欧盟ERP指令LED灯生态设计要求

       摘要：2012年12月14日，欧盟在其官方公报上正式发布了第(EU) No 1194/2012号条例《­欧洲议会与欧盟理事会第2009/125/EC号指令关于定向灯、LED灯(发光二极管灯)及其相关设备的生态设计要求之实施细则》，对应2009年3月18日发布的欧盟委员会第(EC)No 244/2009号条例《欧洲议会与欧盟理事会第2005/32/EC号指令关于非定向家用灯的生态设计要求之实施细则》。至此，欧盟对LED灯形成了完整的强制性生态设计要求。本文整合两份条例为相关企业提取出定向LED灯和非定向LED灯的能效要求、功能要求及产品信息要求。
　　引言
　　2009年10月31日，欧盟颁布了《能源相关产品的生态设计要求的框架》(2009/125/EC)，简称ErP指令，正式取代2005年7月22日欧盟颁布的《制定耗能产品的生态设计要求的框架指令》(2005/32/EC)，即EuP指令。将EuP指令中的耗能产品(Energy-using products)扩展为能源相关产品(Energy-related products)，这意味着生产、使用、回收等阶段与能源消耗相关的产品都被纳入ErP指令的管辖范围。不过，ErP指令仅仅建立了一套框架，并未对某种产品规定任何要求，针对具体产品的要求，是在相应的实施措施(IMS)里规定的。
　　ErP指令同LVD指令、EMC指令一样，也被纳入欧盟CE体系中，因此，相关实施措施涉及的产品在出口欧洲之前，必须考虑ErP指令的要求，才可以加贴CE标识。
　　根据欧盟No 765/2008条例，违反ErP指令及其实施措施的规定，出口企业将面临比以往任何时候更严厉的法律惩罚和更大的出口风险。欧盟成员国边界监管机构获授权直接查验技术文档、测试报告、EC合格声明等合格评定文件性资料。违反法规的惩罚力度提高，最严重情况将负刑事责任。
　　LED灯生态设计要求
　　1. LED灯的能效要求
　　1.1非定向LED灯能效要求
　　下表1-2给出了不同灯罩的非定向LED灯的能效计算公式及修正系数。可见欧盟对不同功率的灯的光效要求是不一样的。
　　表1给定额定光通量对应的最大额定功率
 

适用日期	给定额定光通量对应的最大额定功率
	透明灯	非透明灯
2009年9月1日起	0.8*（0.88√Φ+0.049Φ）	0.24√Φ+0.0103
2016年9月1日起	0.6*（0.88√Φ+0.049Φ）	0.24√Φ+0.0103

　　表2非定向LED灯能效修正系数
 

修正范围	最大额定功率
显色指数≥90的非透明灯且P≤0.5*（0.88√Φ+0.049Φ）	Pmax/0.85
带有第二罩子的非透明灯且P≤0.5*（0.88√Φ+0.049Φ）	Pmax/0.95
需要外部电源的LED灯	Pmax/1.1

　　1.2定向LED灯能效要求
　　定向灯的能效要求主要通过能效指数(EEI)来评估：
　　EEI=Pcor / Pref
　　Pcor是在标称输入电压下测得的额定功率，并根据表3修正。
　　表3定向LED灯能效修正系数
 

修正范围	修正功率Pcor
使用外置LED灯控制装置的灯	Prated×1.10
有防眩光罩的灯	Prated×0.80

　　Pref 是根据有用光通量获得的参考功率：
　　若Φuse≤1300lm 则Pref=0.88√Φuse + 0.049Φuse
　　若Φuse＞1300lm 则Pref=0.07341Φuse
　　其中有用光通量(Φuse)定义为：
　　—光束角≥90°的定向灯，并且在包装上警示此灯不适合重点照明：在120°圆锥角内的额定光通量(Φ120°）。
　　—其他定向灯：在90°圆锥角内的额定光通量(Φ90°）。
　　表4规定了不同时期，欧盟对定向LED灯能效指数的具体要求。
　　表4定向LED灯能效要求
 

实施日期	2013年9月1日	2014年9月1日	2016年9月1日
最大EEI	0.5	0.5	0.2

　　2 LED灯的功能要求
　　现阶段由于白炽灯已经禁售，而节能灯存在汞污染危害，绿色环保的照明重担就落到了LED肩上。在这个LED大步迈进照明市场的关键时刻，由于消费者对LED照明产品还不够了解，不够信任，产品的质量就尤为重要。为了更利于LED照明的发展，欧盟对LED灯的功能性提出了一系列要求。
　　表5定向LED灯和非定向LED灯的功能性要求
 

