欧盟和美国照明相关安规对比分析

　　当把新产品推向市场的时候，LED照明制造商通常要面临很多挑战。在把产品交给客户之前不断要解决很多技术上面的挑战和问题，在一个技术快速变化的行业很容易忽略掉一些有强制性但是不太显眼的要求，这些要求在不同的国家有所差别。一些比较大的公司很注重设计规范，甚至会雇佣一些专门的安全设计人员。但是LED产业高速发展，出现了很多新成立的公司，它们往往缺乏安规方面的意识和实践经验。对已经成立的大公司来说，同样面临着训练新工程师、进入新市场和避免回收产品风险等挑战。这些挑战随着市场范围的扩大和产量的增长而加大。为了应对万一出现的产品召回事件，一些大公司往往会雇佣一些法律专家来制定相关应对策略。

　　这篇文章的目的是解释产品安全方面的一些关键规范，主要针对欧洲市场和美国市场。针对这些要求，制造商可以更好地制定他们的产品安全策略，让产品在设计、交付客户、量产这个过程中更加顺畅。

　　图一 欧洲和美国握手，来自WTO的欧美GDP数据对比

　　高水平安全规范

　　要设计出高规格的产品，必须对目标市场的安规情况有深刻的认识。只要做到这一点，制造商可以管理和执行一个安全的设计过程，这样可以及时划算地得到强制的或者渴望得到的认证。

　　欧洲高水平安全规范

　　大多数制造商熟悉欧盟制定的一些高级安规??即CE的低电压指令(Low Voltage Directive ? LVD(2006/95/EC))。该指令在新产品安全设计方面有很多相关规定，特别是针对一些新的或稀有的应用。设计产品的时候必须牢记遵从LVD的这些高水平要求(见表一)。

　　表一：LVD主要条款概要，具体请参阅完整的LVD文档。注：这是欧盟成员国经过协调一致同意的标准，其信息被记录在欧盟的官方公报上。

LVD条款代码

核心要求

说明

1

“电子设备”运行在50-1000Vac，75-1500Vdc属于LVD规定的适用范畴。

虽然LED模块所需要的电压小于75Vdc，不在指令适用范围之内，但是LVD仍给出了相关隐患建议。很明显，完整的终端产品是由240Vac供电的，属于这个范围以内。如果用不到LVD的话，可以考虑应用“通用产品安全指令2001/95/EC”(GPSD)，不过欧盟的通用产品安全指令不能使用CE标识。

2

当使用和安装这些设备的时候，不能危害到人类、动物或财产安全。

当使用复杂的规范标准文档的时候，有些问题可能被忽略掉，该条款对相关问题做了高水平的隐患分析。这些危害分析会放在一个技术文档当中，用来说明和LVD指令的一致性。

5

设备遵守协调条款的安全规定来满足第二条款。

通过鉴别正确的协调标准或重要的标准来打造一个稳健的安全设计。高水平的危害分析能够帮助决定标准或者一部分标准是否适用。

6, 7

如果需要的协调标准尚未公布，可以采用一些可用的标准如IEC，或者参照一些欧盟会员国出台的标准来取得合适的安全水平。

给出开发安全产品的路线，比如一些很新的技术，不能用现有的统一标准来处理。

8

在产品上市之前，CE标准应该被贴在产品上。它表明相关指令已经得到满足。

在展会上展示尚未贴安规标签的未上市产品是可以接受的，只要有足够的安全措施。

10

CE标识可以印在包装和产品文件上面，如果不能印在产品上的话。

当发现不应该使用CE标识的地方使用了CE标识的时候，该条款提供了一个处理程序。

Annex II

附录二

列出不在LVD范围的专业设备。

例如包括在爆炸环境中使用的产品，在轮船、飞机、火车上使用的产品。

Annex III

附录三

包括CE标识的图形要求和哪些内容应该包含在符合性声明里面(DoC)。

符合性声明应该包含制造商或办事处名字和地址，参照统一的或其他标准和规格(已经宣布实行的)，有授权人签名，CE标记年份的最后两位。

Annex IV

附录四

制造商必须建立一个技术文档来显示设备符合LVD，并制定一个合适的过程，以确保持续的一致性。

该技术文件必须在停产十年后有效。它应该包含以下细节：设备描述、产品电子和设备设计数据、作业指导、使用的标准。假如标准没有指定任何场合的时候安全如何界定、结果计算、验证和安全保证测试。ISO9000生产体系能够协助维持对LVD的持续符合。

　　这些技术一般来自一些对安全要求较高的行业，比如能源(石油和天然气)和交通(如铁路信号)行业，现正在逐渐转向消费类产品。这些技术包括了故障树分析(FTA)、事件树分析(ETA)和故障模式影响和危害性分析(FMECA)。另外，一些重要的安全功能正在集成到新的产品中。

