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LED产品美国市场技术准入要求
LED产品美国市场技术准入要求
美国是全世界LED产业最为发达的地域之一,也是我国最大的出口市场。
美国在LED标准标准制定方面,一直居于世界领先地位,除目前已经形成了较为完善的平安、电磁兼容标准外,美国电气制造商协会、北美照明协会还针对LED光源的特点,制定了有关电气、光度和色度方面的要求及测试方式。
另外,美国的“能源之星”打算也在迅速推动有关半导体照明产品的能效标准,以提高其发光效率和相关性能。
本章将对这些要求进行详细地介绍与分析,以期能为用意开拓美国市场的企业提供参考。
一.平安要求
美国市场关于半导体照明产品的平安要求要紧体此刻LED模块、操纵模块、电源、灯具及相关配件上。
其中,ULSubject8750为LED模块、操纵模块、电源提出了详细的平安要求,另外,电源平安还可参照UL1310、UL1012或UL60950-1中的相应规定。
而UL159八、UL1993、UL1574等系列UL有关传统照明设备的标准为半导体照明的终端产品提出了平安标准。
若是要顺利进入美国市场,企业需要将以上要求综合进行考量。
一)LED光源平安要求——ULSubject8750
由于LED光源与传统电光源有着专门大的不同,且现行的UL照明安规标准关于LED光源并无明确的标准,因此早在2005年,UL即着手起草LED光源产品的平安标准——ULSubject8750《照明产品中利用的LED光源的调研框架》,以补充传统照明产品安规标准在LED照明适用上的不足,并打算以后正式生效成为UL8750安规标准,作为所有以LED为光源的灯具类产品平安检测的要紧依据。
现行的ULSubject8750为2020年7月22日发布的第3版。
关于出口北美地域的LED企业而言,ULSubject8750将成为其需要遵循的要紧平安标准。
ULSubject8750(3版)内容共分12章,其中第1至4章为适用范围、通用要求、概念等;第5至9章为环境考量、机械结构、电气结构、LED电源、LED阵列/模块和操纵模块;第10至11章为性能测试、异样条件测试;第12章为产品标识。
本节将对其中的要紧内容进行介绍。
1.适用范围
ULSubject8750对照明器具中利用的发光二极管(LED)光源确立了最低平安要求。
其中的LED光源包括以下零组件:
*将电能转化成光(400至700nm)或UV辐射(180至400nm)或红外辐射(700至3000nm)及热能的LED封装、阵列或模块;
*提供适当的电压与电流使LED运作的电源;
*能够进行开关、调光或相反操纵LED电能的操纵电路。
ULSubject8750所适用的照明器具一样在依照美国国家电工法规(ANSI/NFPA70)所列的非危险的环境下利用,并适用于600V及其以下的电源分支。
另外,该标准也适用于与诸如电池、燃料电池等类似的隔离式电源连接的LED光源。
ULSubject8750所适用的照明器具包括如下几类:
*灯具,UL1598;
*便携式电子灯具,UL153;
*舞台与工作室照明,UL1573;
*潜水用照明,UL676;
*游泳池照明,UL676;
*轨道照明系统,UL157;
*信号灯,UL48;
*紧急照明灯与出口标示灯,UL924;
*自镇流灯,UL1993;
*逃生出口途径标示系统照明,UL1994;
*小夜灯,UL1786;
*柔性照明产品,UL2388;
*低压照明系统,UL2108;
*灯座配件,UL496;
*低压景观照明,UL1838;
*用于危险场所的灯具,UL844。
2.环境考量
