LED 燈泡性能檢測國家標準 CNS 15630 簡介 工研院綠能所 經濟部標準檢驗局
適用範圍 光源內建穩定操作裝置, 適用於一般照明用途, 並具備下列特性 : - 額定功率 60W 以下 - 額定電壓大於交流 50V 且在交流 250V 以下 [ 施檢範圍 300V 以下 ] - 配備 CNS15436( 或 IEC62560) 所指定燈帽 B15d B22d E11/E12/E14 E17/E26/E27 GU10 GZ10 GX53 說明 : 1. 在 92% 至 106% 之額定電壓 -20 至 40 之周圍溫度, 且燈具符合 CNS 14335 ( 或 IEC 60598-1) 之條件下, 預期在啟動及操作方面均可滿足使用需求 2. 對於個別 LED 燈泡之要求, 適用於產品群體中 95% 之 LED 燈泡 3. EMC 之要求應符合 CNS14115 之規定
型式 : 足以代表產品特性之 LED 燈泡 型式與族群 族群 : 具備相同之設計特性 ( 以材料 零組件及 / 或加工方法具備相同特性加以鑑別 ) 之 LED 燈泡群組 (group) 備考 : 為縮短試驗期間, 製造廠商 / 責任供應商可另提交相同族群之額外 LED 燈泡 族群判別之條件參下表, 所需之樣品數量參照 P6 容許差異部分 外殼 / 底座散熱片 / 熱管理系統 光學系統 可接受之條件 若額定壽命與基線產品相同或較高時,LED 封裝體及其他零組件之 t LED ( 位置及數值由 LED 燈泡之供應商提供 ) 與製造廠商 / 責任供應商之宣告值須相同或較低 製造廠商之技術文件須記載受光學材料改變所影響之試驗結果 LED 封裝體 控制裝置 若額定壽命與基線產品相同或較高時,t LED 與製造廠商 / 責任供應商之宣告值須相同或較低 若額定壽命與基線產品相同或較高時,t LED 與製造廠商 / 責任供應商之宣告值須相同或較低 製造廠商依 MTBF 計算所得之統計失效率須與電子式控制裝置之失效率相同, 或低於其值 族群成員之容許差異部分滿足上表之條件時, 試驗期間可縮短為 1,000 h 族群成員在初始測試期間與縮短測試期間後所實測之性能特性, 須與宣告值一致 類別或代碼之實測值須與宣告值相同或優於其值 1 批受測樣品中所有 LED 燈泡均須通過測試
標示與尺度 項目產品本體外包裝 規格書 型錄或網頁 額定光通量 中心光強度及光束角 ( 額定光通量 ) 額定色溫, 包含色差類別之初始代碼及維持代碼 ( 額定色溫 ) 光學特性代碼 ( 如 830/359) 額定壽命 (h) 及對應之光束維持率 (x) 額定壽命所對應之失效百分比 (Fy) 額定演色性指數 額定發光效率 (lm/w) 配光型式 [ 指向型 非指向型 ( 全週光 半週光 )] 光束維持率代碼 枯化點燈時間 尺寸 包含許可差 相移因數 若宣告符合 IEC 60630 所規定之輪廓形, 則不得超出其最大輪廓形
試驗條件 試驗期間為 25% 之額定壽命, 最長不超過 6,000 h 測試前不需枯化點燈, 但製造商可指定 500h 以下之枯化點燈時間 電氣與光學特性應在不受氣流影響之室內 溫度為 25 ± 1 最大相對濕度為 65%, 穩定狀態下進行 至少每 1 分鐘記錄 1 筆光通量或光強度及功率之量測數據, 若最近 1 次 15 分鐘之觀測結果, 光通量或光強度之最大與最小讀值變動率小於 0.5%, 且功率之讀值變動率小於 1%, 則受測之 LED 燈泡可視為達到穩定狀態 若在 45 分鐘內無法達到穩定狀態, 則可開始進行特性量測, 並將讀值漂移 (fluctuation s) 之觀測結果記錄於試驗報告中 光束維持率 壽命及點滅試驗, 燈泡應在 25 至 35 之周圍溫度下點燈 與 LED 燈泡相同高度且距離 1 m 之溫度 ) 氣流之要求參照 CIE 121 之 4.3.2 (<1.2 m/s) 特性穩定期間內之試驗電壓需保持 ±0.5%, 量測瞬間之許可差為 ±0.2%, 進行枯化點燈及光束維持率試驗之許可差為 ±2%, 供應電壓之總諧波含量不超過 3% 進行耐久性試驗之 LED 燈泡不得再進行其餘試驗 調光控制之 LED 燈泡, 應調整至最大光輸出 可調整色點之 LED 燈泡, 應先調整 / 設定至製造廠商 / 責任供應商所指定之單一固定值
