中应用的产品：在爆炸性气体环境使用；应急使用；放射及核医学设备；军事民防机构里的设备、车辆、海上设备或者航空器；机动车及其拖车里面的、可更换的牵引设备、元件；非道路移动机械；可替换设备（包含在指令2003/42/EC里面）以及农林业交通工具（包含在EU指令 167/2013里面）；民用航空器；轨道交通工具照明；海上设备；医疗设备。

本指令也不包含这些产品：功率≤13 W的双端T5荧光灯；电子显示屏；电池供电的光源和独立式控制装置；光谱和光度测量用的光源；在自行车上和其他非机动交通工具上的光源和独立式控制装置。

1.3 只需要符合产品信息要求的产品

如果光源或者独立式控制装置的应用符合下面至少一个条件，那么只需要符合产品信息的要求：

1）信号灯（包括但不限于道路、铁路、海上或者空中交通信号，交通控制灯或者飞机场灯）；

2）图像捕捉和图像投影（包括，但不限于复印、打印（直接或者预处理）、平板印刷、电影和视频投影、全息摄影）；

3）有效的紫外功率大于2 MW/klm的、高紫外含量的光源；

4）辐射峰值在253.7 nm左右的，打算用于杀菌（破坏DNA）的光源；

5）在250～315 nm的辐射能量占250～800 nm的总辐射能量的5 %以上，或者在315～400 nm的辐射能量占250～800 nm的总辐射能量的20 %以上，打算用于消毒或者苍蝇诱捕；

6）初始目的是在185.1 nm附近发出辐射光的，用来产生臭氧的光源；

7）在400～480 nm的辐射功率占在250～800 nm发出的总辐射功率40 %或以上的，用于珊瑚藻的光源；

8）在250～400 nm的辐射功率占250～800 nm发出的总辐射功率80 %或以上的，用于日光浴的荧光灯光源；

9）在250～400 nm的辐射功率占250～800 nm发出的总辐射功率40 %或以上的，用于日光浴的高压放电灯光源；

10）光合效率>1.2 μmol/J，和/或在700～800 nm的辐射功率占250～800 nm发出的总辐射功率25 %或者以上的，用于园艺的光源；

11）色温（CCT）>7 000 K的，打算用于高色温要求应用的高压放电灯；

12）光束角小于10°的，用于要求非常窄的光束角的局部照明的光源；

13）灯头为 G9.5，GX9.5，GY9.5，GZ9.5，GZX9.5，GZY9.5，GZZ9.5，K39d，G9.5HPL，G16d，GES/E40（低压（24 V）只对银冠），GX16，GX16d，GY16，G22，G38，GX38，GX38Q，P28s，P40s，PGJX28， PGJX36，PGJX50的卤钨灯，光通量>12 000 lm的R7s灯，QXL（快速替换卤素灯），打算用于电影工作室，电视工作室，和摄影工作室照明的，或者用于剧场，舞厅，音乐会或者其他娱乐活动照明的；

14）可以设置为至少表1清单列出的颜色的可变色光源，并且在主波长的最小的兴奋纯度如表1要求，用于高质量彩色环境的；

15）带有单独的校准证书的，其校准证书详细说明了在特定的条件下光源的精确的辐射通量和/或光谱，打算用于光度校准的光源（例如波长，光通量，色温，显色指数），或者用于实验室使用，或者用于评估在标准视觉条件的彩色表面和材料的质量控制（例如标准光源）；

表1 可变色光源

16）提供给光敏感病人使用的，基于处方说明在药店和其他授权点（例如残障人士产品供应点）售卖的光源；

17）满足下面所有 条件的白炽灯光源（不包含卤钨灯光源）：功率≤40 W，长度≤60 mm，直径≤30 mm，宣称适用的工作环境温度≥300 ℃，打算用于例如烤箱的高温度应用；

18）满足下面所有条件的卤钨灯：灯头为G4，GY6.35或者 G9，功率≤60 W，宣称适用的工作环境温度≥300 ℃，打算用于例如烤箱的高温度应用；

19）带有刀口式触点，金属接片，导线，编织线或者非标定制电气接合的，特别是设计成工业或者专业电加热设备使用的卤钨灯光源（例如PET工业的吹模过程，3D打印，粘合，上油墨，绘画和涂层硬化）；

20）满足下面所有条件的卤钨灯光源：灯头为R7s，色温（CCT）≤2 500 K，长度不在75～80 mm和110～120 mm范围内，特别是设计成工业或者专业电加热设备使用的卤钨灯光源（例如PET工业的吹模过程，3D打印，粘合，上油墨，绘画和涂层硬化）；

21）直径为16 mm（T5）,2G11 4脚基座，CCT=3 200 K、并且色坐标x=0.415，y=0.377，或者CCT=5 500 K/并且色坐标x=0.330，y=0.335的单端荧光灯（CFLni），特别是设计成传统电影制作的录影和视频应用；