功能参数	第一阶段要求（另有说明除外）
6000小时灯的残损率	2014年3月1日起：≥0.90
6000小时光通维持率	2014年3月1日起：≥0.80
失效前的开关循环次数	≥15000次 若额定寿命≥30000H 否则：≥以小时表示的灯的额定寿命的一半
启动时间	＜0.5S
至95%光通量的预热时间	＜2S
早期失效率	≤5.0% 在1000小时时
显色指数	≥80 ≥65 对于室外或工业应用的灯
颜色的一致性	CCT偏差在一个6-阶麦克亚当椭圆内
功率因素	P≤2W：无要求 2W＜P≤5W：PF＞0.4 5W＜P≤25W：PF＞0.5 P＞25W：PF＞0.9

　　在颜色一致性方面，欧盟的评判标准是6阶麦克亚当椭圆，测试得出色度坐标后，需要通过相关计算或专业软件来确定色容差。
　　对于6000小时的测试项目，耗时大约9个月，所以已经在欧盟销售的产品需要在2013年6月前启动测试程序。
　　3产品信息要求
　　产品信息是监管机构审查的第一事项，也是相对来说比较方便检查的事项，需要制造商对应两个实施细则里的具体要求完善每一项产品信息要求。
　　替换灯作为LED照明产品渗透市场的一个主要形式，企业需要关注等效宣称的产品信息要求，其实也是对产品的潜在性能要求。
　　3.1非定向LED灯产品信息要求
　　对于非定向LED灯，在产品和免费网站上需要给出标称光通量、标称寿命、色温、开光循环次数、至60%光通量的预热时间、产品尺寸和对调光性能和使用环境的说明。需要注意的是“energy-saving lamp(节能灯)”或类似的推广声明只能用于满足能效要求的非透明LED灯。等效宣称需要满足表6的额定光通量要求：
　　表6非定向LED灯等效特定功率白炽灯光通量要求
 

额定光通量φ（lm）	136	249	470	806	1055	1521	2452	3452
宣称等效的白炽灯功率W	15	25	40	60	75	100	150	200

　　3.2定向LED灯产品信息要求
　　“energy-saving lamp(节能灯)”或有类似的产品促销声明的定向LED灯的能效指数必须小于等于0.4。
　　第一点，灯体上需要清晰的显示额定功率和电压，然后根据灯体表面空白按先后顺序显示标称有效光通量(lm)、色温(K)、标称光束角(°）。
　　第二点，在最终用户购买前，在包装和免费网站上(或其他合适的方式)显然的显示给最终用户的信息包括：标称有效光通量、标称寿命、色温、开关循环次数、至60%光通量的预热时间、调光功能的说明、使用环境和应用场合说明、尺寸(mm)、标称光束角(°）等参数。
　　对于替换同种标准灯头白炽灯的LED灯，给出尺寸对比图。
　　如果LED灯指明为表7中的型号，则90°锥角内的光通量必须大于表格中同型号功率最小的灯的90°锥角内参考光通量。对于LED灯参考光通量需乘以流明维持备增因子(1+0.5*(1-LLMF))(其中LLMF为标称寿命结束时的流明维持)。同时，对于不同光束角的LED，需要乘以表8中的备增因子。对于等效宣称仅限于：1)灯的型号列于表7；2)灯的90°锥角内的光通量不低于表7中的参考光通量。
　　表7参考光通量的等效宣称
 

	型号	功率	参考光通量 φ90°（lm）		型号	功率	参考光通量 φ90°（lm）
超低电压反射型	MR11 GU4	20	160	电网电压压制玻璃反射型	PAR16	20	90
		35	300			25	125
	MR16 GU5.3	20	180			35	200
		35	300			50	300
		50	540		PAR20	35	200
	AR111	35	250			50	300
		50	390			75	500
		75	640		PAR25	50	350
		100	785			75	550
电网电压吹制玻璃反射型	R50/NR50	25	90		PAR30S	50	350
		40	170			75	550
	R63/NR63	40	180			100	750
		60	300		PAR36	50	350
	R80/NR80	60	300			75	550
		75	350			100	720
		100	580		PAR38	60	400
	R95/NR95	75	350			75	555
		100	540			80	600
	R125	100	580			100	760
		150	1000			120	900