　　举全球自动化工业为例，以前在马达电子变速控制器中的“safe stop”功能现在已经变成一些安全标准的一部分，比如电子/电气/可编程电子安全相关系统法规EN 61508-1的第一部分。在很多对安全要求较高的领域中，我们很容易看到LED应用，比如机场跑道照明系统。 相关LED产品设计师必须懂得如何计算安全完整性(SIL)，然后把这些知识用到更多传统安全领域，比如电子空间计算，如何才能保证不会有电子电压击穿(如瞬态抑制二极管)，既要满足实际应用需求，又要符合强制性的安全规定。

　　图二 机场跑道照明系统，为了保证非常安全，对照明系统的安全规定很严格

　　当然，上面所谈及的安全分析应用有助于LED照明制造商实行初步及后续的产品隐患分析，用到更多的产品安全应用领域，不是单单满足于基本的安规。

　　询问你的产品可靠性保险人当产品出现问题后的保险金额，然后在性能分析和制订整改措施的时候把这些考虑进去。谨慎的制造商会在自己的用户说明书上写上一些法律声明，比如声称它的LED产品不适合于一些对安全要求较高的应用，因为该产品不是针对这个应用而设计的(除非在系统中设置了安全保障机制)。建议就相关问题向法律专家咨询，确保说明书所写的安全警告是符合法律的。

　　美国高级安全法规

　　我们已经知道美国的安规跟欧盟的LVD有很多相似之处，那主要的不同点在哪里呢?

　　主要的高级安规

　　●(OSHA) 29 CFR里面有部分关于电子的安规，OSHA是美国劳工部旗下的一个机构，称为职业安全和健康协会。

　　●美国国家消防协会标准第70条(NFPA)??国家电气法规(NEC)。

　　●美国消防协会标准编号70E??“工作场所电气安全标准”。

　　这是美国工作场所电子和电气安全与健康方面的法规，它覆盖了欧盟LVD指令的大部分目标。实际上美国的上述法规面向常规健康和安全要求，比LVD更详细，因为欧盟还有其他单独的工作场所健康和安全规定。

　　很明显LVD直接引用了低级指令的相关规定，比如EN 61347-2-13:2006的灯具控制相关规定??Part 2-13，对AC和DC供电的LED控制装置做了特别的规定，这是欧盟官方公报中公布的协调标准。

　　图三：欧盟和美国的安规对比

　　与美国低级规格一样??这些标准由美国国家标准(ANS)认可的OSHA 和 NEC发起。ANS是标准发展组织(SDO)开发的标准，受美国国家标准协会(ANSI)管辖。这样确保了标准开发的一致性和质量，是多方利益相协调的产物。

　　ANS涵盖了照明部门相关的电子、火灾、机械方面的失效，由UL实验室开发。由于这是一个古老的电子工程行业，UL有很多照明方面的相关标准。UL大约发布了27个照明相关标准，比如UL 1230，用于业余电影灯具(Amateur Movie Luminaires)。灯具安全领域广泛使用的还有UL 1598。当然现在比较热门的是UL 8750，目前正在制订当中(为了完整评估LED终端产品，采用边注对已存在的LED终端产品标准进行说明)。

　　OSHA规范可以看做是美国电子安规的核心规定，是联邦法律的核心部分。通过专家对联邦法律的解释，可以终结某项案例诉讼。

　　在电子安装和采用安全产品方面可以参照NFPA 70 (NEC)，例如当某项产品必须被国家认可实验室(NRTL)认可的时候。在设备安装、运行和保养的时候，NFPA 70E标准将给老板们一些建议。

　　NEC的410条款包含了灯具方面的很多规定，比如410.16条款就有把灯具安装在隐蔽地方的相关规定。当照明系统运行电压小于30VAC的时候，可以考虑采用411条款(根据美国法律，30Vac / 42.4Vpk以下的电路会被认为不会触电)。条款411还有低电压照明系统的一些重要定义。

　　美国国家认可实验室认证(NRTL)

　　当制造商要把新产品打入美国市场的时候，他们可能立即会想到申请UL认证，不过这还不够，可能会遗漏掉更高级别的审查。在很多案例中，UL和部分NRTL条款审查被认为是必需的。但是不能假定NRTL是必需的，除非涉及到这方面，可能其他方案也是可以的。举个例子，在一个固定的终端用户地点安装一次性客户定制照明系统，可以不必列出满足的条款。在某些情况下，可以跟当地的主管部门联系确定是否不用列出相关符合条款。

　　最好解释一下一些术语和相关技术要求。首先根据UL的定义，“UL认证”这个表达方式就不恰当，虽然已经形成习惯。正确的说法应该是UL列名、认可、分级。UL列名标志 (Listing Mark，圆圈里面有个UL)，应用于终端产品，比如一个完整的灯具，随时可以接到电网上。UL认可标志(UL recognition mark，UR倒过来写)，主要应用于元器件，这些器件会集成到终端产品中，比如一些LED照明模块会申请UL认可标识。UL分级(UL Classification)比较少见，主要用于一些特殊的应用，有一些独特的评价要求。