22）LED或者OLED光源，符合指令2001/84/EC“艺术创作作品”的定义，为艺术家自己制作，限制数量为10个以下；

23）白光光源，用于电影工作室，电视工作室，摄影工作室的场景照明的，或者用于剧场，舞厅，音乐会或者其他娱乐活动照明的，并且满足两个或者更多的下面的技术参数：

—显色指数（CRI）>90的LED；

—GES/E40，K39d灯头的，可改变色温到1 800 K（明亮的），使用低压电源；

—180 W或者以上的LED,直接输出到比发光表面小的一个区域；

—由功率（650 W）电压（120 V），端子类型（压力螺纹接线端子）定义为观众灯；

—白光双色LED光源；

—荧光灯管：双端T5管和双端T12管，显色指数（CCT）≥85，并且色温为2 900，3 000，3 200，5 600或者6 500 K。

2 指令要求

2.1 能效要求

2.1.1 光源的能效要求

1）光源的最大允许功率通过下面公式计算：

式中：

η、L—光效阈值和终端损耗因子，如表2规定；

表2 光源的光效阈值η和终端损耗因子L值

C—矫正因子，如表3规定；

表3 光源的C值

F—能效因子，F=1（对于非定向光源）或者F=0.85（对于定向光源）；

R—CRI因 子，R=0.65（当CRI≤ 25时）或者R=(CRI+80)/160（当CRI>25时，保留两位小数）；

φuse—有效光通量。

2）光源的最大待机功率（Psb）不能超过0.5 W；对于带有数据连接的光源，连接到网络的待机功率（Pnet）不能超过0.5 W。Psb和Pnet不能加在一起计算。

2.1.2 独立式控制装置的能效要求

在满载条件下，独立式控制装置的最小能效应符合表4的要求。

表4 独立式控制装置的最小能效

多功率的控制装置应根据最大的宣称功率符合表4的要求。

独立式控制装置的无载功率Pno不应该超过0.5 W，无载功率只适用于宣称有无载模式的控制装置。

独立式控制装置的待机功率Psb不应该超过0.5 W。

数据连接的独立式控制装置的网络待机功率Pnet不应该超过0.5 W。Psb和Pnet值不能加在一起计算。

2.2 功能要求

光源的功能要求如表5。

表5 光源的功能要求

2.3 产品信息要求

2.3.1 在光源上要显示的信息

对于所有的光源，应该显示有效光通量（lm）和色温（K），对于定向光源，应该显示光束角。如果只有显示两个值的空间，应该显示有效光通量和色温，如果只有显示一个值的空间，应该显示有效光通量。

2.3.2 在包装上要显示的信息

对于光源，适用的话包装需要显示这些信息：有效lm；色温；光束角；电气接合信息。下面信息也建议显示：电源类型；寿命；功率；待机功率；网络待机功率；显色指数；特殊使用条件；调光信息；汞含量；垃圾桶符号。

对于独立式控制装置，适用的话包装应显示这些信息：最大输出功率；光源类型；满载能效；无载功率；待机功率；网络待机功率；调光信息；制造商或进口商信息。

2.3.3 在制造商，进口商或者授权代表的网页上应该显示的信息

对于独立式控制装置，适用的话下面信息应该在网页上显示：包装上显示的信息；外部尺寸；重量；移开光控制部件和非照明部件的说明；可调光光源信息；寿命终了后怎样丢弃的建议。

2.3.4 技术文档

对于独立式控制装置，在网页上显示的信息也应该在技术文档中显示。

2.3.5 关于特殊使用的产品的信息

关于1.3中排除的产品，需要在包装，产品信息和广告中说明其特殊的使用，技术文档应详细列明使其排除在要求之外的技术参数。

2.4 市场监管要求

在市场监管中，将对光源类抽取10个样品，独立式控制装置抽取3个样品，测试并取算数平均值。宣称值需要符合本指令的相关要求，测试的平均值与宣称值的偏差不能超过表格6。

表6 市场监管要求

对于长条形的光源，应该取50 cm长度（或者接近）的样品来测试。

2.5 耐久测试后的符合性

LED和OLED光源应该做耐久测试，每个型号应该测试10个样品，测试方法如下：

2.5.1 环境条件和测试设置

1）开关循环测试房间的环境温度为25±10 ℃，空气流速应该小于0.2 m/s。

2）测试样品应该在空气中做开关循环测试，灯头朝上。如果制造商或者进口商声明光源适合特殊的方向使用，那么应该按照这个方向安装。

3）开关测试的电压偏差应该在2 %以内，电源总谐波应该不超过3 %。市电供电的电源测试电压为230 V，50 Hz。

2.5.2 耐久测试方法

1）初始光通量测量：在耐久开关循环测试前测量光源的光通量。

2）开关循环：光源工作1 200个开关循环，开关循环连续没有间断。一个完整的开关循环由150 min的开和30 min的关组成。记录的工作时间只包含开的状态的时间（3 000 h），总的测试时间应该为3 600 h。

