摘要

　　文章介紹了國際國內LED 控制裝置標準中的產品分類、主要安全要求，和適用范圍。分析了各類調光照明電器的特點以及調光LED 控制裝置應該關注的特殊安全要求。文章還介紹了各種LED 控制裝置按使用的功能不同如何識別和采用對應的產品標準。

　　關鍵詞：SELV、隔離、調光、發熱限值

Yu Anqi

China National Light Source Quality Supervision Testing Centre (Shanghai),

China National Lighting Fitting Quality Supervision Testing Centre,

Shanghai Alpha Lighting Equipment Testing Ltd.

　　Abstract: This article introduces the product classification, main safety requirements and application scope in international and national standards of LED controlgear; analyzes the characteristics of diversified dimming lighting appliances and the specific safety requirements of LED dimming controlgear to which attention should be paid. This article also introduces how to identify and apply corresponding product standards according to operational function of diversified LED controlgear.

　　Key words: SELV (safety extra-low voltage), isolation, dimming, thermal limit

　　LED 在開始工作時，不需要預熱和觸發脈沖，在正常工作時，可以在特低安全電壓下工作，這些都是LED 較其它氣體放電光源來說獨特的優點。為了充分利用LED 的這些優點，設計性能優良的LED控制裝置是保證照明LED 的優點得到充分發揮的重要工作。在進行LED 控制裝置的設計時，首先應根據GB19510.14/IEC61347-2-13 標準中6 章的分類要求，確定所設計的LED 控制裝置的分類。

　　一、LED 控制裝置的分類及適用場合

　　1、自耦式控制裝置

　　LED 自耦式控制裝置是指其內部輸出電路與電源電路有內在連接的一種控制裝置，這種控制裝置的輸出電壓雖然也可以做到與安全特低輸出電壓相同的電壓水平，但是由于其內部的非隔離輸出特性，所以盡管兩個輸出端子之間的電壓值符合安全特低輸出電壓的要求，但每一輸出端子的對地電壓卻不可能在各種使用場合滿足安全特低電壓的要求。此類控制裝置不屬于SELV 標志，其輸入、輸出端子與可以觸及的外部金屬之間，對內裝式控制裝置，其防觸電保護起碼達到基本絕緣的要求;對于獨立安裝式控制裝置，則應達到Ⅰ類或Ⅱ類的防觸電保護要求。

　　適用范圍：

　　此類控制裝置由于內部沒有采用隔離措施，所以其轉換效率相對高一些，一般適用于對輸出電壓不需要達到SELV 的場合和/或燈具附加防觸電保護較充分的場合。

　　2、等效安全特低電壓或隔離式控制裝置

　　此類LED 控制裝置就其防觸電功能來說，整體上可看作為初級/次級之間具有加強絕緣功能的隔離變壓器。在其內部的輸出電路與電源電路之間(包括印制線路板上的電路和元件之間以及隔離變壓器內部)，對不高于250V 電壓的電源網絡(1)其爬電距離和電氣間隙應不小于6mm～7mm(根據污染等級不同)。(2)輸入端在額定電源電壓下時，其輸出電壓應不高于SELV 電壓的限值(有限值≤50V)。如果帶額定負載時，最大輸出電壓應≤25V(有效值)，空載輸出電壓≤33V(有效值)并且峰值≤33 2 V 時，輸出端子可外露。(3)輸出端子和電源電路之間。為了EMC 防護或控制要求所跨接的電容器應是Y1 電容或兩個串聯的且參數相同的Y2 電容。

　　適用范圍：

　　此類控制裝置應安裝在燈具或具有類似防護功能的殼體內，但是在滿足上述有關條件時，輸出端子可沒有防觸電保護，可外露。

　　3、獨立式安全特低電壓控制裝置

　　獨立式安全特低電壓控制裝置除了應滿足上述等效安全特低電壓或隔離式控制裝置的要求外，還需滿足下述要求： [NT:PAGE]

