Normes específiques per a mòduls LED SCOB i validació del rendiment
Per què es requereixen criteris de certificació especialitzats per a l’arquitectura SCOB
L'arquitectura SCOB (Surface-Mounted Chip-on-Board) permet integrar un gran nombre de xips LED de semiconductors minúsculs sobre un sol substrat, cosa que planteja reptes molt concrets en la gestió tèrmica, l’assoliment de la uniformitat fotomètrica i la garantia de fiabilitat a llarg termini. Les proves habituals de mòduls LED poden ignorar àrees sotmeses a una alta tensió en els dissenys SCOB, com ara zones calentes tèrmiques o baixa uniformitat cromàtica a la superfície emissora. Alguns d’aquests criteris especialitzats de prova exigeixen una cartografiació fotomètrica addicional per verificar la uniformitat del flux luminós i del color a tota la superfície, així com cicles tèrmics accelerats que simulen les condicions tèrmiques operatives extremes. Gràcies a aquestes metodologies de prova, un mòdul SCOB pot semblar correcte quan es prova de forma aïllada, però pot presentar problemes significatius de variació del flux i del color un cop s’instal·la en un veritable muntatge d’il·luminació. És per aquest motiu que s’han creat les normes IEC/EN 62722 i EN 62504, les quals tenen com a objectiu captar els comportaments elèctrics, tèrmics i òptics específics associats als productes d’il·luminació basats en l’arquitectura SCOB.
IEC/EN 62722 i EN 62504: Les normes fonamentals del mòdul SCOB per a la integritat fotomètrica i elèctrica
Els requisits de rendiment per a l’equipament d’il·luminació LED (incloent-hi els mòduls SCOB) es detallen a la norma IEC/EN 62722. Paral·lelament, la norma EN 62504 (juntament amb la norma EN 62717) estableix els fonaments de la seguretat, l’eficiència i el rendiment fotomètric de les fonts de llum LED. Pel que fa als mòduls SCOB, els fabricants de lluminàries han de facilitar informació sobre la potència nominal, el flux total i la coherència cromàtica en condicions ambientals de 25 °C i en un estat tèrmic estable. El factor de potència, la distorsió harmònica total i la sobretensió transitària (per protegir les fonts d’alimentació commutades contra les sobretensions induïdes pel controlador) s’han d’avaluar des del punt de vista de la seguretat i l’estabilitat. El compliment d’ambdues normes proporciona als socis d’integració informació fiable per a les avaluacions tèrmiques, òptiques i de vida útil, sense necessitat de recórrer a paquets LED extrapolats o genèrics.
Seguretat fotobiològica (IEC/EN 62471) i proves de fiabilitat tèrmica per a mòduls SCOB
El perill de la llum blava dels SCOB implica que el compliment de la norma IEC/EN 62471 és obligatori. Les elevades lluminàncies de les matrius de SCOB augmenten el risc de perill per a la retina degut a la llum blava, especialment en relació amb el compliment de la norma IEC/EN 62471. Aquesta norma determina el grup de risc operatiu (des de «Exempt» fins a RG3) d’un producte en funció de la seva radiància espectral i irradiança. El fet de superar la classificació «Exempt» o RG1 en l’avaluació dels mòduls SCOB confirma que el seu funcionament és segur per a usos normals i previsibles potencialment perillosos, incloent-ne l’ús inadequat. També cal tenir en compte la fiabilitat tèrmica. Com que el flux tèrmic dels SCOB pot arribar a 100 W/cm², la fallada pot ser ràpida i catastròfica si la temperatura de la unió supera el límit recomanat. La imatge tèrmica en estat estacionari durant una avaluació del cicle de vida, segons l’anex D de la norma IEC 62722, confirma que la interfície tèrmica del mòdul, el substrat i el dissipador de calor permeten mantenir la temperatura de la unió dins dels límits segurs durant les hores de funcionament especificades.
