Zhaga标准推陈出新 LED光源可互换时代来临

当传统光源灯具的灯泡坏了，消费者可购买不同制造商的灯泡并轻易地进行更换，但到了固态照明(Solid-State Lighting, SSL)时代，不同制造商的发光二极体(LED)光源产品是否可相通互换，就必须仰赖LED可互换(Interchangeable)光源介面标准的推动。
让LED光源互换成为可能　Zhaga联盟于焉问世

从LED光源技术的发展开始，大家都会听说发光效率、色温控制、流明维持、声称寿命、能源效益等性能不断的提升，而这些技术的改进，都是希望更多人使用LED光源产品，达到节能效果。另一方面，为了促进LED光源的普及，业界亦提倡LED光源标准化，尤以LED光源的可互换性最为必要；其中，Zhaga标准最为业界所熟知。  

LED光源的互换，不同于以往的传统光源，只须要知道灯泡电压、瓦特、形状、灯头类别大小(如E26/27、G13、GU24)即可。事实上，LED的互换性要考虑到不同LED光源的安装方法、发热能量及灯具上散热的特性，才能使LED光源达到最佳散热效果及更换方便性。因此，要互换就必须为LED光源的光、机、电、热、控制介面定下可互换性的新参数，使不同供应商的产品之间可以互换。  

2010年2月由多国不同企业组织成立的Zhaga联盟，截至2014年5月为止，会员数已超过两百三十个，主要成员包括LED灯具、模组、零组件、驱动器制造商，以及实验室公司。Zhaga每隔六到八星期召开定期会议，在每次为期三天的会议中，通过各方努力合作，Zhaga已为不同的照明产品类别定下新的规格书(Book)。Zhaga规格书里为LED光引擎(LED Light Engine, LLE)及灯具之间定立了不同介面，以做为可互换性的基础，分类方式如下(图1)：  


图1　Zhaga规格书中的四个介面
．机械介面(Mechanical)：形状、大小、插座类别

．电气介面(Electrical)：电压、瓦特、绝缘、连接器

．散热介面(Thermal)：工作温度、散热系数

．光学介面(Photometric)：流明、分布、色温、均匀性

．控制介面(Control)：开关、光暗(起草中)

Zhaga规格书里所提及的LED光引擎是必须由电子驱动暨控制装置(Electronic Control Gear, ECG)加上LED模组(Module)组成。所以Zhaga是考虑整体LED光引擎与灯具之间的可互换性。  

LED光引擎四分类

Zhaga LED光引擎可分为自带电子驱动暨控制装置(Integrated ECG)及独立电子驱动暨控制装置(Separate ECG)、插座式(Socketable)及无插座式(Non-Socketable)，进而可分为四大类(Type A?Type D)：  

．Type A：自带电子驱动器暨控制装置的插接式(Socketable with Integrated Control Gear)

．Type B：独立电子驱动器暨控制装置的插接式(Socketable with Separate Control Gear)

．Type C：自带电子驱动器暨控制装置的非插接式(Non-socketable with Integrated Control Gear)

．Type D：独立电子驱动器暨控制装置的非插接式(Non-socketable with Separate Control Gear)

Zhaga规格书制定持续进行

从LED光引擎类别及照明产品之应用来发展，Zhaga已制定八本规格书(图2)，其中规格书1、2、3、5、6、7、8已开放给公众下载。这些规格书包括筒灯、射灯、路灯、室内、室外等的灯具系统，而Zhaga亦非常欢迎企业成为会员，提出建议及制定新规格书。目前正在发展中的规格书共有Book9、Book10及Book11等3本。各规格书内容简述如下：  