試驗電壓 試驗電壓須為額定電壓 若為額定電壓範圍時, 須以對 LED 燈泡之溫度產生最不利影響之電壓進行量測 備考 : 試驗電壓之選擇可參考下列條件 宣告單一額定電壓時, 以額定電壓為試驗電壓 宣告雙重額定電壓時, 分別以所宣告之額定電壓為試驗電壓 宣告額定電壓範圍, 且電壓差在 20 V 以下時, 以 220 V 至 240 V 為例, 則以中間值 230 V 為試驗電壓 宣告雙重額定電壓範圍, 且電壓差皆在 20 V 以下時, 以 110 V 至 130 V 及 220 V 至 240 V 為例, 試驗電壓分別為各電壓範圍之中間值, 即以 120 V 與 230 V 為試驗電壓 宣告額定電壓範圍, 而電壓差在 130 V 以上且最低電壓在 100 V 以上時, 以 100 V 至 240 V 為例, 則分別以 120 V 與 230 V 為試驗電壓 宣告額定電壓範圍, 而電壓差小於 130 V 時, 以 120 V 至 220 V 為例, 則分別以最低電壓 (120 V) 與最高電壓 (220 V) 為試驗電壓, 但宣告 120 V 至 240 V 為額定電壓範圍時, 則分別以 120 V 與 230 V 為試驗電壓
節次 試驗項目 7.2 t LED - 點 6 尺度 9.2.3 光強度分佈 9.2.4 峰值光強度 9.2.5 光束角 8.1 LED 燈泡之功率 8.2 相移因數 9.1 光通量 9.3 發光效率 10.1 色差類別 10.2 演色性指數 11.2 光束維持率 試驗數量 於 7.1 所規定試驗期間所需之最少樣品數量 以 2 只相同之 LED 燈泡進行所有試驗 以 5 只相同之 LED 燈泡進行所有試驗 依 7.2 改變產品特性後進行縮短試驗期間之測試時所需之最少樣品數量 以 2 只相同之 LED 燈泡進行所有試驗 以 5 只相同之 LED 燈泡進行所有試驗 11.3.2 溫度循環 2-11.3.3 點滅 2-11.3.4 加速操作壽命 2 - 宣告失敗率為 F 10 時, 試驗樣品數量至少需 20 只 LED 燈泡
8.1 LED 燈泡之功率 電氣特性 在最不利之條件下進行量測, 實測值不得高於功率額定值之 110% 8.2 相移因數 每只燈泡之實測值不得低於製造廠商 / 責任供應商所宣告額定值之 90% 8.3 電磁相容性 須符合 CNS 14115 之要求 8.4 諧波失真 大於 5 W 之 LED 燈泡依 CNS 14934-2( 或 IEC 61000-3-2) 進行試驗, 電流總諧波失真 (THD) 不得大於 120% 8.5 突波保護 參數 P 2W 2W<P 5W 2W<P 5W 2W<P 5W 相移因數 cos(φ 1 ) 不限制 0.4 0.7 0.9 依 CNS 14676-5 (IEC61000-4-5) 試驗法, 對 LED 燈泡施加 1 個具有 1.2/50 μs 開路電壓波形與 8/20 μs 短路電流波形之組合波, 線對線依 0.5KV 之試驗位準, 線對地依 1.0KV 之試驗位準, 切換極性重複試驗 3 次, 須符合 CNS 14676-5 之規定
9.1 光通量 光學特性 (1) 光通量初始值及維持值需在燈泡達到穩定狀態後量測 各別光通量初始值, 不得低於光通量額定值之 90% 9.2 光強度 峰值光強度及光束角 (1) 光強度分佈 : 以測角光度計量測其光度分佈, 應符合所宣告之配光型式 指向型 : 至少有 80% 光通量在 π sr ( 相當於 120 之圓錐角 ) 立體角內之 LED 燈泡 非指向型 : (a) 全週光分佈 : 至少有 5% 光通量在 135 至 180 之區域內, 且在 0 至 135 區域內任何角度之光強度值與此區域內之平均光強度值, 兩者差異在 20% 以內 (b) 半週光分佈 : 非指向型 LED 燈泡之光束角不符合全周光分布之光強度分布 (2) 峰值光強度 : 初始實測值, 不得低於其光強度額定值之 75% (3) 光束角 : 實測值與額定值之差異, 不得大於 25% (4) 發光效率 : 實測值不得低於宣告發光效率額定值之 90%
光通量宣告值 非指向型 LED 燈泡若宣告等同於白熾燈泡額定功率之光通量時, 須符合下表之要求 等同於白熾燈泡額定功率之宣告值 (W) 非指向型 LED 燈泡額定光通量之對應值 (lm) 15 136 25 249 40 470 60 806 75 1055 100 1521 150 2452 200 3452 備考 : 中間值以內插法計算 ( 四捨五入至 1 W)
