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DOE公布CALiPER项目第十一轮测试结果
  2011-1-6  16:09:47    中国半导体照明网 译    张茜  行业分类:检测仪器    浏览
 

　　本文源自于对CALiPER项目第11轮测试报告的编译，概述了测试产品的测试结果，并对测试结论给予详细的分析、比较和评论。

 

　　美国能源部（DOE）商业化可行LED产品评估及报告（CALiPER ，Commercially Available LED Product Evaluation and Reporting）项目可用于支持各种SSL普通照明产品的测试，CALiPER项目通过分销商或其它市场途径购买商业化可行的产品并对其进行测试，并分析了CALiPER项目的测试结果和照明设备制造商的反馈。本文源自于对CALiPER项目第11轮测试报告的编译，概述了测试产品的测试结果，并对测试结论给予详细的分析、比较和评论。

　　CALiPER项目第11轮测试时间是从2010年3月至2010年9月。该轮共测试了30种商品，代表了一系列不同类型的产品和技术，并采用分光辐射测试法（spectroradiometry）和测角光度测量法（goniophotometry）对产品进行测试。所有固态照明（SSL）产品的测试都参照IESNA LM-79-08测量方法；还采用绝对测光法对基准产品进行了测试，使得固态照明产品与基准产品之间可直接进行结果比较。

　　第11轮测试主要包括五个主要的焦点区域：

　　1. 道路照明灯具和arm-mount灯具；

　　2. 道路照明灯具和post-top灯具；

　　3. 线型替代灯具；

　　4. 高隔间照明灯具；

　　5. 小型替代灯（MR16灯、PAR灯、A灯和烛台灯）。

　　作为一个基准，对采用白炽灯、卤素灯、荧光灯、高压钠灯（HPS）、脉冲启动金卤灯（PSMH）或陶瓷金卤灯（CMH）光源的传统照明产品也进行了测试（以匿名方式购买样品，采用绝对测光法进行测试），并且测试结果也被纳入该报告。这份报告概述了每个产品的基本光度性能结果，并论述了同类产品采用传统光源的测试结果，前几轮CALiPER项目的测试结果，以及同类产品生产商评级结果。

　　第11轮CALiPER项目测试结果摘要

　　在第11轮CALiPER项目产品测试中，表1a，1b，1c和1d总结了产品的能源性能和色彩度量结果，其中包括光输出、灯具发光效率、相关色温（CCT）和显色指数（CRI）。每项产品都包含一张缩略图图片。这些表格涵盖的主要测试结果如下：

表1a CALiPER项目第11轮测试报告——户外道路照明灯具

　　表1a：6种SSL道路照明灯具以及两种SSL后顶灯具（post-top luminaires），其中一种是陶瓷金卤（CMH）后顶灯，另一种是脉冲启动金卤（PSMH）后顶灯。在第7轮测试期间，被用于测试的三种基准道路灯具的测试结果供本轮参考（一种是高压钠灯，另外两种是感应灯）。

表1b CALiPER项目第11轮测试报告——格栅灯和高隔间照明灯具

　　表1b：6种SSL线型替代灯（裸灯测试，如条件具备，可在抛物面百叶窗式的凹形槽进行测试），一种是高性能的两槽建筑型荧光格栅灯（第9轮测试的产品进行再测试，并采用替代型镇流器），一种是高性能的单槽透镜式荧光格栅灯，以及两种高隔间固态照明灯具。

表1c CALiPER项目第11轮测试报告——方向性SSL替代灯

　　表1c：两种SSL MR16灯，两种35W MR16卤素灯，一种SSL PAR30灯，三种SSL PAR38灯，一种PAR38陶瓷金卤灯和两种SSL AR111改造灯。

表1d CALiPER项目第11轮测试报告——全方位反射型SSL替代灯

　　表1d：两种SSL A灯，一种SSL烛台灯和一种60W的A型磨砂白炽灯。

　　测试结果分析与评论：产品性能得到全面改善

　　其中能源使用和光输出部分，在第11轮SSL产品测试中，所测产品的性能范围广泛，图1显示了第11轮所有SSL产品效能、相关色温、显色指数和功率因数的平均值，同时，针对这些参数，还将替代灯与户外和高隔间照明产品进行了比较。就第11轮产品测试来看，SSL产品整体光效的平均值可以达到57lm/W，从最低的26lm/W到最高的93lm/W。就相关色温而言，对于替代灯来说，其色温的平均水平接近暖白光和中性白光，而户外和高隔间照明产品的平均色温则超过5000K。目前，显色指数的平均值为75，平均来说，替代灯的显色指数要略优于其它产品。最值得称赞的是，户外和高隔间照明产品功率因数的平均值为0.99，基本上可说是1.0。