Certificacions globals de seguretat requerides per als sistemes d'il·luminació SCOB
UL 8750 i UL 1598: Vies de conformitat per als conductors SCOB i les lluminàries integrades
La norma UL 8750 és l’estàndard principal de seguretat per a dispositius LED, inclosos els mòduls SCOB i els seus conductors, i fa referència a l’aïllament, les distàncies de fuga/de separació, el corrent de fallada i els talladors tèrmics. La norma UL 1598 aplica un estàndard unificat per a les lluminàries, que demostra la integritat de l’equipament, la classificació de l’envolupant i les condicions tèrmiques durant el funcionament a càrrega completa i en condicions de fallada. Per a les lluminàries basades en SCOB a Amèrica del Nord, cal complir ambdós estàndards. La norma UL 8750 cobreix la seguretat al nivell del conductor, mentre que la norma UL 1598 cobreix la seguretat i la robustesa del sistema, fet que resulta encara més crític amb la disposició tèrmica compacta i l’alta potència dels dispositius SCOB. Les proves realitzades van incloure la resistència dielèctrica (2.500 V CA), el cicle tèrmic (−40 °C a +85 °C, 500 cicles) i simulacions de fallades com ara cadenes de LED en circuit obert o condensadors en curtocircuit.
Llistat ETL i marcació CE considerats equivalentment i el seu impacte en l'accés al mercat SCOB
La marca ETL Listed, que proporciona Intertek, inclou una garantia de seguretat equivalent a la de UL i és àmpliament acceptada a l’Amèrica del Nord. Per als fabricants de SCOB, ofereix un procés amb un nivell tècnic similar, incloent avaluacions a les fàbriques i mostreig de vigilància. La marcatge CE continua sent obligatòria per accedir a l’Espai Econòmic Europeu (EEE) i indica el compliment de la Directiva de Baixa Tensió (2014/35/UE), la Directiva sobre Compatibilitat Electromagnètica (2014/30/UE) i la Directiva RoHS (2011/65/UE). Tot i que el compliment de la CE es declara de forma autònoma, exigeix una Declaració UE de Conformitat tècnicament justificada, recolzada per informes d’assaig de laboratoris reconeguts. La combinació de marcatge ETL + CE s’està convertint en l’estàndard per als proveïdors globals de SCOB: aquesta combinació evita assaigs redundants, permet una entrada ràpida al mercat i compleix els requisits de duanes en les zones econòmiques esmentades, sense cap menyspreu de la fonamentació tècnica.
Requisits normatius específics per a les implantacions de Skyworth SCOB
Conformitat amb la UE: directives CE, RoHS i ERP per a l’eficiència energètica i la seguretat ambiental de SCOB
Els productes SCOB, a més dels requisits de seguretat habituals, han de complir tres directrius interconnectades per entrar a la UE. La marcatge CE fa referència a la seguretat de baixa tensió i a la compatibilitat electromagnètica. La directiva RoHS prohibeix l’ús de deu materials perillosos, incloent-hi el plom i la soldadura, i el mercuri en els fòsfors, el que exigeix que les empreses declarin els materials i assegurin la traçabilitat de la cadena d’aprovisionament fins al nivell dels components. La Directiva sobre productes relacionats amb l’energia (ErP) (UE núm. 1194/2012) estableix límits sobre l’eficàcia i el consum en mode d’espera. Concretament, les lluminàries basades en SCOB han de complir uns requisits d’≥ 100 lm/W (directional) i ≥ 90 lm/W (no directional), amb un consum màxim en mode d’espera de 0,5 W. És fonamental tenir en compte que l’ErP avalua la conformitat al nivell de la lluminària, el que significa que l’arquitectura chip-on-board (SCOB) ha de ser considerada juntament amb les configuracions òptiques i tèrmiques de la lluminària, i no com un mòdul nu, tot i que aquesta arquitectura permet assolir una alta eficiència en les lluminàries. Els fabricants han de conservar un fitxer tècnic complet, facilitar la Declaració UE de conformitat i posar la marca CE als seus productes abans de permetre’n la venda al mercat.