这一部份要紧对产品利用在不同环境下,如干燥(Dry)、潮湿(Damp)、泡水(Wet)等场所的有关带电体的间距、塑料外壳、测试、警示口号等方面的平安要求。
(1)干燥环境下利用:
若是相关产品仅仅在干燥环境下利用,那么需标识“仅适用于干燥场所”;产品的纸箱或设备上不能以标识、指示或图例等任何信息形式暗示或描述该产品可在潮湿或泡水的环境下利用。
(2)在潮湿环境,例如置于室外照明器具内,必需符合以下要求:
*依照UL935《荧光灯镇流器》的第23节,进行标准中针对荧光灯镇流器的湿度测试;
*电气部件间距符合潮湿或泡水环境下的要求,或达到本标准“电气部件间距”要求中论述的污染品级2;
*标识“适应潮湿环境”。
(3)泡水环境下利用:
*依照UL935的第23节,进行标准中针对荧光灯镇流器的湿度测试;
*电气部件间距符合潮湿或泡水环境下的要求,或达到本标准“电气部件间距”要求中论述的污染品级3;
*具有符合UL746C《电气设备评定中利用的聚合物材料》第57节关于UV品级要求的聚合物外壳;
*依照UL1598第条进行洒水测试;
*具有符合UL746C第56节低温测试要求的聚合物外壳;
*标识“适应泡水环境”。
(4)持续与水接触的产品,例如安装在信号灯底部,或室外信号灯的外壳,或浸水环镜中的产品:
除(3)中的前3条及第5条需要知足外,还要依照UL746C进行水暴露及浸泡测试。
3.机械结构
该部份对金属外壳的平安要求、外壳的聚合物材料、阻绝层、导体爱惜、抗拉、灌封胶等方面进行了严格要求。
(1)金属外壳
在外壳厚度方面,应知足UL1310《2类电源》的表“外壳材料最低厚度”中的要求(见表)。
以铁或钢制的外壳,应该采纳电镀、油漆或类似方式抗侵蚀。
但当外壳内部完全充满灌封胶,或平整金属表面牢牢地夹在一路时,金属外壳无需采纳爱惜性的涂层。
(2)外壳及电断气缘的聚合物材料
聚合物材料包括热塑性、热固性和与有机材料结合成的复合材料。
热固性材料,如酚树脂与环氧树脂是铸造而非塑造的材料。
聚合物材料的相对温标(RTI)或额定温度必需不低于本标准在常规温度测试下所测量的温度。
评估聚合物外壳时,还需考虑其材料的燃烧特性、抗电弧特性及吸湿性。
另外,诸如外壳内非金属表面导电涂层、黏合外壳的黏胶等都应该参考UL746C中的相应要求。
(3)阻绝层
提供电气间距的绝缘层或内衬应符合UL746C第7节中的要求,且厚度不能低于mm。
另外,标准还规定了几种材料厚度能够低于mm,但不能够低于mm或mm的情形。
(4)导体爱惜
通过金属边缘或金属开口的导体必需锁定,以幸免接触该金属边缘,或幸免导体被切断和磨损。
关于厚度小于mm的金属片,能够采纳以下方式进行爱惜:
*卷起金属边缘,角度不可低于120度;
*橡胶之外材金的垫材厚度至少为mm;
*玻璃套管厚度至少为mm。
(5)抗拉
电源线与输出线均必需提供抗拉功能。
抗拉装置,包括带整体式抗拉功能的衬套,应该能够限制拉力,避免线缆护套与导体间绝缘材料受到损害。
装置的设计也必需避免线缆由线孔被推到外壳内的移位而造成以下问题:
*造成电源线的机械性损害;
*将电源线曝露在高于额定温度的环境下;
*降低绝缘间距(如金属的抗拉夹)到低于最小绝缘间距要求;
*损害到内部的电路连结或零组件。
(6)灌胶(Pottingcompound)
灌胶材料不能太软以至于不能在正常或异样操作的温度下行使其功能。
在常规温度测试下的热塑灌胶的最大操作温度应至少比该灌胶材料软化点温度低15℃。
4.电气结构
该部份要紧规定了危险带电体的幸免接触、内部结线、供电端与负载端的连结、电路的隔离、绝缘材质的利用、印刷电路板的规格、带电体的间距、电路零件、爱惜装置等内容。
(1)通用要求:
*带电流的部件必需是银、铜、铜合金、电镀铁、电镀钢、不锈钢或是其他适用的抗蚀合金;
