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LED 控制裝置標準中主要安全要求的識別及應(yīng)用

文檔作者：俞安琪文檔來源：國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海)、國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心上海時代之光照明電器檢測有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月03日
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LED 控制裝置標準中主要安全要求的識別及應(yīng)用
俞安琪
國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海)、國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心
上海時代之光照明電器檢測有限公司
摘要
文章介紹了國際國內(nèi)LED 控制裝置標準中的產(chǎn)品分類、主要安全要求，和適用范圍。分
析了各類調(diào)光照明電器的特點以及調(diào)光LED 控制裝置應(yīng)該關(guān)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(yīng)的產(chǎn)品標準。
關(guān)鍵詞：SELV、隔離、調(diào)光、發(fā)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(fā)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(yōu)點。為了充分利用LED 的這些優(yōu)點，設(shè)計性能優(yōu)良的LED
控制裝置是保證照明LED 的優(yōu)點得到充分發(fā)揮的重要工作。在進行
LED 控制裝置的設(shè)計時，首先應(yīng)根據(jù)GB19510.14/IEC61347-2-13 標
準中6 章的分類要求，確定所設(shè)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(nèi)部輸出電路與電源電路有內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(yīng)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(nèi)部沒有采用隔離措施，所以其轉(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)
部），對不高于250V 電壓的電源網(wǎng)絡(luò)（1）其爬電距離和電氣間隙應(yīng)
不小于6mm～7mm（根據(jù)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(yīng)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(yīng)≤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(yīng)
是Y1 電容或兩個串聯(lián)的且參數(shù)相同的Y2 電容。
適用范圍：
此類控制裝置應(yīng)安裝在燈具或具有類似防護功能的殼體內(nèi)，但是
在滿足上述有關(guān)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(yīng)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：
（1）標志：
獨立式安全特低電壓控制裝置在產(chǎn)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(yīng)有工作時最大環(huán)境溫度標志ta 值，如不標，則認為
ta＝25℃。
——表求該控制裝置屬于安全隔離式。
F——表示該控制裝置失效（內(nèi)部短路）時具有自動保護不發(fā)生
安全性故障的功能。
——表求該控制裝置輸出端不具有耐短路保護的功能。
——表示該控制裝置輸出端具有耐短路保護的功能。
（2）控制裝置內(nèi)部及支撐件的發(fā)熱限值
LED 控制裝置在聲稱的ta 環(huán)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(yīng)不超過表1。
表 1 正常使用時的溫升值
部件 溫升 K
（與線圈架和鐵芯片相接觸的）繞組，其絕緣材料為：
——105 類材料a
——120 類材料
——130 類材料
——155 類材料
——180 類材料
——其他 材料b
75
90
95
115
140
a 該類材料按照IEC 60085 或IEC 60317-0-1 或等效的標準進行分類。
b 如果使用IEC 60085 中規(guī)定的105（A），120（E），130（B），155（F）和180（H）類以外的材料，這些
材料應(yīng)承受住I.6.3 所述試驗。
（3）控制裝置在短路或過載狀態(tài)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(tài)下最大溫升值不得超過表3
表 3 短路或過載狀態(tài)下的最大溫升值
絕緣的分類 A E B F H
最大溫升 K
保護類型：
固有保護式繞組
由保護裝置提供保護的繞組：
— 在初始一小時內(nèi)，或?qū)︻~定電流超過63 A的
熔絲在初始兩個小時之內(nèi)
a
：
— 第一個小時之后，峰值b
— 第一個小時之后，算術(shù)平均值b：
125
175
150
125
140
190
165
140
150
200
175
150
165
215
190
165
185
235
210
185
外殼（標準試驗指可接觸到） 80
導線的橡膠絕緣 60
導線的PVC絕緣 60
支撐面（即被控制裝置蓋住的松木膠合板的任一
部分表面）
80
a
I.7.3.3 所規(guī)定的試驗完成之后，由于控制裝置的熱慣性，這些值可能被超過。
b 不適用于I.7.3.3 所規(guī)定的試驗。