Amèrica del Nord: Control de les interferències electromagnètiques (EMI) i aplicabilitat de l’etiqueta ENERGY STAR per a lluminàries basades en SCOB
Als Estats Units i al Canadà, les lluminàries SCOB han de complir la norma FCC Part 15B com a emissors no intencionals, que cobreix tant les emissions conduïdes (0,15-30 MHz) com les emissions irradiades (30-1000 MHz). A causa dels impulsors de commutació d’alta freqüència i del disseny compacte del circuit imprès (PCB) de les SCOB, el compliment es pot assolir millor mitjançant una combinació d’optimització del disseny i supressió amb ferrites i blindatge. Encara que no sigui obligatori, disposar d’un producte certificat ENERGY STAR és més avantatjós al mercat, ja que exigeix un mínim de 110 lm/W, un factor de potència de 0,9 a càrrega màxima i un canvi de color inferior a 0,006. Gràcies al disseny de les SCOB, no hi ha intersticis entre els sistemes d’LED i això permet un control millor dels LED. Per aquest motiu, les SCOB són una opció adequada per fabricar lluminàries troffer, downlights i lluminàries d’altra altura certificades ENERGY STAR.
Requisits d'Àsia-Pacífic: registre de productes basat en SCOB segons CCC (Xina), PSE (Japó) i BIS (Índia)
Tots els principals mercats de l'Àsia-Pacífic exigeixen que es compleixin certificacions nacionals, cadascuna amb requisits tècnics i procedimentals diferents. A la Xina, els mòduls i controladors SCOB han de superar la certificació CCC amb proves segons les normes GB 7000.1 (seguretat), GB/T 24823 (fotometria) i GB 17625.1 (compatibilitat electromagnètica). Al Japó, la marca PSE «diamant» per a productes d'il·luminació específics implica que les lluminàries SCOB sotmeten a una avaluació per part d’un tercera part segons la norma JIS C 8105-1, en relació amb l’aïllament, la rigidesa dielèctrica i la protecció contra sobretensions. Per altra banda, el registre BIS a l’Índia significa el compliment de la norma IS 10322 (part 2/secció 3), que inclou proves de resistència a la pols i a la calor (assaig de funcionament continu de 1.000 hores a 85 °C), així com una inspecció de fàbrica. Això vol dir que les lluminàries SCOB han de superar unes proves riguroses per demostrar que poden suportar els elevats nivells de pols i calor típics de l’entorn indi. A més de tot això, les tres certificacions exigeixen que el client tingui un representant local i cal renovar-les cada 1 a 3 anys, segons els resultats de les auditories.
Què són els mòduls SCOB?
Dissenyats per a aplicacions d’illuminació d’alta densitat, els mòduls SCOB (mòduls de xip sobre suport de muntatge superficial) integren diversos xips LED en un sol substrat, impulsant l’arquitectura LED.
Per què els mòduls SCOB requereixen normes especialitzades de certificació?
A causa de reptes com els punts calents tèrmics, les zones fotomètriques molt brillants i la gran lluminància, els mòduls SCOB necessiten una avaluació de seguretat i rendiment.
Quines normes globals s’apliquen específicament als sistemes d’illuminació SCOB?
Les normes rellevants inclouen les IEC/EN 62722, EN 62504, UL 8750, UL 1598, la marcatge CE, la FCC Part 15B i diverses certificacions regionals, com ara la CCC, la PSE i la BIS.
Quina és la importància del compliment de la norma IEC/EN 62471?
El risc de llum blava per a la retina és una preocupació amb les matrices SCOB denses, i la IEC/EN 62471 és una norma que tracta la seguretat fotobiològica.
Com aconsegueixen els mòduls SCOB la certificació ENERGY STAR?
Els mòduls SCOB compleixen els requisits gràcies a la seva elevada eficàcia (≥110 lm/W), estabilitat cromàtica i alt factor de potència, que contribueixen a la seva fiabilitat i rendiment energètic.
EN
CH
FR
ES
AR
FA
AZ
JA
KO
TL
ID
VI
TH
TR
BN
LO
MN
MY
KK
UZ
KY
DE
IT
PT
RU
BG
HR
CS
DA
NL
PL
CA
SR
SQ
HU
GA
CY
IS
EU
LA