*必需固定未绝缘的带电体,幸免弯折或是移动并造成绝缘间距低于最小可同意值;
*除锁定的垫圈之外,不能够表面间的摩擦力作为减少带电体滑动或弯折的方式。
(2)危险带电体的接触性
危险带电体应该被固定或被绝缘包覆以降低接触风险。
(3)内部配线
内部配线必需包括具有足够机械强度、耐电压与通电流量的绝缘导体。
每一个分叉与连接点都必需以机械方式固定,并提供靠得住的电气连接,除非在分叉点与其他金属部品之间能维持有足够的永久绝缘间距,不然必需具有至少与该导线等效的绝缘材料。
导体及印刷线路板之间的焊接点应该在焊接之前就进行机械固定。
除非评估为没有绝缘的带电体,不然,包括接地导体在内的内部配线必需依照利用情形对内部电线考量以下情形:
*电线可能被利用的温度与电压;
*可能接触到的油脂、清洁剂或是其他可能造成绝缘破坏的物质;
*其他可能的操作环境条件。
(4)电源与负载的连接
电源单元的输出与输入连接必需以电线、导线、端子或是输出连接器作连接。
连接的绞线或是单股线绝缘层厚度不可低于mm,也必需能永久地与输出电路连接。
接线长度至少要足够延伸到电源单元外150mm,且还必需符合本标准中的抗拉要求。
当电源单元以绝缘被覆的多芯复合导线作为输出接线时,当导线符合以下要求时,个体导体间的绝缘厚度可低于mm。
*个体导体间的绝缘厚度加上被覆的绝缘厚度不低于mm;
*电源单元需符合UL1310第28节的最大输出电压测试要求,且符合节的内建限制电流的测试要求。
母接线座的设计不可接触到标准插头的刀片,公接线座的设计不可接触到标准插座的带电体。
用于固定接线的螺丝钉或螺栓端子座材质必需为黄铜或其他非铁金属,或电镀钢,厚度不能够低于mm,用于连接的螺丝钉不能够少于两个完整的螺纹。
压线螺丝钉或端子螺栓尺寸不可少于mm,且每mm不该有超过32个螺纹。
同轴电缆的连接器不能够作为电力输出的连接用途。
(5)电路的分隔
可任意接触的限制功率线路与分支电线路路必需具有符合整个电路中最高电压状况的绝缘能力,不然就必需永久并靠得住地分开,相距至少mm以避免接触的风险。
将绝缘导体分开的方式能够是夹住、透过管线、加上阻绝或其他等效的方式,能够将不同线路间有绝缘或无绝缘的带电体永久分开。
分隔内部线路的阻绝材料必需具有足够的机械强度。
将2类线路与分支电路火线分离的阻绝材料,必需具有足够的厚度,以符合其利用目的。
阻绝材料也必需具有适当的支撑,以避免因为变形而破坏了原有的绝缘功能。
(6)绝缘材料
如绝缘垫圈、衬套和支撑带电体的部件,必需是不吸湿材料,而且在实际利用中可不能受到操作温度和压力的破坏。
绝缘材料必需依照UL746C来评估以下项目:
*机械强度;
*点火源的抗力;
*介电强度;
*绝缘电阻;
*在老化前后的耐热性;
*被包覆的程度;
*产品在非干燥环境下利历时的耐水性;
*其他任何会致使火灾与电击的因素。
例外:
云母、陶瓷或一些模塑化合物通常能够作为带电体的唯一支撑材料。
(7)印刷电路板
黏在载板上的铜箔,最小导线宽度与最大无穿孔面积均必需符合UL796要求。
完全透过封装材料或是绝缘涂布材料包覆起来的电路板就不需要符合UL796的要求。
印刷电路板载板的耐燃品级不能够低于UL94中的V-1。
没有涂层的印刷电路板,铜箔导体间最小绝缘间距必需符合表所列要求。
绝缘涂布层的聚合物质必需符合UL746C的要求,以确保其平安性。
黏附在印刷电路板边缘的零件,无绝缘且极性相反导体之间、无绝缘带电体与接地的无带电导体之间,或是人体可接触到的暴露金属部品,其空间裕度均必需将印刷电路板与零件本身的可动情形纳入考虑。
(8)电子部件的绝缘间距
非绝缘带电部件的相反两级之间,和非绝缘带电部件和可能带电的不带电导体之间的电气间隙和爬电距离应符合表的要求:
除上表的绝缘间距要求方式之外,也能够采纳UL840关于电气间隙与爬电距离的标准要求。
表确实是摘录自UL840关于电源与LED模块的绝缘间距要求。
(9)电路零部件
评估这些零部件的因素如下:
*操作环境温度的阻碍;
*电压水平;
*瞬波阻碍;
*抗湿性。
(10)爱惜装置
爱惜装置能够设计在一次线路或二次线路中,除非能够同时中断接地与非接地的导体,不然设计在一次线路端的爱惜装置不能够连接到中性线(接地线)。
爱惜装置可包括共熔材料、保险丝、过温或过电流爱惜装置、酷爱惜装置或其他能够中断或限制电流的类似装置。
产品中采纳的温度调剂器、热切断开关、正或负温度系数热敏电阻,不能够因为操作不妥而增加火灾或电击危险。
当一次线路上只有一个爱惜装置时,必需连接到非接地线路的导体上。
过电流爱惜装置应该设计在单元外壳的内部,在外壳受到破坏时也不能够被接触到。
若是产品有保险丝预定接上标准120V电路分支的电路导体上,也有保险丝接到接地线路上的导体时,接地线路上保险丝的额定电流不可低于非接地线路上保险丝的额定电流值。
另外,该部份还对外露的结线端子、判定2类或LPS的方式等进行了规定。
5.LED电源
这部份要紧对LED电源的一些要求进行了补充规定。
(1)通用要求
电源必需在其额定的输入与输出范围内操作。
没有一体式外壳的电源必需被符合最终产品电断气缘外壳标准要求的外壳所包覆。
电源能够有一个以上的输出。
电源输出能够标示为“输出类型:
隔离式”、“输出类型:
直接”和“输出类型:
2类”。
(2)电源外壳
作为电源外壳的聚合物材料应该符合本标准“机械结构”下有关聚合物材料的要求,同时还需要知足下表要求(见表):
(3)电源
电源应符合UL1310、UL60950或UL1012中的相应要求,然后依照本标准进行补充性的评估。
标示为“室内利用”的插墙式或通过电源线连接的电源,只能适用于可携式灯具设备;标示为“仅信息设备利用”的插墙式或通过电源线连接的电源,只能适用于信息设备的灯具设备。
LED光源连接到标示为“2类”的插墙式或通过电源线连接电源的零件,不需要被包括在电气外壳内。
在永久性连接到电路分支方面:
*连接到符合UL60950平安超低电压或超低电压输出要求电源的LED模块与操纵电路,若是该电源超过火灾危险限制时,必需要连接到“1类”的电路的二次线路端。
*连接到符合UL60950平安要求电源的LED模块与操纵电路,若是该电源有二次线路而且是限制功率的电源时,必需要连接到符合“2类”电路要求的线路。
以污染环境品级2评估的电源供给器,只能适用于室内或是干燥环境下操作的灯具;但如果是以绝缘涂布材料或是其他模铸材料完全包覆时,或安装在NEMA类别为3、3S或4X的外壳内时,能够适用于室外或是在潮湿或是泡水环境下操作的灯具。
以污染环境品级3评估的电源供给器,安装在NEMA类别为3R的外壳或能够知足终端产品泡水环境要求的外壳内时,能够适用于室外或是泡水环境下操作的灯具。
(4)变压器
符合以下标准要求之一的变压器,只需要再针对本指南所列的额外适用补充要求评估即可:
*UL5085-1《低压变压器标准—第1部份:
通用要求》和UL5085-3《低压变压器标准—第3部份:
2类及3类变压器》;
*UL1411《无线、声频与电视类家用设备的变压器标准》;
*UL5085-2《低压变压器标准—第2部份:
通用变压器》;或
*UL1561《干燥型通用及功率型变压器标准》
另外,变压器必需在额定输入与输出条件下操作利用。
6.LED阵列、模块与操纵模块
(1)外壳
除前述要求外,作为LED模块及操纵模块外壳还需知足下表要求(见表):
(2)外壳开孔
*操纵模块的电断气缘外壳任何表面,必需要开孔通风;
