三、電視機國內標準介紹
1、能效標準
我國于1989年12月頒布、1990年12月1日實施了GB12021.7-1989《彩色及黑白電視廣播接收機電耗限定值及測試方法》,標準中規定了37-56cm彩色電視機和31-47cm黑白電視機電耗限定值、測試方法和判定原則。電耗限定值及有關參數見表9。
表9 GB12021.7-1989電視機電耗限定值
類別 |
屏幕尺寸cm |
伴音通道最大有用輸出功率W |
輸入功率限定值W |
彩色電視接收機 |
37 |
1 |
55 |
41 |
1 |
55 |
47 |
1.5 |
60 |
51 |
1.5 |
60 |
56 |
2 |
75 |
黑白電視接收機 |
31 |
0.5 |
30 |
35 |
0.5 |
30 |
44 |
0.5 |
40 |
47 |
0.5 |
60 |
測試方法在標準4.3中進行了規定:在標準輸入電平的條件下,電視機輸入端加上射頻信號,獲得標準圖像輸出電壓和伴音最大有用電輸出功率標稱值。然后去掉射頻信號,換上標準彩條射頻信號、并使飽和度旋鈕調在最佳解碼狀態,用功率表測量輸入功率。
GB12021.7是根據我國當時的主要電視機的規格品種制定的,評價指標采用輸入功率。十幾年來,我國電視機產業有了飛速的發展,從原來需要進口到現在的生產大國,品種規格近7000種,近幾年彩電向大屏幕、多功能、數字化方向發展,原有的國家能效標準已經不能滿足實際的需要,需要進行全面的修訂。鑒于目前國內黑白電視機的數量正在急劇減少,年產量不足總產量的1/10,加上出口比例很大,國內銷售量及其有限,所以新修訂的電視機能效標準適用范圍將只覆蓋量大面廣的彩色電視機。評價指標除工作功率以外,還包括待機功率。
2、安全標準
彩色電視機被列入中國第一批實施強制性產品認證(也稱3C認證,China Compulsory Certification)目錄,檢測依據的標準有:
(1)GB 8898-2001《音頻、視頻及類似電子設備安全要求》,該標準等同于IEC60065;
(2)GB 13836-200《電視和聲音信號電纜分配系統第2部分:設備和電磁兼容》,該標準等同于IEC 60728-1;
(3)GB 13837-2003《聲音和電視廣播接收機及有關設備干擾特性允許值和測量方法》,該標準根據IEC的國際無線電干擾特別委員會標準CISPR:13修改;
(4)GB 17625.1-2003《低壓電氣及電子設備發出的諧波電流限值(設備每項輸入電流≤16A)》,該標準等同于IEC 61000.3-2。
按照國家認證認可監督管理委員會發布的CNCA-01C-017:2001《電氣電子產品類強制性認證實施規則音視頻設備》的規定,產品的安全檢驗項目按GB 8898規定的全部適用項目;產品的電磁兼容檢驗項目按GB13836或GB 13837以及GB 17625.1規定的全部適用項目。
3、性能標準
針對CRT彩電的產品標準GB/T 10239-1994《彩色電視廣播接收機通用技術條件》首次頒布于1994年12月,于1995年8月1日實施。標準適用于不小于37cm的CRT彩電。標準中規定了電視制式、接收頻道、電視中間頻率、群時延特性、正常測試條件、圖形符號、互連配接要求八項一般要求,還有電、光、聲、色38項基本性能參數要求及測量方法,其中對電源消耗功率的要求見表10。
表10 GB/T 10239-1994中對電源消耗功率的規定
顯像管屏幕尺寸cm |
伴音通道最大有用電輸出功率W |
電源消耗功率W |
37-44 |
≥1.0 |
≤60 |
47-51 |
≥1.5 |
≤65 |
54-56 |
≥2.0 |
≤70 |
56以上 |
產品標準中規定 |
產品標準中規定 |
從表9與表10對比看,GB/T 10239-1994對電源消耗功率規定得要比與GB 12021.7-1989寬松,顯然在制定GB/T 10239-1994時沒有考慮與能效標準的協調一致。
為了適應我國彩色電視機工業科技發展的需要,2002年由全國音頻、視頻及多媒體系統與設備標準化技術委員會組織對GB/T10239-1994標準進行修訂,標準于2003年頒布,更名為《彩色電視廣播接收機通用規范》,在規范中刪去了彩色電視機的電、光、聲色性能要求,這部分要求引用新制定的行業標準SJ/T11285-2003《彩色電視廣播接收機基本技術參數》,增加了“彩色電視機的諧波電流特性和測量方法”,“具有畫中畫電視接收功能的彩色電視機性能要求和測量方法”等,修改了“雙伴音/立體聲的性能要求和測量方法”等內容。功率消耗在修訂版標準中未作規定。
4、測試標準