3）最终的光通量测量：在1 200个开关循环后，测试没有失效的光源的光通量。如果多于一个光源失效，测试不合格。

4）最终的光通量除以初始的光通量，结果的平均值即为lm维持因数XLMF%。

3 新指令要求对现有产品的影响

与现行指令对比，新的指令在范围，能效要求，功能要求和产品信息要求方面都有或多或少不同。下面从能效要求和功能要求这两个主要方面来讨论新的变化带来的影响。

3.1 能效要求

3.1.1 光源能效要求

对于光源的能效，新的指令和现行指令采用不同的计算方法。现行的指令对于非定向灯，定向灯，荧光灯等光源均有不同的计算公式，而新指令统一了计算公式，施加不同的参数值。下面以市场上常见的产品自镇流灯泡、LED灯泡、和荧光灯管为例，计算了新旧指令下对产品的具体参数要求。

3.1.1.1 自镇流灯泡及LED灯泡

按照现行指令（EC）No 244/2009[2]，以市场上最常见的市电供电的非定向节能灯泡（不带有任何数据连接功能、白光灯泡、无变色功能，螺口灯头）为例，产品的最大功率应不超过表7。

表7 灯泡的最大功率

分别根据新旧指令计算额定的光通量下，允许的产品的最大功率，可得表8。

表8 新旧指令最大功率对比

如表8可见，要求的功率有较大幅度的降低。根据目前市场上产品的宣称数据，绝大部分的普通自镇流灯泡将无法满足新指令的要求，而很多LED灯泡是可以继续满足新指令的能效要求。

3.1.1.2 荧光灯管

按照现行指令（EC）No 245/2009[3]，对不同类型的荧光灯有不同的能效值的要求，而新指令要求的能效值需要由计算得出。以常见的直形荧光灯管为例（色温假设为6 500 K，显色指数为80），现行指令和新指令要求需要达到的光效对比见表9。

表9 新旧指令最低能效对比

由表9可见，对于荧光灯管的能效要求已经降低，现有的符合要求的产品将不受影响。

3.1.2 控制装置能效要求

对于控制装置的能效，新指令的要求参数非常明确直观如表格4，针对现在越来越多的智能照明产品，新指令对于网络待机功率Pnet也提出了明确的要求。

3.2 功能要求

在功能要求方面，新指令取消了开关循环、上升时间、启动时间、早期失效率、功率因数等要求；增加了相移因数、频闪和频闪效应的要求。并且除了显色指数以外，其他的要求都只针对于LED和OLED光源。

在新指令的功能性要求中，其中lm维持因数的要求有了较大变化。现行指令（EU）No 1194/2012中[4]，要求LED光源在6 000 h耐久测试后的lm维持率不低于0.8，并且在60测试后存活率至少为0.9。这就是说，LED灯泡的寿命至少要达到6 000 h。在新指令中，要求耐久测试后的存活率至少为0.9，lm维持因数根据表3给出的公式计算，在不同的宣称寿命时要求的lm维持因数也会相应的不同， 如表10为根据公式的计算结果。

表10 不同寿命下要求的最小lm维持因数

新指令规定，耐久测试只进行3 600 h，其中光源工作时间为3 000 h。也就是说，LED灯泡的宣称寿命至少为3 000 h。如表10可见，宣称的寿命越高，则耐久测试后需要达到的lm维持因数越高。而宣称寿命较短的产品，将由市场选择，而不在指令中直接淘汰。

在增加的要求中，相移因数类似于之前的功率因数，而频闪和频闪效应为新增的要求。其中PstLM是短时间闪变值，覆盖频率为0.05～80 Hz，它对可见频闪进行评估，典型观察时间是 10 min，模拟人眼对照度波动的主观视感，通过对于瞬时闪变视感度分级概率计算，对该段时间内的闪变严重程度作出评估。以 PstLM=1 为限值，它表示在标准实验条件下，50 %的实验者(概率)刚好感到闪烁。当 P st ＞1 时，50 %以上的观察者会感觉到频闪。SVM 指数是对频闪效应进行表征的参数，覆盖频段80～2 000 Hz，即在频域空间，利用人眼的频率响应函数对频域信号进行归一化，并采用 Minkowski公式统计计算 SVM 值，并以此判断频闪效应的视见性。SVM =1时，刚好可见;SVM ＜1 时，不可见；SVM ＞1 时，可见[5]。

对于LED光源来说，频闪的原因是供给LED的直流电流有一定交流纹波，由于交流纹波会周期性的变化，导致LED的电流有轻微的变化，从而最终使LED的发光有闪烁。那么要降低LED光源的频闪，需要使LED驱动设计成稳定的恒流源，尽量减少交流纹波。

4 总结

以上我们从范围、能效要求、功能要求、产品信息要求、市场监管要求等几个方面全面分析了指令的要求，进而分析了关键的要求对目前的产品可能带来的冲击和影响，希望能对制造企业设计改进产品，以及实验室对产品的检测提供参照。