*通风孔的最大尺寸需符合UL1598要求,以附有停止网的设计来避免探棒接触到无绝缘带电体或是漆包线;
*许诺看到铁心与线圈零件的通风孔,必需以天窗或挡板方式设计。
7.标识
(1)通用要求
标识的方式有以下几种:
*有文字的自黏卷标;
*利用油漆图板标示文字;
*利用油墨印章机械印刷文字;
*利用油墨印章手工印刷文字;
*以磨去的方式印刷文字;
*以模印方式印刷文字;
*以浮雕方式显示文字;或
*以模铸方式形成文字。
在利用以上方式进行标识时,还需注意以下几点:
*利用浮雕、模铸形成的文字,不管是突出仍是凹陷都至少要有mm的高度或深度;
*文字大小至少要有高,大写,并采纳标楷体、细明体、新细明体或是以粗体字表示;
*利用黏胶固定的自黏标签或是永久性的铭版,必需符合UL969《标识和标签系统》的要求;
*利用黏胶固定的自黏标签或是永久性的铭版,必需符合黏贴表面材料及相关温度要求,要考虑产品所利用环境的特性。
(2)所要求的标识内容
所有标识上应有以下内容:
*厂商名称;
*型号;
*工厂的标识符;
*制造日期。
与其他LED光源零件分开的LED光源应该提供以下标识内容:
*输出类型:
隔离式或直接;
*环境位置:
干燥、潮湿或泡水;
*输入电压;
*输入电流和功率因素,或输入功率;
*最大输出电压;
*最大输出电流;
*最大输出功率;或
*预期的LED负载的信息。
与LED光源零件一体式的LED光源应提供以下标识内容:
*环境位置:
干燥、潮湿或泡水;
*输入电压;
*输入电流和功率因素,或输入功率。
电源若是采纳压入式(无螺丝)的端子,必需标上在连接时能够看到的以下连接指示:
*将接线由连接端子移开;
*标识为适用电线尺寸规格的电线;
*标识为“仅适用单股铜电线”的电线,除非端子能够接上单股式电线或是多股缠绕式电线;
*将一段长度的绝缘外被从导体上移除;
*接上适当尺寸规格的电线;和
*标识连接灯的端子位置。
8.其他
ULSubject8750还对产品的性能测试进行了规定,例如输入测试、温升测试、绝缘耐压测试、异样操作测试、电子零件异样测试、50瓦电路测试等。
总之,ULSubject8750是LED产品进入北美地域的一个重要的平安评定标准。
UL强调UL8750是一个与其它标准并列的标准(并非隶属于哪个具体的灯具标准),在评定产品时,除用该标准评估LED的平安性外,整个灯具产品仍然以现有的灯具标准为评定依据。
因此,企业需要将ULSubject8750与其他UL的灯具标准综合进行考量。
UL8750也处于不断地更新中,2020年UL又对UL8750作了必然的修订。
2020年11月18日,UL发布了8750正式标准的第一版:
照明产品中利用的LED设备的平安性的UL标准。
该版标准和ULSubject8750相较有必然转变。
二)终端产品及相关配件平安要求
上节对ULSubject8750进行了详细介绍,ULSubject8750要紧对LED产品的模块、电源及操纵模块进行了规定,关于终端LED照明产品,最终还需结合UL有关终端照明设备的标准进行平安考核。
这些标准要紧包括:
*UL1598《固定式灯具》;
*UL153《便携式电子灯具》;
*UL1573《舞台灯》;
*UL48《信号灯》;
*UL924《应急灯》;
*UL1993《自镇流灯》;
*UL1786《小夜灯》;
*UL2108《低压灯系统》;
*UL1574《轨道灯》;
*UL676《水下灯具》;
*UL1838《低压景观灯》;
*UL588《圣诞灯串》;
*UL2388《水管灯》。
另外,关于灯头还能够参照UL496《灯头》进行考量。
以下要紧对UL159八、UL153、UL1993和UL496的要求进行介绍。
1.UL1598
UL1598《灯具》是关于灯具的平安标准,现行的是2020年9月17日发布的第三版。