（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(yīng)溫度下的加熱——潮態(tài)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(fā)生繞組內(nèi)部的短路情況，但不允許出現(xiàn)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(diào)光
調(diào)光是滿足人們對各時間段內(nèi)的不同照明需求的重要功能。各類
人造光源的調(diào)光特性簡述如下：
1、各類熒光燈以及所配備的調(diào)光電子鎮(zhèn)流器一般應(yīng)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(diào)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(diào)的同時相應(yīng)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(diào)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(tǒng)不能正常穩(wěn)定地
工作，所以各類低氣壓放電熒光燈調(diào)光范圍一般只能在20％～100％
范圍，并且隨著燈功率的下降，系統(tǒng)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(zhèn)流器一般也需在滿功率位置上
啟動，另外當燈的工作狀態(tài)穩(wěn)定時才適合調(diào)光。當HID 燈的功率下
降時，電弧管內(nèi)的氣壓也隨之下降，燈的效率也會隨之下降，所以
HID 燈的調(diào)光范圍基本控制在50％～100％范圍內(nèi)，否則將使HID 燈
在低功率輸出時，系統(tǒng)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(nèi)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(yīng)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(diào)光狀態(tài)
下工作的，其寬廣的動態(tài)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(xiàn)0～100％的調(diào)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(chǎn)品。
LED 這種優(yōu)良的調(diào)光特性，使人們都躍躍欲試地想嘗試制造各
種具有調(diào)光功能的LED 控制裝置來實現(xiàn)調(diào)光。但在調(diào)光LED 控制裝
置的設(shè)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(diào)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(xiàn)控制（外接一個調(diào)光
電位器本質(zhì)上也是利用控制裝置的內(nèi)部電路，實現(xiàn)調(diào)整直流電壓來控
制調(diào)光的功能）?？萍嫉倪M步使人們都廣泛采用電腦及相應(yīng)的配套電
路來實現(xiàn)調(diào)光的自動化，如果我們采用各種日光、紅外、聲控等感應(yīng)
器再配有智能化的電腦控制網(wǎng)絡(luò)，把電腦端口直接連接到LED 控制
裝置的控制端就能實現(xiàn)既有舒適照明，又能自動節(jié)電的效果，但這一
系統(tǒng)中，如果控制裝置內(nèi)部的電源電路和控制電路發(fā)生電連接或擊
穿，將會使電源電壓“竄入”到低壓控制系統(tǒng)中，這將嚴重危及人們
的防觸電安全性。為此，國際國內(nèi)有關(guān)燈的控制裝置標準中特別規(guī)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(nèi)控制電路與電
源電路之間應(yīng)具有強化絕緣功能”。這意味著，具有調(diào)光功能的LED
的控制裝置，其內(nèi)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(nèi)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(nèi)隔板或光電隅合器的光/電器件間的絕緣物質(zhì)厚度應(yīng)≥0.4mm。
三、各類 LED 控制電路的區(qū)分及對應(yīng)適用的安全標準
在 IEC61347-2-13 標準發(fā)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(yīng)按如下原則選用對應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)按照IEC61347-2-13 標準進行試驗。（因為IEC61347-2-13 的內(nèi)容
大于等于GB19510.12/IEC61347-2-11 的內(nèi)容。）
（4）單一采用已獲CCC 認證的開關(guān)電源不能免除燈具內(nèi)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(yīng)采用的標準
仍應(yīng)按照上述（1）～（3）的原則。
尤其是這類燈具內(nèi)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(yīng)模擬LED 短路異常狀態(tài)，隨后測量電
阻的發(fā)熱溫度，此溫度應(yīng)低于印制線路板的耐溫極限。
結(jié)束語：
LED 控制裝置的各項性能指標的優(yōu)劣，直接關(guān)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(huán)境產(chǎn)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(yōu)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。

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