歐盟和美國照明相關(guān)安規(guī)對比分析

　　當(dāng)把新產(chǎn)品推向市場的時(shí)候，LED照明制造商通常要面臨很多挑戰(zhàn),。在把產(chǎn)品交給客戶之前不斷要解決很多技術(shù)上面的挑戰(zhàn)和問題,，在一個技術(shù)快速變化的行業(yè)很容易忽略掉一些有強(qiáng)制性但是不太顯眼的要求，這些要求在不同的國家有所差別,。一些比較大的公司很注重設(shè)計(jì)規(guī)范,，甚至?xí)蛡蛞恍ｉT的安全設(shè)計(jì)人員。但是LED產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展,，出現(xiàn)了很多新成立的公司,，它們往往缺乏安規(guī)方面的意識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。對已經(jīng)成立的大公司來說,，同樣面臨著訓(xùn)練新工程師,、進(jìn)入新市場和避免回收產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)等挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)隨著市場范圍的擴(kuò)大和產(chǎn)量的增長而加大,。為了應(yīng)對萬一出現(xiàn)的產(chǎn)品召回事件,，一些大公司往往會雇傭一些法律專家來制定相關(guān)應(yīng)對策略。

　　這篇文章的目的是解釋產(chǎn)品安全方面的一些關(guān)鍵規(guī)范,，主要針對歐洲市場和美國市場,。針對這些要求，制造商可以更好地制定他們的產(chǎn)品安全策略,，讓產(chǎn)品在設(shè)計(jì),、交付客戶、量產(chǎn)這個過程中更加順暢,。

　　圖一 歐洲和美國握手,，來自WTO的歐美GDP數(shù)據(jù)對比

　　高水平安全規(guī)范

　　要設(shè)計(jì)出高規(guī)格的產(chǎn)品，必須對目標(biāo)市場的安規(guī)情況有深刻的認(rèn)識,。只要做到這一點(diǎn),，制造商可以管理和執(zhí)行一個安全的設(shè)計(jì)過程，這樣可以及時(shí)劃算地得到強(qiáng)制的或者渴望得到的認(rèn)證,。

　　歐洲高水平安全規(guī)范

　　大多數(shù)制造商熟悉歐盟制定的一些高級安規(guī)??即CE的低電壓指令(Low Voltage Directive ? LVD(2006/95/EC)),。該指令在新產(chǎn)品安全設(shè)計(jì)方面有很多相關(guān)規(guī)定，特別是針對一些新的或稀有的應(yīng)用。設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候必須牢記遵從LVD的這些高水平要求(見表一),。

　　表一：LVD主要條款概要,，具體請參閱完整的LVD文檔。注：這是歐盟成員國經(jīng)過協(xié)調(diào)一致同意的標(biāo)準(zhǔn),，其信息被記錄在歐盟的官方公報(bào)上,。

　　這些技術(shù)一般來自一些對安全要求較高的行業(yè),，比如能源(石油和天然氣)和交通(如鐵路信號)行業(yè)，現(xiàn)正在逐漸轉(zhuǎn)向消費(fèi)類產(chǎn)品,。這些技術(shù)包括了故障樹分析(FTA),、事件樹分析(ETA)和故障模式影響和危害性分析(FMECA)。另外,，一些重要的安全功能正在集成到新的產(chǎn)品中,。

　　舉全球自動化工業(yè)為例，以前在馬達(dá)電子變速控制器中的“safe stop”功能現(xiàn)在已經(jīng)變成一些安全標(biāo)準(zhǔn)的一部分,，比如電子/電氣/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)法規(guī)EN 61508-1的第一部分,。在很多對安全要求較高的領(lǐng)域中，我們很容易看到LED應(yīng)用,，比如機(jī)場跑道照明系統(tǒng),。 相關(guān)LED產(chǎn)品設(shè)計(jì)師必須懂得如何計(jì)算安全完整性(SIL),，然后把這些知識用到更多傳統(tǒng)安全領(lǐng)域，比如電子空間計(jì)算,，如何才能保證不會有電子電壓擊穿(如瞬態(tài)抑制二極管),，既要滿足實(shí)際應(yīng)用需求，又要符合強(qiáng)制性的安全規(guī)定,。