　　(1)標志：

　　獨立式安全特低電壓控制裝置在產品標志上有下列獨特之處：ta 因為是獨立安裝方式，所以可以理解成是燈具的電器箱部分，按燈具要求，應有工作時最大環境溫度標志ta 值，如不標，則認為ta=25℃。

　　(2)控制裝置內部及支撐件的發熱限值

　　LED 控制裝置在聲稱的ta 環境溫度和1.06 倍的額定電源條件下正常工作，其變壓器繞組溫度應不超過表1。

　　(3)控制裝置在短路或過載狀態下最大溫升值的限值

　　LED 控制裝置在額定電源電壓的0.94～1.06 倍處于短路或過載狀態下最大溫升值不得超過表3

　　(4)控制裝置的磁芯和繞組的周期試驗

　　獨立式安全特低電壓LED 控制裝置的變壓器(包括磁芯和繞組)要進行指定對應溫度下的加熱潮態試驗振動絕緣和耐壓的10 個周期試驗。試驗樣品為3 個，10 個周期試驗完成后，只允許其中一個樣品可發生繞組內部的短路情況，但不允許出現繞組對磁芯以及各繞組之間的擊穿情況。

　　適用范圍：

　　獨立式安全特低電壓LED 控制裝置適用于沒有燈具附加防護的場合，如果具有合適的IP(防塵防水)等級，也可以直接安裝在室外。此類控制裝置一般可作為Ⅲ類燈具的電器箱部分，直接與Ⅲ類燈具配合使用。如果其輸出電壓控制在≤12V 時，可供游泳池和戲水池(普通人和燈具同在水中的情況)用燈具直接使用。

　　二、調光

　　調光是滿足人們對各時間段內的不同照明需求的重要功能。各類人造光源的調光特性簡述如下：

　　1、各類熒光燈以及所配備的調光電子鎮流器一般應在滿功率位置上啟動熒光燈，否則將會造成燈不易啟動或明顯影響燈的壽命。另外，當熒光燈輸出功率由強到弱調整時，燈電弧電流的減小會造成的燈陰極溫度下降，使燈陰極達不到電子逸出功的溫度(1000K～1100K)，只有在電弧電流下調的同時相應加大燈絲電流才能避免燈陰極溫度太低而造成的燈壽命下降。盡管這樣，由于燈低氣壓放電燈的負阻特性，當熒光燈功率下調時，燈的管電壓將明顯升高，當燈管處于很小功率輸出時，燈管電壓的大幅上升將使系統不能正常穩定地工作，所以各類低氣壓放電熒光燈調光范圍一般只能在20%～100%范圍，并且隨著燈功率的下降，系統效率也明顯下降，而且一般還不能保證小功率輸出時不損害燈的壽命。

　　2、各類高強度氣體放電燈(高壓鈉燈，石英金鹵燈，陶瓷金鹵燈等)簡稱HID 以及所配合的電子鎮流器一般也需在滿功率位置上啟動，另外當燈的工作狀態穩定時才適合調光。當HID 燈的功率下降時，電弧管內的氣壓也隨之下降，燈的效率也會隨之下降，所以HID 燈的調光范圍基本控制在50%～100%范圍內，否則將使HID 燈在低功率輸出時，系統效率大大下降。尤其是石英管芯的金鹵燈，當其電弧功率下降時，電弧管內的氣壓也明顯下降，這將明顯造成汞放電成份的增大，使光輸出成份中的紫外分量超標，此時如果沒有燈具相應的防護措施，必將明顯造成對被照射的人和物的紫外危害。

　　3、在迄今為止的各類人造光源中，LED 是最適合于在調光狀態下工作的，其寬廣的動態工作范圍只要求控制流過其的工作電流就能方便地并且在不損害其壽命的前提下實現0～100%的調光。另外，LED 也是各類人造光源中，唯一具有與控制電路配全且當輸出功率減小時，光效反而升高的產品。[NT:PAGE]