图2　Zhaga针对LED光引擎类别及照明产品应用所制定的八种规格书。
．规格书Book1
概述及一般资讯。 

．规格书Book2

自带电子驱动暨控制装置的插座式筒灯光引擎(65mm)。 

．规格书Book3

采用独立电子驱动暨控制装置的射灯光引擎。 

．规格书Book4

采用独立电子驱动暨控制装置的路灯光引擎。 

．规格书Book5

采用独立电子驱动暨控制装置的插座式光引擎。 

．规格书Book6

自带电子驱动暨控制装置的紧凑型插座式光引擎。 

．规格书Book7

采用独立电子驱动暨控制装置的室内照明光引擎。 

．规格书Book8

自带电子驱动暨控制装置的插座式筒灯光引擎(85mm)。 

Zhaga产品认证确保可互换性

LED光引擎/灯具都须要通过规格书规定下各个介面的测试，而LED光引擎/灯具必须符合机械、电气、散热、光学、控制介面等要求。以散热介面为例，当中要求的工作温度(Tr)、室温(Ta)，由LED光引擎传送到灯具的热量(Thermal Power Rear, Pth,rear)、热阻值(Thermal Resistance, Rth)等参数，可根据规格书规定的LED光引擎/灯具的热量模型(Thermal Model)，及特定的测试仪器/方法，便可测得这些数据(图3)。 


图3　Zhaga中LED光引擎/灯具的热量模型
以光学介面为例，以维持工作温度为条件之下，依特定的测试仪器/方法去量测光引擎的光学特性，例如总流明数、光强度分布、色温、色度座标与亮度均匀性等数据。以上数据产品制造商可先做预测试，以做为日后申请Zhaga认证参考之用。 

所有申请Zhaga的产品(LED光引擎/灯具/灯头)，都要通过相对应的规格书要求来测试，Zhaga要求这些测试必须在授权认证的实验室进行(Authorized Test Lab, ATC)。当产品符合规格书的要求，ATC会发出测试报告/总结，厂商便可提交总结到Zhaga标识许可管理委员会(Logo License Administrator, LLA)，之后LLA将根据正确的报告发出Zhaga认证。此外，申请Zhaga的企业必须为会员，亦要签署协议书(Licensee Agreement)。 

已认证过的Zhaga产品经比较LED光引擎/灯具的参数，若具有兼容性(Compatibility)(如图4光引擎/灯具的参数对应部分)，即可互相搭配成为灯具系统，将来可与具可互换性的其他厂家的光引擎做互换(图4)。 


图4　兼容性(上图)与可互换性(下图)参数介34216
Zhaga认证的标准化产品，在北美UL安规认证申请上，经UL的首席工程师群在新标准的努力编辑及发展之下，都已有所对应的安规标准，例如Book3、4、5、7采用独立电子驱动暨控制装置的光引擎可引用UL 8750(Light Emitting Diode Equipment for Use in Lighting Products)的安规标准来审核；Book2、6、8的自带电子驱动暨控制装置的紧凑型插座式光引擎可引用UL 8753(Field-Replaceable Light Emitting Diode Light Engines)的安规标准来审核；Book2、5、6、8的灯头则引用UL 8754(Holders, Bases and Connectors for Solid-State (LED) Light Engines and Arrays)的安规标准来审核；Zhaga认证的灯具则可引用UL 1598(Luminaires)的安规标准来审核。 

控制器介面为后续发展重点

Zhaga联盟所提出系统化介面的概念是因应LED产品特性的新思维。Zhaga标志的灯具是新一代的灯具，其采用系统化介面的好处是即使原始制造商不在身边，消费者与维修公司亦能持续升级光引擎的性能。如此一来，灯具可持续升级，而不是完全置换它，这与传统灯具制造商与消费者对于传统灯具的实际使用习惯有所不同，因此必须透过更多的宣导来教育使用者。 

在互换Zhaga光引擎时，除了对于电压、瓦特(W)、型状、灯头类别的大小须有所认知外，也要了解散热热阻与光学特性，例如流明数、光强分布、相对色温、演色性等。而Zhaga联盟也必须发展出让使用者更容易识别的简易散热代码，以加速Zhaga产品的普及化。 

此外，Zhaga联盟也正关注于模组/电子驱动暨控制装置之间的介面发展。Zhaga联盟正试图与其他产业组织合作，帮助加速这个过程发展，使模组和电子驱动暨控制装置独立互换性也能够发展的更加成熟，这也是Zhaga联盟依照市场上的强烈需求与技术的发展而做出的决定。 