　　圖二 機(jī)場跑道照明系統(tǒng),，為了保證非常安全，對照明系統(tǒng)的安全規(guī)定很嚴(yán)格

　　當(dāng)然,，上面所談及的安全分析應(yīng)用有助于LED照明制造商實(shí)行初步及后續(xù)的產(chǎn)品隱患分析,，用到更多的產(chǎn)品安全應(yīng)用領(lǐng)域，不是單單滿足于基本的安規(guī),。

　　詢問你的產(chǎn)品可靠性保險(xiǎn)人當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)問題后的保險(xiǎn)金額,，然后在性能分析和制訂整改措施的時(shí)候把這些考慮進(jìn)去。謹(jǐn)慎的制造商會在自己的用戶說明書上寫上一些法律聲明,，比如聲稱它的LED產(chǎn)品不適合于一些對安全要求較高的應(yīng)用,，因?yàn)樵摦a(chǎn)品不是針對這個應(yīng)用而設(shè)計(jì)的(除非在系統(tǒng)中設(shè)置了安全保障機(jī)制)。建議就相關(guān)問題向法律專家咨詢,，確保說明書所寫的安全警告是符合法律的,。

　　美國高級安全法規(guī)

　　我們已經(jīng)知道美國的安規(guī)跟歐盟的LVD有很多相似之處，那主要的不同點(diǎn)在哪里呢?

　　主要的高級安規(guī)

　　●(OSHA) 29 CFR里面有部分關(guān)于電子的安規(guī),，OSHA是美國勞工部旗下的一個機(jī)構(gòu),，稱為職業(yè)安全和健康協(xié)會。

　　●美國國家消防協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)第70條(NFPA)??國家電氣法規(guī)(NEC),。

　　●美國消防協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)編號70E??“工作場所電氣安全標(biāo)準(zhǔn)”,。

　　這是美國工作場所電子和電氣安全與健康方面的法規(guī)，它覆蓋了歐盟LVD指令的大部分目標(biāo),。實(shí)際上美國的上述法規(guī)面向常規(guī)健康和安全要求,，比LVD更詳細(xì)，因?yàn)闅W盟還有其他單獨(dú)的工作場所健康和安全規(guī)定,。

　　很明顯LVD直接引用了低級指令的相關(guān)規(guī)定,，比如EN 61347-2-13:2006的燈具控制相關(guān)規(guī)定??Part 2-13，對AC和DC供電的LED控制裝置做了特別的規(guī)定,，這是歐盟官方公報(bào)中公布的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn),。

　　圖三：歐盟和美國的安規(guī)對比

　　與美國低級規(guī)格一樣??這些標(biāo)準(zhǔn)由美國國家標(biāo)準(zhǔn)(ANS)認(rèn)可的OSHA 和 NEC發(fā)起。ANS是標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展組織(SDO)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn),，受美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)管轄,。這樣確保了標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的一致性和質(zhì)量，是多方利益相協(xié)調(diào)的產(chǎn)物,。

　　ANS涵蓋了照明部門相關(guān)的電子、火災(zāi)、機(jī)械方面的失效,，由UL實(shí)驗(yàn)室開發(fā),。由于這是一個古老的電子工程行業(yè)，UL有很多照明方面的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),。UL大約發(fā)布了27個照明相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),，比如UL 1230，用于業(yè)余電影燈具(Amateur Movie Luminaires),。燈具安全領(lǐng)域廣泛使用的還有UL 1598,。當(dāng)然現(xiàn)在比較熱門的是UL 8750，目前正在制訂當(dāng)中(為了完整評估LED終端產(chǎn)品,，采用邊注對已存在的LED終端產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行說明),。

　　OSHA規(guī)范可以看做是美國電子安規(guī)的核心規(guī)定，是聯(lián)邦法律的核心部分,。通過專家對聯(lián)邦法律的解釋,，可以終結(jié)某項(xiàng)案例訴訟。

　　在電子安裝和采用安全產(chǎn)品方面可以參照NFPA 70 (NEC),，例如當(dāng)某項(xiàng)產(chǎn)品必須被國家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室(NRTL)認(rèn)可的時(shí)候,。在設(shè)備安裝、運(yùn)行和保養(yǎng)的時(shí)候,，NFPA 70E標(biāo)準(zhǔn)將給老板們一些建議,。

　　NEC的410條款包含了燈具方面的很多規(guī)定，比如410.16條款就有把燈具安裝在隱蔽地方的相關(guān)規(guī)定,。當(dāng)照明系統(tǒng)運(yùn)行電壓小于30VAC的時(shí)候,，可以考慮采用411條款(根據(jù)美國法律，30Vac / 42.4Vpk以下的電路會被認(rèn)為不會觸電),。條款411還有低電壓照明系統(tǒng)的一些重要定義,。