　　假如一个终端产品的零件通过了UL认可的话，那么整个终端产品取得UL列名(UL Listing)就会很容易。已经被认可的元件已经在某些条件下测试过，假如它所集成到的终端产品是在认可的条件下，那么对终端产品的评估将会最小化。另外需要确定的是UL是NRTL的一部分，制造商应该意识到产品安全列名可以由NRTL来做，NRTL得到了OSHA的授权，可以进行产品目录和标准方面的一些工作，所以市场上还有其他选择。OSHA是美国劳工部旗下的一个部门，NRTL由OSHA任命和管理。

　　在一个地方电子产品和安装安全方面的主管机关可能很多，比如NRTL的办事处、一个城市任命的工作人员或者是多个部门同时负责。如果发现存在问题，主管机关有权阻止设备安装，比如不遵守国家电力法，或者制造商的安装手册有偏差，或者UL/NRTL列名和可接受条件有偏差。

　　虽然NRTL源头在美国，但在其他国家也能找到NRTL的机构。OSHA将跑到NRTL的驻地对该机构进行初始的认证并执行定期的审查。CE标识用于很多产品，包括了很多照明产品。制造商能够完成很多CE标识的很多自我认证，不一定需要像NRTL这样的第三方机构参与。一些特别的产品(如用在爆炸环境中的产品)强制要求第三方机构(欧盟认可的实验室)认证。这类机构称为公告机构(Notified Body)，由欧盟成员国委任。

　　总结

　　欧盟的高级安全法规CE/LVD被认为给制造商在强制一致性方面更多的弹性，而美国的UL需要太多第三方机构如NRTL的参与。主要是因为欧盟允许更多的自我认证，范围包括了大部分产品种类。

　　这并不能说明符合欧盟安规的产品比符合美国安规的产品更安全，反之亦然。准确地概括和对比两者并不容易。重要的一点是理解两者在市场定位和理念方面的详细差别，以此为根据来设定产品的设计过程，在最少的时间内花最小的成本做安全的产品。在项目开发初期，安全设计应该包含在计划之内，而不是留在最后阶段。

　　高级安规是法律期待安全的产品进入市场的产物。这意味着制造商必须想出尽可能多的产品隐患。但是并不是所有的产品隐患都能预防和应对，假如有些隐患无法找到对策，制造商必须提醒相关方，相关方包括了用户、安装者、服务人员、维修工、废物回收者等。在产品不同的生命阶段和使用模式中，产品隐患亦不同。最后的方法是在产品标签和产品文档中给出警告。

　　虽然这些安全标准规定了某些要求，给出了在现实情况使用的标语，但是这些警告可能是不够的，制造商最好增加额外的特别警告，特别是针对在产品使用的时候可能产生的隐患。在美国很多制造商会专门聘请律师来顾问相关问题，确定好相关警告的措辞。制定一个强大的诉讼管制计划防止恶意的“滋扰”和“投机”型的诉讼，对产品一旦出现在市场上可能出现的诉讼也要做好准备。

　　从更高的层次考虑，特别的安全隐患应该被考虑到，比如高强度的LED光线可能会刺伤人眼。随着LED技术的进步，高亮度的LED产品不断涌现，这点尤其值得注意。应该制定法律和安全标准来防止这种事情，不过指导方针必须是清晰的。制造商必须做出额外的尽职调查，如果必要的话向相关机构展示这些问题，说明自己已经考虑了眼睛可能受到伤害这个隐患。

　　从隐患分析的观点来看，应该单个元件失效和安全重要领域中的多个元件失效都要考虑到，举个例子，电路的某个元件失效导致亮度大增，可能的最大亮度是多少。最新制定的标准，如消费电子领域的IEC 62368有望取代信息技术设备方面的EN 60950和音视频安全方面的EN 60065。引进潜在危险防护及安全工程(HBSE)的概念，通过制定特别的标准来强化安全评估的概念。看这些标准的发展史是一件很有趣的事情。如果成功了，HBSE方法可能会在其他产品安全标准中采纳。HBSE技术已经成为分析产品安全隐患的一个工具。

　　图四：危险防护及安全工程过程图

　　本文聚焦于欧美的安规要求，满足其中一个要求，或者两者都满足，就可以销售到很多欧美以外的国家，只要它们认可CE标识和美国NRTL安全标识。寻求其他认证也是可以的，比如基于IEC标准的国际CB体系。不过无论走哪种路线，最好在产品开发的初期就准备好LVD文档、UL认可元件列表和其他强制性信息。在最后向NRTL提交实地测试之前，要做好安全相关的一些关键测试和“dry-run”，避免测试失败、重新设计、重新测试和产品推迟上市。