　　表8 LED灯光束角倍增因子
 

光束角	≥20°倍增因子
20°≤光束角	1
15°≤光束角＜20°	0.9
10°≤光束角＜15°	0.85
光束角＜10°	0.80

　　第三点，除上述第二点要求外，在免费网站上或其他制造商认为合适的方式需要公开的显示：额定功率、额定有效光通量、额定寿命、功率因素、额定寿命结束时的流明维持系数、启动时间(X.X秒)、显色指数、色容差、额定峰值光强(cd)、额定光束角、光谱功率分布(180-800nm)和应用场合的说明。
　　市场监督目的的核查程序
　　熟悉了解欧盟市场监督核查程序，有利于企业在研发设计、生产、检验阶段来规避出口风险。特别是某些在生态设计具体要求里没有体现但会在后续的核查程序里体现出来的参数，需要引起企业额外的关注。
　　1.可由最终用户更换的LED灯的核查程序
　　各成员国权力机构测试同一制造商的同种型号每次至少需要20只样品。合格判定如下：1)产品有必需的准确的产品信息；2)产品需要满足功能性生态设计要求；3)各参数的测试需要满足表9的规定，否则视为不合格。
　　表9可由最终用户更换的LED灯参数要求
 

参数	程序
6000小时残存率	失效灯数不超过2只
失效前的开关循环次数	失效灯数不超过1只
启动时间	20只灯的平均启动时间不超过要求值的10%， 单只灯的启动时间不超过要求值的两倍。
至60%光通量的上升时间	20只灯的平均上升时间不超过要求值的10%， 单只灯的上升时间不超过要求值的1.5倍。
早期失效率	失效灯数不超过1只
显色指数	20只灯的平均显色指数不低于要求值3个点，单只灯的显色指数不低于要求值3.9个点
寿命结束时的流明维持和额定寿命	应用外推法，由6000小时残存率和流明维持计算得出的寿命结束时的流明维持和额定寿命不低于对应的宣称值的-10%。
式样翻新灯的等效宣称	如果只是核查等效声称，可以只测试10只样品。 测试的平均值与限值、阈值或者宣传值相差不超过10%。
光束角	光束角的平均值与宣称值相差不超过25%， 单只灯的光束角与额定值相差不超过25%
峰值光强	批次中的单只灯的峰值光强不低于额定值的75%
其他参数（包括EEI）	测试的平均值与限值、阈值或宣传值相差不超过10%。

　　2.不可由最终用户从灯具中更换的LED模块的核查程序
　　(1)如果灯具的技术文档规定将灯具视作灯来测试，监管机构应该按照测试灯的程序测试20只灯具。
　　(2)如果技术文档允许从灯具里拆出LED模块，监管机构应该获得20只独立的LED模块按照测试灯的程序进行测试
　　(3)根据灯具的技术文档，灯具制造商的集成LED模块获得欧盟市场的独立CE标志，监管机构应该从欧盟市场获得20只LED模块进行单独测试；
　　(4)如果灯具制造商没有获得集成LED模块的CE标志，监管机构应该要求制造商提供一份原始测试数据复印件，以表明LED模块满足定向LED灯和非定向LED灯的功能性及能效要求。此外，监管机构应拆除一只灯以检查LED模块与报告中描述的LED模块为同一型号。同时，测试另一只灯具的开关循环、早期失效、启动时间和上升时间，以及LED模块的温度。如果测得值与极限值相差超过10%，或者灯具早期失效，则需要测试另三只灯具，测得值的平均值与极限值的相差不超过10%，无早期失效现象并且每只灯的操作温度都在极限温度的10%以内，则认为合格
　　(5)如果没有单独可测试的LED模块可以从灯具里区分出来，监管机构应该测试一只灯的开关循环、早期失效、启动时间和上升时间，如果测试结果与极限值相差超过10%，或者灯具早期失效，则需要测试另三只灯具，如果测试结果与极限值相差不超过10%，且无早期失效现象，则认为合格
　　从核查程序里可以看出欧盟通过对灯和模块的要求和监管来实现对LED灯具的监管，企业需要根据自身产品的特点选择合适的核查程序，来降低产品出口的成本和风险。
　　结语
　　ErP指令对LED灯的生态设计要求对制造商来说是一个新的挑战，更是一个机会。通过ErP指令实施措施要求的产品在安全合规的同时，在能效和性能方面将具有更优秀的表现，具有更强劲的市场竞争力。我国LED照明企业应该加强技术研发方面的投入，努力提高产品的质量和性价比来增强企业的竞争力，依托自身的高新技术投入在LED领域不断创新，拿出质量过硬的产品，才能促进企业的长远发展，并推动LED照明的普及。