　　LED 這種優良的調光特性，使人們都躍躍欲試地想嘗試制造各種具有調光功能的LED 控制裝置來實現調光。但在調光LED 控制裝置的設計時，必須注意LED 控制裝置中控制電路與主電路的隔離絕緣問題。一般的具有調光功能的LED 控制裝置，在其控制端都采用一個低壓直流電壓源(一般為0～10V)來實現控制(外接一個調光電位器本質上也是利用控制裝置的內部電路，實現調整直流電壓來控制調光的功能)。科技的進步使人們都廣泛采用電腦及相應的配套電路來實現調光的自動化，如果我們采用各種日光、紅外、聲控等感應器再配有智能化的電腦控制網絡，把電腦端口直接連接到LED 控制裝置的控制端就能實現既有舒適照明，又能自動節電的效果，但這一系統中，如果控制裝置內部的電源電路和控制電路發生電連接或擊穿，將會使電源電壓竄入到低壓控制系統中，這將嚴重危及人們的防觸電安全性。為此，國際國內有關燈的控制裝置標準中特別規定了控制端子與電源電路之間起碼具有基本絕緣，當控制端子聲稱能直接連接安全特低控制電壓時(SELV)，則控制裝置內控制電路與電源電路之間應具有強化絕緣功能。這意味著，具有調光功能的LED的控制裝置，其內部控制電路與電源電路之間在線路板上、元器件之間以及具有隔離作用的變壓器內部的爬電距離、電氣間隙、抗電強度都要達到基本絕緣或強化絕緣的指標要求。在這一方面，采用光電隅合器和合適的隔離變壓器是解決這一問題的較好方案。

　　注：作為強化絕緣的變壓器內隔板或光電隅合器的光/電器件間的絕緣物質厚度應≥0.4mm。

　　三、各類LED 控制電路的區分及對應適用的安全標準

　　在IEC61347-2-13 標準發布前，LED 控制裝置采用的安全標準有GB19510.12/IEC61347-2-11 標準，也有采用IEC61347-2-2 標準的，目前IEC61347-2-13 標準已頒布，所以對照明用LED 的控制裝置，按照IEC61347 系列標準的含義，應按如下原則選用對應的檢驗標準：

　　(1)僅具有恒壓輸出功能或具有恒流輸出功能或兩者功能兼有的控制裝置，應采用IEC61347-2-13 安全標準檢驗。

　　(2)僅具有控制LED 亮暗、閃動、顏色變化功能的控制裝置，應采用GB19510.12/IEC61347-2-11 安全標準檢驗。

　　(3)如果一個控制裝置兼有上述二者功能的(不可分開的一個整體)，應按照IEC61347-2-13 標準進行試驗。(因為IEC61347-2-13 的內容大于等于GB19510.12/IEC61347-2-11 的內容。)

　　(4)單一采用已獲CCC 認證的開關電源不能免除燈具內LED 附加的限流電路的試驗，這類燈具中LED 附件的限流電路試驗應采用的標準仍應按照上述(1)～(3)的原則。

　　尤其是這類燈具內的LED 限流元件采用電阻時，并且這些電阻被直接安裝在印制線路板上時，應模擬LED 短路異常狀態，隨后測量電阻的發熱溫度，此溫度應低于印制線路板的耐溫極限。

　　結束語：

　　LED 控制裝置的各項性能指標的優劣，直接關系到照明用LED器具的整體效率和使用壽命等重要使用功能，但是對于各類電器來說，其安全指標是確保正常使用時不對使用者和周圍環境產生各種危害的更高一級標準要求(強制性要求)LED 控制裝置只有在滿足各項安全要求的前提下，才有意義來衡量其性能指標的優劣。

　　參考文獻：

　　(1)IEC61347-2-13：2006 燈的控制裝置 第13 部分：LED 模塊用直流或交流電子控制裝置的特殊要求。