海内外产官研齐力推动　Zhaga联盟声势看涨

Zhaga联盟自2013年开始，因规格书的发展已趋于成熟，所以更积极在全球各地宣导Zhaga标准化产品能够给予消费者、建筑商及产品制造商带来的好处。2013年5月Zhaga与全球照明公会(Global Lighting Association, GLA)签署合作意向书；2013年6月在四川九寨沟与大陆各照明组织、产品制造商举行第一次特别会议；2013年7月与台湾LED照明产业联盟(Taiwan LED Lighting Industry Association, TLLIA)签署合作意向书；2013年8月与台湾区照明灯具输出业同业公业(Taiwan Lighting Fixture Export Association, TLFEA)签署合作意向书；2013年12月推出Zhaga认证的补贴方案，补助会员及准会员三个Zhaga产品的认证费用，以及一年免费使用标志的权利。 

其中四川九寨沟特别会议，是一个非常成功的双向沟通会议，厘清了不少大陆厂商的疑惑，包括对于欧美日照明大厂是否利用Zhaga标准化产品来制造专利壁垒等问题。而在此同时进行的Zhaga技术会议，大陆的会员也提出新的Zhaga规格的草案，亦获得其他会员的初步支持，可见Zhaga联盟提供了很好的平台，让遍布全球各地的会员公司一起讨论与发展标准化产品的方向。 

2014年3月，Zhaga联盟在台湾国际照明科技展(Taiwan International Lighting Show)与台湾区照明灯具输出业同业公业(TLFEA)及外贸协会合办Zhaga展示区、中外记者会及Zhaga国际研讨会。同年5月14日在上海举办第二次特别会议，6月5日与UL盛大合办Zhaga产品研讨会，其目的是帮助国内制造厂商深度面对面讨论与了解Zhaga产品在规格书中的要求。 

到2014年5月为止，登录在Zhaga联盟产品资料库中的产品共有一百六十三个，Zhaga联盟的终极目标是希望将Zhaga认证的产品及其规格能够推向国际标准，因此在过程中必须看到市场上有足够的产品及流通量，现阶段Zhaga联盟正朝这个方向努力，期待有更多的厂商开发与申请Zhaga认证的产品。 

目前，国内共有约三十家重量级厂商加入Zhaga联盟，如亿光、台达电子、晶电、隆达、艾笛森光电、光宝、骅升、亚壮、台积电、齐翰光电、大同、汤石照明、泰金宝、飞宏科技、瑞仪光电、建准、旭明光电等。其中，齐翰光电是国内第一家并且由UL完成Zhaga认证的厂商，其认证产品为Book3的光引擎。 

目前部分厂家已在研发Zhaga规格的产品，但尚有部分厂家仍在观望市场的能见度是否明朗，或者等待买家下单才考虑申请Zhaga认证。而Zhaga联盟的Zhaga认证补贴方案确实已鼓励国内多家的会员申请Zhaga测试与验证，这个诱因，将有助于让更多国内的厂商发展Zhaga产品，并登录在Zhaga联盟的产品资料库中，以供国际买家选购。 

最近工研院、照明公会与台湾光电半导体产业协会(TOSIA)已宣布共同成立「LED商业照明联盟」，且将邀集中国电器、琭旦、晶电、亿光、隆达等五十家传统照明业者及LED厂商，以产业聚落形式，结合照明、LED及光环境设计等要素，建立商业照明灯具设计所需的LED共用模组与网路行销共有通路。 

标准化的产品要在市场上成功发展，必须依靠整个LED产业上、中、下游的模组、驱动器、灯具厂商等通力的合作，提供给居家消费者及商用场所用户完善的售后服务。若政府与国内厂商上、中、下游能够密切合作，并导入Zhaga标准化模组的应用，如此一来，国内产业将能够与国际标准化模组市场无缝接轨，快速提升厂商的国际竞争力与全球照明产业的市占率。 

(本文作者任职于UL)