该标准适用于在非危险场所利用的安装在标称电压等于或小于600V的分支电路中的固定式灯具。
它不适用的产品有:
水族馆用灯、橱柜灯、装饰性灯串、指示灯、低压景观灯、危险场所用灯具、娱乐车辆用灯具、航海用灯具、船舶类固定装置、便携式电子显示器、便携式手提灯、便携式照明设备、便携式加热灯、自镇流灯、舞台灯、潜水灯、游泳池灯具、轨道灯、应急照明设备等等。
该标准要紧对固定式灯具的机械结构、电气结构进行了要求,对产品标志作了规定。
(1)机械结构
机械结构部份要紧对灯具的装配和包装、外壳、隔板、外壳的金属厚度、防锈蚀爱惜、聚合材料、栅格、导管敲孔和扭落孔、机械性接合和紧固、安装装配方式、可活动的连接点、凹槽管道系统、导线爱惜、应力排除、玻璃、玻璃支承、热绝缘、持续成排安装、通道等方面进行了规定。
*组装和包装
除非包装需要,所有的接合和电气连接应在工厂完成。
只有能用一般工具或应该在现场安装的灯具才许诺现场装配,且并必需提供安装说明。
*外壳
外壳应能减少与带电部件接触的风险,能爱惜内部零部件免受机械及外部环境的损害。
另外,金属外壳还有相应的厚度要求等。
*防锈蚀
安装以后所有暴露于空气中的含铁金属部件,必需通过油漆、涂履层或电镀来提供防锈蚀爱惜。
玻璃质的釉瓷能够作为爱惜层用于厚度最小为的含铁金属板上。
聚合材料
规定了聚合材料的阻燃品级、额定温度、灼热丝引燃品级或大电流起弧品级,并要求聚合材料除符合规定的5英寸火焰实验、冲击实验、灼热丝实验、成品灼热丝实验、大电流起弧实验、成品大电流起弧(耐电弧)实验和燃烧实验之外,还要在适用的情形下经受模制应力实验、压力实验、UV辐射实验、聚合体支承实验、聚合材料部件涂履粘附性实验等。
*机械结合和紧固
进行联结的方式应该有足够的力度和硬度,能够在安装完成后避免旋转,从而幸免导体或配线设备的移动。
部件之间的摩擦不能单独作为避免旋转的方式,应采纳适当匹配的锁紧垫圈、固定的防松螺栓螺母或类似的装配螺钉,或通过类似的其他方式避免旋转。
另外,关于这部份还有相应的负载实验、自攻螺钉扭矩实验、部件拉力实验等方面的规定。
*可活动的连接点
内含导线的可活动的连接点在活动时应可不能致使导线绝缘的损坏,其旋转角度应被限制在370度之内,或符合可活动的连接点旋转实验。
*导线爱惜
通过金属的边缘或穿过开口的导线,必需进行爱惜避免同锐边接触或幸免被切断或磨损,金属板的厚度少于mm的必需以以下方式爱惜:
卷边角度不该小于120度;非橡胶的套管或护环至少mm厚;玻璃管厚度至少为mm。
*应力排除
软缆的应力排除装置应符合施加1分钟156N(35lb)拉力的应力排除实验;导线的应力排除应符合施加1分钟89N(20lb)拉力的应力排除实验。
*玻璃
玻璃的棱角应通过排除锐边的处置,最小厚度及外露面积应知足必然限值的规定,不符合该规定的钢化玻璃必需通过钢化玻璃冲击实验。
用于固定玻璃的夹子,应与玻璃交叠至少5mm。
玻璃支架的钢厚度至少mm,其他金属厚度mm,聚合材料厚度至少mm。
*热绝缘
热绝缘材料应是耐燃的,如玻璃纤维、无机材料或聚合材料。
聚合热绝缘材料应:
具有最小燃烧品级为HB或符合水平燃烧实验;额定温度等于或大于灯具的最大工作温度。
(2)电气结构
电气结构部份要紧规定了配线装置、灯座、开关、插座、保险丝和保险丝座、镇流器和变压器、电容器、导线和电缆、识别标志与极性、电气间隙、电绝缘、带电部件的易触及性、接地与连接、用于支路导线的配线箱和接线盒和电路的隔间等方面内容。
*灯座
支撑灯的灯座必需利用绞线。
对接线端子和灯座的锁定螺钉提供绝缘功能的外壳或
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