　　美國國家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證(NRTL)

　　當(dāng)制造商要把新產(chǎn)品打入美國市場的時(shí)候，他們可能立即會想到申請UL認(rèn)證,，不過這還不夠,，可能會遺漏掉更高級別的審查。在很多案例中,，UL和部分NRTL條款審查被認(rèn)為是必需的,。但是不能假定NRTL是必需的，除非涉及到這方面,，可能其他方案也是可以的,。舉個例子，在一個固定的終端用戶地點(diǎn)安裝一次性客戶定制照明系統(tǒng),，可以不必列出滿足的條款,。在某些情況下,，可以跟當(dāng)?shù)氐闹鞴懿块T聯(lián)系確定是否不用列出相關(guān)符合條款。

　　最好解釋一下一些術(shù)語和相關(guān)技術(shù)要求,。首先根據(jù)UL的定義,，“UL認(rèn)證”這個表達(dá)方式就不恰當(dāng)，雖然已經(jīng)形成習(xí)慣,。正確的說法應(yīng)該是UL列名,、認(rèn)可、分級,。UL列名標(biāo)志 (Listing Mark,，圓圈里面有個UL)，應(yīng)用于終端產(chǎn)品,，比如一個完整的燈具,，隨時(shí)可以接到電網(wǎng)上。UL認(rèn)可標(biāo)志(UL recognition mark,，UR倒過來寫),，主要應(yīng)用于元器件，這些器件會集成到終端產(chǎn)品中,，比如一些LED照明模塊會申請UL認(rèn)可標(biāo)識,。UL分級(UL Classification)比較少見，主要用于一些特殊的應(yīng)用,，有一些獨(dú)特的評價(jià)要求,。

　　假如一個終端產(chǎn)品的零件通過了UL認(rèn)可的話，那么整個終端產(chǎn)品取得UL列名(UL Listing)就會很容易,。已經(jīng)被認(rèn)可的元件已經(jīng)在某些條件下測試過,，假如它所集成到的終端產(chǎn)品是在認(rèn)可的條件下，那么對終端產(chǎn)品的評估將會最小化,。另外需要確定的是UL是NRTL的一部分,，制造商應(yīng)該意識到產(chǎn)品安全列名可以由NRTL來做，NRTL得到了OSHA的授權(quán),，可以進(jìn)行產(chǎn)品目錄和標(biāo)準(zhǔn)方面的一些工作,，所以市場上還有其他選擇。OSHA是美國勞工部旗下的一個部門,，NRTL由OSHA任命和管理,。

　　在一個地方電子產(chǎn)品和安裝安全方面的主管機(jī)關(guān)可能很多，比如NRTL的辦事處,、一個城市任命的工作人員或者是多個部門同時(shí)負(fù)責(zé),。如果發(fā)現(xiàn)存在問題，主管機(jī)關(guān)有權(quán)阻止設(shè)備安裝,，比如不遵守國家電力法,，或者制造商的安裝手冊有偏差,，或者UL/NRTL列名和可接受條件有偏差。

　　雖然NRTL源頭在美國,，但在其他國家也能找到NRTL的機(jī)構(gòu),。OSHA將跑到NRTL的駐地對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行初始的認(rèn)證并執(zhí)行定期的審查。CE標(biāo)識用于很多產(chǎn)品,，包括了很多照明產(chǎn)品。制造商能夠完成很多CE標(biāo)識的很多自我認(rèn)證,，不一定需要像NRTL這樣的第三方機(jī)構(gòu)參與,。一些特別的產(chǎn)品(如用在爆炸環(huán)境中的產(chǎn)品)強(qiáng)制要求第三方機(jī)構(gòu)(歐盟認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室)認(rèn)證。這類機(jī)構(gòu)稱為公告機(jī)構(gòu)(Notified Body),，由歐盟成員國委任,。

　　總結(jié)

　　歐盟的高級安全法規(guī)CE/LVD被認(rèn)為給制造商在強(qiáng)制一致性方面更多的彈性，而美國的UL需要太多第三方機(jī)構(gòu)如NRTL的參與,。主要是因?yàn)闅W盟允許更多的自我認(rèn)證,，范圍包括了大部分產(chǎn)品種類。

