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能源之星Lamps V2.1对频闪提出新要求

2017-07-10488

2017年6月20日,美国国家环境保护局EPA发布能源之星Lamps V2.1认证规范,并指出Lamps V2.1版本将于2017年10月1日全面替代之前的Lamps V2.0版本,届时,能源之星产品的认证必须以参考2.1版本进行申请。

相比于2.0版本,能源之星Lamps V2.1 版本发生了多处的变化,其中,比较重要的一个变化就是补充了新的频闪的测量评价指标,特别是对可调光灯的频闪性能评价提出了更为详细的要求。针对这一修改,EPA考察了现有的关于频闪评价的各个标准和技术规范,并经过广泛征求意见,得到了业界的普遍支持。以下将对能源之星Lamps V2.1认证规范中关于产品的频闪性能的内容予以详细介绍:
1、频闪相关评价指标

在第11.3节,能源之星对灯的光输出频率提出了明确要求,即紧凑型荧光灯的频率应在20到33kHz间或者≥40kHz;而LED灯的光输出频率f应≥120H。
根据12.4节,对于所有标识可调光的灯,应在报告中提供一下频闪参数:
● 闪烁百分比PF
● 闪烁指数FI
● 光输出周期性频率f
● 短期闪变指数Pst
● 频闪效应可视化参数SVM
● ASSIST闪烁感知度Mp

其中,后三项指标Pst、SVM和Mp为此次Lamps V2.1最新提出的。

能源之星所指的“可调光灯”主要是考察灯对调光器的兼容性,能源之星并不强制所有灯都设计成可调光,但要求在外包装上对是否可调光作出标识,并有网站可查询调光器的兼容信息。根据能源之星官网,大部分灯都是“可调光的”。标识为“可调光”的灯,应至少在2个厂家的5种不同的调光器下进行调光性能测试;若厂家签署了“NEMA LED Dimming Compatibility Program”,则可直接配备NEMA SSL 7A调光器进行调光性能的测试。
2、频闪相关测试方法

LED灯的光输出频率的测量方法参考IEEE Std 1789TM-2015,能源之星标准中对测量仪器的性能提出了相对较高的要求:光度探头的上升时间必须≤10μs,系统采样频率必须≥20KHz,采样时间不能小于1s。

对于频闪参数的测量,能源之星推荐参考以下相关文件进行:

NEMA 77-2017 :Standaed for Temporal Lighting Artifacts:Test Methods and Guidance for Acceptance Criteria;
ASSIST Metric for Assessing the Direct Perception of Light Source Flicker;
ENERGY STAR Recommended Practice – Light Source Flicker。

此外,能源之星还对仪器动态范围及采样频率和时间等提出了明确要求:

上述的参考文件,NEMA 77-2017规定了Pst,Mp等的测量评价方法;ASSIST规定了Mp的计算方法,而ENERGY STAR Recommended Practice则规定了具体的频闪测量操作流程,大体流程如下:
在不加调光器是测量灯的基础光输出(BLO)的频闪参数;

将调光器接入灯的测量电路,在最大调光输出(MaxLO)下测量频闪参数;

在最低调光输出(MinLO)下测量频闪参数,MinLO是指20% MaxLO或者宣称的最低输出,孰低取孰。
3、频闪测量解决方案

总体而言,新版能源之星标准对频闪测量设备的硬件配置和软件算法都提出了较高的要求;在原有频闪评价的参考文件基础上,能源之星更进一步明确了测量的采样频率、采样时间和计算方法。为了应对这一变化,远方光电专门针对能源之星的测量需求,升级了LFA-3000光源频闪测量仪的软件,以方便用户测量和报告。已购买该设备的用户可与远方光电技术服务部门联系免费升级软件。

远方光电在频闪测量方面具有深厚的研发基础,并且得到了国际社会的广泛认可。2016年2月,由美国能源部(DOE)发布了一项关于频闪测量仪的调查研究报告,远方LFA-2000光源频闪测量仪经过美国太平洋西北国家实验室(PNNL)系列实测比对,因其与实验室标准值比对一致性高而被DOE推荐。

2017年2月,远方光电应邀参加在加拿大渥太华的国家研究中心(NRC)召开的CIE照明系统的暂态光调制标准国际协调会,来自CIE、IEC、IEEE、IES、Energy Star等机构的专家代表出席了本次会议,共同商议制定频闪的国际研究和标准化路线图。远方光电在会上示范了LFA-3000频闪分析仪,它能够满足标准或规范测量计算出相应指标,包括IEEE1789标准的NM值、IEC标准的Pst值、CIE TN006的SVM值和ASSIST的MP值等,测量示范引起了代表们的兴趣,现场与飞利浦标准频闪源的对比结果也非常令人满意。

远方LFA-3000光源频闪测量仪是原有LFA-2000的升级产品,配备国家标准级快速光度探头,且采样速度高达100kHz,完全满足包括能源之星Lamps V2.1在内的多个最新发布的关于光源频闪的测量分析标准。同时,超大内存以及采样与传输同时进行,克服了传统RAM存储空间有限的问题,一定条件下可实现无限采样。此外,LFA-3000搭载可拆卸的平板电脑作为显示界面,能够实现远程无线操控和数据传输,既适合于实验室测量也满足现场照明测量需求。
可测量参数:
● 光波动的时域分析图和频域分析图;
● 基准频率、闪烁百分比(PF)、闪烁指数(FI)、调制深度(MD);
● Pst (即,符合IEC、NEMA 77、能源之星Lamps V2.1等最新标准);
● SVM(符合CIE TN:006、NEMA 77、能源之星Lamps V2.1等最新标准);
● 调制百分比(符合CEC法规JA 10);
● Mp (符合ASSIST推荐以及能源之星Lamps V2.1等最新标准);
● 软件可根据相应标准判别频闪危害等级。