　　
图1 SSL灯具和替代灯第11轮测试结果的平均值

　　基于CALiPER项目的测试结果，图2显示了产品效能所取得的年度进展，从2006年CALiPER项目测试开始到第11轮测试。图2中的竖线表示性能参数，我们可以很清晰地看到，效能的平均值和最大值均呈稳定增长态势。就第11轮的测试结果来看，产品效能的最小值实际上要高于2007年CALiPER项目测试的整体效能平均值（第11轮测试的光效最小值是26lm/W，而2007年测试的平均光效是21lm/W）。

　　
图2 现有SSL灯具和替代灯效能测量的平均值

　　第11轮测试结果要点分析

　　第11轮CALiPER项目测试主要集中在户外道路和后顶灯具应用以及替代灯上。这一轮测试的产品的整体平均效能表明，产品的整体性能呈稳步增长态势。虽然许多产品在继续宣称其带有误导性的等价性数值以及制造商发布的不准确的性能指标，但是，目前很多产品都要求具备准确的性能，特别是那些具有Lighting Facts标签的产品。

　　对于户外道路和后顶灯具而言，针对SSL产品进行了广泛的性能测试，该测试的结果显示，较早期的CALiPER项目测试有明显的改善：

　　1. 有一半的SSL户外灯具可实现总的光输出和效能水平，该水平可达到或超过基准户外灯具的水平。

　　2. 与SSL灯具的额定相关色温相比，大部分SSL户外灯具所表现出来的色彩特征（相关色温和/或色偏差）是完全不同的。

　　3. 户外道路和后顶灯具表现出分布范围广的特点，要求采用测光法并进行分析，以确定是否能够满足给定的应用。以24英尺宽的街道来计算，与采用基准高压钠灯（HPS）的安装相比，同等初始照度水平下，SSL产品具备充足的照度均匀性和节能潜力。其它安装方案可以提供完全不同的照明效果。

　　4. 当考虑到户外产品的等价性时，比较产品的适用性，将取决于产品的性能，还要考虑安装参数（包括安装高度、极间距、照度要求等）。在对SSL道路照明灯具或其它类型灯具的选择上，应在逐案分析的基础上采用彻底的光度分析。

　　5. 在很大程度上，SSL道路安装照明灯具可满足或接近于制造商评定的预期光输出和能效。唯一一个高度夸大性能的产品就是09-62这款替代灯，如表1a所示，它预期的光输出和效能是其实际水平的2.5倍。

　　第11轮CALiPER项目对线型替代灯的测试结果表明，虽然线型替代灯没有达到荧光灯的光照和光分布水平，但是，目前SSL灯具可实现较好的能效。使用两个SSL灯来替换一个单槽格栅灯，目前可能在某些情况下是可行的，单槽格栅灯需要较低的光照水平，或者需要SSL来提供一种优势特征。然而，这时SSL灯具将不会是最符合成本效益或可靠性选择的产品。总的来说：

　　1. 在第11轮测试中，与前几轮测试相比，所有的SSL线型替代灯都表现出较好的性能，但在实地测试时，无论是否考虑到裸灯或整体格栅灯系统，它们仍未达到等同于两槽形格栅灯的光输出。

　　2. 四种冷色温（CCT：4300-6000K）SSL线型灯可达到裸灯85-95lm/W的光效水平。当把线型灯装进百叶窗式的凹形槽时，将会有17%的平均光效损失，这样可能会使整个灯具的效能与安装线型荧光灯凹形槽灯具的能效具有可比拟性。

　　3. 大多数SSL线型灯具的光输出和能效声称是准确的，特别是带有Lighting Facts标签的照明产品。然而，产品的等价声明是带有误导性的，表明可与T8荧光灯的光输出进行比较。

　　4. 在抛物面百叶窗式凹形槽中测试的四种SSL产品中，在同样的测试环境下，没有一种产品可以达到间距标准，甚至光分布也未能实现T8荧光灯的光分布情况。

　　5. 在第11轮测试中，大多数线型灯具有较好的色温质量，在各自规定的（制造商规定的）色温条件下，对白光而言，色温质量是不包括在标准公差范围内的。

　　6. 在决定购买SSL线型灯时，可靠性和寿命周期是应该考虑的因素。相比较而言，荧光灯产品具有较长的使用寿命。SSL产品承诺，有些灯具的使用寿命较长，但对于SSL灯具和整体产品的使用寿命还有待证实。在购买SSL线型灯时也应该意识到灯具安装问题及不断演变的设计方法。