　　這并不能說明符合歐盟安規(guī)的產(chǎn)品比符合美國安規(guī)的產(chǎn)品更安全,，反之亦然,。準(zhǔn)確地概括和對比兩者并不容易。重要的一點(diǎn)是理解兩者在市場定位和理念方面的詳細(xì)差別,，以此為根據(jù)來設(shè)定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程,，在最少的時(shí)間內(nèi)花最小的成本做安全的產(chǎn)品。在項(xiàng)目開發(fā)初期,，安全設(shè)計(jì)應(yīng)該包含在計(jì)劃之內(nèi),，而不是留在最后階段。

　　高級安規(guī)是法律期待安全的產(chǎn)品進(jìn)入市場的產(chǎn)物,。這意味著制造商必須想出盡可能多的產(chǎn)品隱患,。但是并不是所有的產(chǎn)品隱患都能預(yù)防和應(yīng)對，假如有些隱患無法找到對策,，制造商必須提醒相關(guān)方,，相關(guān)方包括了用戶、安裝者,、服務(wù)人員,、維修工、廢物回收者等,。在產(chǎn)品不同的生命階段和使用模式中,，產(chǎn)品隱患亦不同。最后的方法是在產(chǎn)品標(biāo)簽和產(chǎn)品文檔中給出警告,。

　　雖然這些安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了某些要求,，給出了在現(xiàn)實(shí)情況使用的標(biāo)語,，但是這些警告可能是不夠的，制造商最好增加額外的特別警告,，特別是針對在產(chǎn)品使用的時(shí)候可能產(chǎn)生的隱患,。在美國很多制造商會專門聘請律師來顧問相關(guān)問題，確定好相關(guān)警告的措辭,。制定一個強(qiáng)大的訴訟管制計(jì)劃防止惡意的“滋擾”和“投機(jī)”型的訴訟,，對產(chǎn)品一旦出現(xiàn)在市場上可能出現(xiàn)的訴訟也要做好準(zhǔn)備。

　　從更高的層次考慮,，特別的安全隱患應(yīng)該被考慮到,，比如高強(qiáng)度的LED光線可能會刺傷人眼。隨著LED技術(shù)的進(jìn)步,，高亮度的LED產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),，這點(diǎn)尤其值得注意。應(yīng)該制定法律和安全標(biāo)準(zhǔn)來防止這種事情,，不過指導(dǎo)方針必須是清晰的,。制造商必須做出額外的盡職調(diào)查，如果必要的話向相關(guān)機(jī)構(gòu)展示這些問題,，說明自己已經(jīng)考慮了眼睛可能受到傷害這個隱患,。

　　從隱患分析的觀點(diǎn)來看，應(yīng)該單個元件失效和安全重要領(lǐng)域中的多個元件失效都要考慮到,，舉個例子,，電路的某個元件失效導(dǎo)致亮度大增，可能的最大亮度是多少,。最新制定的標(biāo)準(zhǔn),，如消費(fèi)電子領(lǐng)域的IEC 62368有望取代信息技術(shù)設(shè)備方面的EN 60950和音視頻安全方面的EN 60065。引進(jìn)潛在危險(xiǎn)防護(hù)及安全工程(HBSE)的概念,，通過制定特別的標(biāo)準(zhǔn)來強(qiáng)化安全評估的概念,。看這些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展史是一件很有趣的事情,。如果成功了,，HBSE方法可能會在其他產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)中采納。HBSE技術(shù)已經(jīng)成為分析產(chǎn)品安全隱患的一個工具,。

　　圖四：危險(xiǎn)防護(hù)及安全工程過程圖

　　本文聚焦于歐美的安規(guī)要求,，滿足其中一個要求，或者兩者都滿足,，就可以銷售到很多歐美以外的國家,，只要它們認(rèn)可CE標(biāo)識和美國NRTL安全標(biāo)識。尋求其他認(rèn)證也是可以的，比如基于IEC標(biāo)準(zhǔn)的國際CB體系,。不過無論走哪種路線,，最好在產(chǎn)品開發(fā)的初期就準(zhǔn)備好LVD文檔、UL認(rèn)可元件列表和其他強(qiáng)制性信息,。在最后向NRTL提交實(shí)地測試之前,，要做好安全相關(guān)的一些關(guān)鍵測試和“dry-run”，避免測試失敗,、重新設(shè)計(jì),、重新測試和產(chǎn)品推遲上市。