LED筒燈以其節(jié)能的特點廣泛應(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際消耗功率和實際光輸出的一致性，并同時研究對實際光效的影響。有助于人們關(guān)注參數(shù)標(biāo)識的準確性，引導(dǎo)企業(yè)準確聲稱產(chǎn)品的耗能指標(biāo)、使用戶了解燈具的真實技術(shù)參數(shù)。本文通過幾種合格性評價標(biāo)準，對一組LED筒燈的功率和光輸出參數(shù)的合格水平進行分析，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，并提示我們準確標(biāo)記LED燈具消耗的功率和光輸出才能滿足將來更高的評價標(biāo)準。

　　能源在國民經(jīng)濟中具有特別重要的戰(zhàn)略地位，在中國社會注重節(jié)能減排的大環(huán)境下，LED燈具以其節(jié)能的特點廣泛應(yīng)用在日常照明中。但目前還沒有國家性能標(biāo)準對功率和光通量等關(guān)鍵參數(shù)規(guī)定評價方法，導(dǎo)致市場上魚龍混雜，給消費者在選購節(jié)能產(chǎn)品時造成很大困擾。各個地方團體也在起草LED照明產(chǎn)品標(biāo)準，但目前國際和國內(nèi)尚無系統(tǒng)性的LED燈具性能要求標(biāo)準，對LED照明產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，比如功率、光通量、光效等的評價方法也是五花八門。本文主要通過276個LED筒燈的測量數(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，同時對國際和國內(nèi)流行的評價方法進行比對評估，尋找合理的判定原則，為性能標(biāo)準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

　　功率是評價產(chǎn)品能耗的重要參數(shù)，燈具實際的消耗功率與額定功率會有一定的偏離，該偏離描述了實測功率與標(biāo)稱功率一致性的好壞，一致性就作為評價產(chǎn)品質(zhì)量的考核指標(biāo)。我們通過計算實測功率與額定功率之商的百分比來評價實測功率與額定功率的偏差，如公式1所示：　　ηP=實測功率/標(biāo)稱功率*100% (1)

　　為了直觀的了解整個樣本的分布情況，將276個燈具數(shù)據(jù)用散點圖直觀的表示，見圖1。

圖1 實測功率與標(biāo)稱功率一致性百分比散點圖

　　由圖1可以看出，大部分數(shù)據(jù)分布在90%到120%的區(qū)間內(nèi)。按照實際功率與額定功率百分比限值進行合格性分析，見表1。

　　由表1可以看出，實測功率小于額定功率的燈具占總數(shù)的41.3%，58.7%的燈具的實測功率大于額定功率，而大于1.1倍額定功率的燈具比例為16.67%，說明目前市場上還存在功率低標(biāo)、誤導(dǎo)消費者的現(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出產(chǎn)品，會標(biāo)高額定光通量，誤導(dǎo)消費者。

　　我們通過計算實際測量光通量與額定光通量之商的百分比來評價實際測量的光通量與額定光通量的偏差，如公式2所示：

                               　　ηL=實測光通量/額定光通量*100% (2)

　　為了直觀的了解整個樣本的分布情況，圖2給出了實測光通量與額定光通量的百分比散點圖。

　　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，說明實際測量得到的光通量與額定光通量的偏差較大。

　　進一步按照實測光通量與額定光通量的百分比限值進行合格性分析，見表2。

表2不同限值下初始光通量的合格率

　　由表2可以更加詳細地看出，測量的初始光通量小于額定標(biāo)稱光通量的樣品占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，說明此次LED筒燈的實際測量的光通量大部分都小于標(biāo)稱的額定光通量，目前市場上的LED筒燈存在高標(biāo)額定光通量的現(xiàn)象，這樣會造成對消費者的誤導(dǎo)，造成市場的混亂。 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，是為了獲得較高的光效。那么，實際LED筒燈的光效情況到底如何呢？

　　我們通過計算實測光通量除以實測功率來計算實際光效，如公式3所示：

                                                                            　　ηE=實測光通量/實測功率 (lm/w) (3)

　　為了更加形象直觀，圖4給出了本次選取的276個筒燈的實測光效的散點圖。

圖4 實測功率與標(biāo)稱功率之比的散點圖

　　由圖4可以看出，大部分數(shù)據(jù)集中分布在30到80的區(qū)間內(nèi)，大于80的寥寥無幾。 光效是節(jié)能評價參數(shù)，在照明產(chǎn)品的能效標(biāo)準中會規(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實測光效在不同限值下的合格率

　　按照光效大于60要求來考核，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)能高效的特點不一致，LED筒燈的實際測量光效并沒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)，我們不能因為盲目追求高光效而忽視了照明的舒適性。