10.1 色溫 色差及演色性 光學特性 (2) LED 燈泡之額定色溫宜為下列 7 個類別其中之一 額定色溫所對應之色度座標與相關色溫 (CCT), 如下表所示 色差類別不得大於 7 引用 IEC60081 及 IEC60901 之數值 2,000 h 與 6,000 h 試驗之色差初始代碼須相同 2,000 h 試驗之色差維持代碼須與 25% 額定壽命而最長不超過 6,000 h 之試驗結果相同, 或為更佳之代碼 額定色溫 相關色溫 (CCT) x y F6500 6400 0.313 0.337 F5000 5000 0.346 0.359 F4000 4040 0.380 0.380 F3500 3450 0.409 0.394 F3000 2940 0.440 0.403 以色度座標額定值為中心之 n- 階 Mac Adam 橢圓 初始代碼 色差類別 維持代碼 3- 階 3 3 5- 階 5 5 7- 階 7 7 F2700 2720 0.463 0.420 P2700 2700 0.458 0.410 10.2 演色性指數 (CRI) - CRI 初始值不得低於額定值減去 3 之值 - CRI 維持值不得低於額定值減去 5 之值 額定演色性指數須在 75 以上 CRI=67~76, 代碼為 7 CRI=77~86, 代碼為 8 CRI=87 以上, 代碼為 9
LED 燈泡之壽命 (1) 11.1 一般 LED 燈泡之壽命係由漸進性光輸出衰減與突發性光輸出衰減所組成之效 11.2 光束維持率 本標準以 70% 為最低要求, 光束維持率分為 3 種代碼 以 25% 之額定壽命, 長不超過 6,000 h 為試驗期間, 實測之光束維持率, 所對應之光束維持率代碼, 應與宣告之代碼一致 光束維持率 (%) 代碼 90 9 80 8 70 7 以 n 只 LED 燈泡, 個別進行 6,000 h ( 或 25% 之額定壽命 ) 試驗, 若試驗期間屆滿後失效之 LED 燈泡總數在所宣告之數量以下時, 則視為通過測試 當宣告為 F 50 且 n=20 時, a=25% F 50 (=50%) n(=20)=2.5, 小數點後之數值無條件捨去至次一整數為 2, 即容許 2 只 LED 燈泡失效 當宣告為 F 50 且 n=5 時, a=25% F 50 (=50%) n(=5)=0.625, 小數點後之數值無條件捨去至次一整數為 0, 即不容許 LED 燈泡失效 當宣告值為 F 10 且 n=20 時,a=25% F 10 (=10%) n(=20)=0.5, 小數點後之數值無條件捨去至次一整數為 0, 即不容許 LED 燈泡失效 宣告失敗率為 F 10 時, 試驗樣品數量至少需 20 只 LED 燈泡
LED 燈泡之壽命 (2) 11.3 耐久性試驗 11.3.1 一般 LED 燈泡針對不同之 LED 燈泡同步進行下述試驗 11.3.2 溫度循環 將 LED 燈泡置於試驗箱中, 內部之溫度在 4 h 週期內於 -10 至 +50 間變化, 進行 250 次循環 (1,000 h ) 4 h 週期包括在每個極端溫度維持 1 h 及在極端溫度間轉換之 1 h ( 溫度轉換率為 1 K/min ) LED 燈泡以點亮 34 分鐘後熄滅 34 分鐘為 1 個點滅週期 試驗結後,LED 燈泡須仍可操作且光通量須維持在光束維持率代碼宣告值之範圍內至少 15 分鐘, 亦不得發生因溫度循環所造成之物理反應, 例如裂痕或標籤剝落等現象 11.3.3 點滅試驗 ( 查核內建電子裝置之耐久性 ) LED 燈泡在額定電壓下, 以點亮 30 秒後熄滅 30 秒為 1 次點滅操作 點滅操作之次數為壽命額定值 ( 以 h 為單位 ) 之一半 ( 例 : 額定壽命 20,000 h 則須進行 10,000 次點滅操作 ) 試驗結束後,LED 燈泡須仍可操作且光通量須維持在所宣告之光束維持率代碼內至少 15 分鐘
11.3 耐久性試驗 11.3.4 加速操作壽命試驗 LED 燈泡之壽命 (3) LED 燈泡在製造廠商所指定最大操作溫度高 10 K 之溫度下, 施加試驗電壓連續操作 ( 無任何點滅操作 )1,000 小時 若未指定最大操作溫度時則在 50 下進行試驗 任何可使 LED 燈泡斷電或調降光輸出之熱保護裝置應使其失效 (bypass) 試驗結束後冷卻至室溫, 並使 LED 燈泡達到穩定狀態, 此時所有 LED 燈泡在試驗結束時之光通量與初始值相比最多衰減 20%, 且至少維持 15 分鐘