　　7. 贸易团体和标准组织共同合作，以提供清晰的指导性工作，针对需要进行荧光镇流器拆除和凹形槽重新布线的SSL线型灯，进行安全改造设计与实践、安装、指导和贴标签。

　　第11轮测试的产品涵盖小型替代灯，包括MR16灯、PAR灯、AR111灯和全方位反射灯，显示了各种灯型取得的进展。就灯的等价性而言，面临的挑战依然存在，许多产品不符合他们所要求替代的标准灯的参数，同时，还有许多产品未达到平均光输出水平或不符合灯具的光束特性。总的来说：

　　1. 在测试中发现，大约一半的替代灯在灯具结构（总长度、直径、劲长等）方面，呈略微的不规则表现。在测试中发现，有两种灯就灯具结构来说，具有明显的差异。

　　2. 有三分之二的灯具符合制造商要求的性能指标数值，但是没有一个灯具可达到等价性的要求，仅有三分之一的灯具可满足制造商的要求。

　　3. 带有Lighting Facts标签的照明产品有更多的机会来满足性能指标数值要求，声称是具有等价性的，但是这常常是带有误导性的。

　　4. 据测试结果显示，平均来说，灯具的光输出和能效都有明显地改善。

　　5. 大多数小型替代灯具有相关色温（CCT）、显色指数（CRI）和色偏差（Duv）的特点，以满足能源之星（ENERGY STAR）对于整体SSL替代灯的标准。其中有三种灯是不符合显色指数或色偏差标准的。其中有一种灯的色温与其封装外形或灯具的标称是不匹配的。

　　6. 就MR16灯而言，到目前为止，CALiPER项目测试显示，两种产品达到的性能水平相当于20W卤素灯MR16s，同时消耗较少的功率，约为70%。到现在为止，在CALiPER项目测试中，SSL MR16灯未达到35W卤素灯MR16s的光输出水平和光束特性。

　　7. 对于PAR灯来说，目前许多SSL产品可达到50-75W PAR型卤素灯的光输出和光束特性，而消耗70-80%的功率，消耗功率较少。SSL PAR灯未达到25W PAR 38陶瓷金卤灯的光输出或能效。

　　8. 对于A灯而言，目前许多SSL灯可实现相当于40W白炽灯（虽然有更多的定向光分布）光输出的水平，而消耗80%的功率，功率消耗较少。到目前为止，在CALiPER项目测试中，SSL A灯光输出还未达到相当于60W白炽灯光输出的平均水平。

　　9. 在少数情况下，替代灯的测试也会出现一些失败的案例。就SSL整灯的长期性能、不成熟性以及生产过程的迅速发展而言，鉴于缺乏经验，考虑到产品的可靠性时，该测试也带有一些风险。

　　随着SSL产品的快速发展，新产品、性能改善的产品以及日益增多的不同类型产品都已成为可用产品，但是针对一些特定产品，很难确定其性能。即使制造商有数据在手，这些数据是否能够与特定产品相对应，往往还存在不确定性。然而，制造商对于产品的性能指标数值要求变得更加准确，尤其是制造商提供LM-79测试报告或发布带有Lighting Facts标签（依据LM-79测试标准）照明产品的测试报告。带有Lighting Facts标签的产品，也不能保证其性能水平就一定如同标签所表现的那样，但它确实有改善的机会，即产品可以达到或超过性能要求或接近于这些要求。在第11轮的产品测试中，没有公布的性能数据，则是表现最差的产品。遗憾的是，就等价性要求而言，产品的准确度表现较低，一旦存在，这些性能指标数值仅对少数产品是准确的。

　　行业与CALiPER项目测试的下一步工作

　　新一轮的CALiPER项目测试将继续关注重点照明领域，如筒灯，并探讨SSL产品是如何应对新型应用领域的，如不均匀的圆形凹槽照明。对于CALiPER项目所选择的测试产品，将会继续关注有创意的或推动了固态照明性能发展的产品，还有一些是不能充分应用SSL技术或性能而误导买家的产品。此外，随着日益增加的SSL产品加入到Lighting Facts项目中，Lighting Facts网站上公布的经过检验的产品将会越来越多。

　　其它正在进行的CALiPER项目测试还包括长期测试、闪烁测试和眩光指标研究。关于这些测试主题的最新测试报告正在进行中。在这些测试的所有领域中，CALiPER项目与业内人士进行合作，与测试实验室、标准组织和照明设计师保持密切联系。CALiPER项目指导委员会提供了一条具有建设性的途径，以从主要的业内人士手中获取反馈信息和测试理念，如能源效率项目、公用事业、工程师和照明设计师。在以往的CALiPER项目标准与测试圆桌会议中，已针对SSL测试中不断变化的需求进行了明确确定。（全文请查看《半导体照明》杂志2010年总第10期  编辑：maysoong）


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