　　二、評價方法的對比

　　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，光源的各項指標(biāo)也已經(jīng)標(biāo)準化，故而對于使用傳統(tǒng)光源的燈具來講，功率測量和評價也比較容易，在燈具的產(chǎn)品標(biāo)準中，型式試驗只測量一只燈具即可。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、各類技術(shù)指標(biāo)還沒有形成成熟技術(shù)，沒有形成標(biāo)準化的產(chǎn)品，包括LED光源的功率、規(guī)格型號、光強、光效、輸入電流和電壓等參數(shù)的不確定性，給使用LED光源的燈具帶來了測量的不穩(wěn)定性。因此，傳統(tǒng)的采用一只燈具樣品進行評價的方法明顯不適用于LED筒燈的測量要求。

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

　　目前，世界上各個標(biāo)準化組織都在研究LED燈具性能的評價方法。IEC/TC 34D標(biāo)委會起草的IEC/PAS 62722-2-1(ED1.0) LED燈具性能標(biāo)準草案中介紹了采用統(tǒng)計學(xué)的評價方法，在IEC/TC 34D標(biāo)委會LUMAX維持工作組2011年6月召開的技術(shù)會議上，許多專家又提出用平均值代替統(tǒng)計學(xué)的概念。表4列出了以上評價方法。

表4 不同評價方法列表

　　由上表可以看出，目前存在的幾種評價方法還是有比較大的區(qū)別的。首先，國內(nèi)的兩個技術(shù)規(guī)范進行比較，CQC技術(shù)規(guī)范在初始光通量和初始光效的評價方法與發(fā)改委技術(shù)要求相同，但功率的評價方法卻相差較大。國際上，IEC草案中要求不僅單個樣品要滿足要求，且樣品的平均值也要滿足標(biāo)準相關(guān)要求。當(dāng)然，對于樣品平均值的考核方法現(xiàn)在還在討論，目前IEC組織對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規(guī)定值，另一種是平均值不超過規(guī)定值。而且，IEC草案中對功率規(guī)定的是單邊上限，對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值，而國內(nèi)的兩個技術(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)準草案是以性能標(biāo)準評價為基礎(chǔ)，兩者目的不同，所以評價指標(biāo)也不同。下面，我們就按照上述3大類評價方法4種具體方式對樣本數(shù)據(jù)進行分析，見表4。

　　注：本次選擇46組每組6只共276只樣品進行實驗。

　　下面，我們對表4的數(shù)據(jù)進一步分析。 首先，我們對各個參數(shù)的限值確定進行分析。

　　由表4可以看出，發(fā)改委對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草案對功率的限值規(guī)定了上限，即實測值不超過額定值的10%。按照CQC限值要求，若按照傳統(tǒng)方法采用單只燈評價，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)的單個樣品評價方法嚴格一些。對于功率來講，一般的生產(chǎn)廠都會將功率低標(biāo)，以表示自己的產(chǎn)品消耗的功率小，但實際消耗的功率往往超過標(biāo)稱的功率。CQC和IEC草案規(guī)定了實測功率的上限，使實際測量的功率與標(biāo)稱值差異不能過大，以遏制市場上制造商亂標(biāo)功率迷惑市場的不法行為，是比較科學(xué)合理的。　　對于光通量，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，往往會將標(biāo)稱光通量標(biāo)高，但實際的光通量不一定能大道標(biāo)稱光通量。因此，需要限定實測光通量的下限值。因此，IEC草案的單邊下限值方法是比較科學(xué)的。

　　而對于光效，無論是發(fā)改委還是CQC技術(shù)規(guī)范，都無一例外的規(guī)定了光效下限值，這也與這兩個規(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)準要求，該標(biāo)準的使用范圍更加廣泛，因此只規(guī)定了與制造商聲稱值為基礎(chǔ)的要求。

　　由于目前大部分產(chǎn)品都沒有聲稱光效，因此，本文按照IEC草案的方法假設(shè)聲稱的光效值，但號稱高光效的LED筒燈實際上并沒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)說明LED照明產(chǎn)品的技術(shù)還有待提高。

　　下面，我們對IEC草案中的平均值評價方法做進一步的詳細分析。

　　目前對平均值有兩種評價方案，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)還要嚴酷。當(dāng)我們制定標(biāo)準的時候，應(yīng)該充分考慮到限值要求的合理性和可操作性，并通過一定的數(shù)據(jù)進行驗證才能最終確定限值。IEC組織目前還在對該方法進行討論，我們也會將研究結(jié)果反饋到IEC組織，積極參與IEC草案的討論活動?！　τ谄骄迪拗档脑u價方法與置信概率單邊值限值的方法大同小異，都是對平均值進行評價。由表4中的數(shù)據(jù)可以看出，如果平均值限值與單個樣品的限值相同，是沒有存在的意義的。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，若每組的單個樣品的限值和平均值限值相同，則單個樣品滿足要求即可，無論是平均值的置信概率單邊值限值還是平均值限值都沒有存在的必要。如果單個樣品限值與平均值限值不同，則需要對不同限值下的合格率進行比較，選擇出最合理的限值。

　　三、結(jié)論

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