能效標準中開機功率的測試方法用GB/T 17309.1-1998《電視廣播接收機測量方法第1部分:一般考慮射頻何視頻電性能測量以及顯示性能的測量》中功率消耗的測試方法進行,該方法是等同采用IEC60107-1:1995的。針對變頻產品的測試問題,經研究在測試方法中增加了“如果電視機的輸出顯示方式具有不同的行頻或場頻,則將在不同的輸出顯示方式下進行測定,取最值劣值”的規定。
關于待機功率的測試方法,目前還沒有國家標準可以引用,能效標準用附錄的形式給出了兩個測試方法,一個是參照歐盟標準的平均功率法,還有一個是參照能源之星的功率計法,功率計法簡單、快捷,但是在待機功率小于1W或測量時儀器讀數不穩定而無法得到誤差符合要求的數值時,平均功率法更準確。平均功率法作為仲裁方法在新修訂的能效標準中作為標準的規范性附錄,功率計法作為可選方法作為標準的資料性附錄。
5、能效標準主要內容
本標準主要有三個方面的內容。第一個內容是對彩色電視機的能效限定要求,它在標準實施時將作為強制性指標。能效限定值是國家允許產品的最低能效值,低于該值的產品則是屬于國家明令淘汰的產品。能效低的產品不但額外消耗了大量能源,同時也相對加大了用戶在用能方面的支出,根據《中華人民共和國節約能源法》的有關條款的規定,本標準中的能效限定值是針對彩色電視機行業的監督管理,防止能效低的產品進入市場,是國家淘汰高耗能產品的依據。
第二個內容是對彩色電視機的節能評價要求,屬于推薦性指標,是開展節能產品認證的技術依據。節能產品認證是我國《節能法》規定的一個重要的節能管理制度,以引導和激勵企業提高產品的能源利用率。當彩色電視機是達到節能評價值要求的產品時,就可向國家節能產品認證中心申請節能產品認證并獲得其頒發的節能標志和證書。
第三個內容是目標值,提供了一個將在3年后開始生效的能效限定值和節能評價值指標,該指標為生產企業提供一個國家能源政策信息,使企業有一定的時間去提高用能產品的節能技術,改進產品結構或生產工藝,從而變堵為疏,使產品的能效能夠在一個良性環境中穩步提高,并進一步促進產品的更新換代。
6、標準的范圍和能效參數
在世界各國制定的能效標準中,標準所規定的產品范圍一般限制在技術成熟、使用普遍、產量大和具有較大節能潛力的產品品種上,這是各國制定能效標準的一個共同特征。我國彩電規格品種很多,按照顯示器件的不同可以分為CRT(陰極射線管)、背投、LCD(液晶)和PDP(等離子)電視機,由于彩電的待機功耗只與電源部分有關,顯示器件對其影響不大,因此對待機功耗的技術要求適用于所有在國內銷售的彩電;而顯示器件對彩電的開機功耗影響很大,因此本標準開機功耗的技術要求只適用于目前產量和保有量最大的CRT彩電。
可供借鑒的國外工作能效標準主要有日本的領先者項目技術要求和歐盟的GEEA提案。由于我國的電源電壓與歐洲相同,又同樣采用IEC/ISO國際標準體系,在對國外相關標準分析的基礎上,2003年7月彩電能效標準第一次研討會上,與會代表經過認真研討,一致同意采納歐盟GEEA提議的能效指數作為評價彩電工作能效指標,以利于國際接軌,便于產品出口和數據可比性;同時采用被動待機功率作為評價待機能效的指標。
7、與相關標準的關系
彩色電視機的能效標準以GB/T10239-2003《彩色電視廣播接收機通用規范》為基礎,與該標準是配套標準,側重于產品的節能性能,其技術指標、試驗方法和檢驗規則都與GB/T10239保持協調一致。因此在執行時應參照GB/T10239共同執行。GB8898等安全和電磁兼容標準是強制性國家標準,產品必須符合其要求,而且國家將依據這些標準進行強制性認證。
本標準也是國家強制性標準,是條款強制,其能效限定值指標是強制性的,無論是強制性能效限定值,還是推薦性的能效等級和節能評價值,其在進行判定時所涉及到的產品的其他性能均以合格產品作為前提,必須符合GB/T10239等標準的有關規定。
四、減少彩電能耗的技術途徑
減少電視機能耗的技術途徑主要有兩個:組件選擇和設計選擇。此外倡導制造商降低對發光度的默認設置也能節能至少10%左右。
1、組件
減少電視機能耗最有效的方法是改進電力供應方式(SMPS),提高SMPS的效率。SMPS的效率一般在80-86%之間,但是采用最佳技術SMPS的效率可以高達90%,而且在SMPS電感線圈中采用的不是非常昂貴的材料-標準N27鐵素體。
由于電視機小信號是由若干個積分電路進行處理的,因此積分電路的綜合利用也是減少電視機能耗的有效方法。測試數據表明,圖像小信號的功率消耗在1-6W之間,其能耗差有5W,RF調諧器的功率消耗在0.1-1.7W之間,其能耗差也有1.6W之多。因此對積分電路進行優化設計可以有5-7W的節能潛力。
用更高效的組件是減少電視機能耗的又一種選擇。例如聲頻輸入采用一種更高效的功率放大器,采用更高效的圖像大信號電路,此外還可以采用降低積分電路的供給電壓的方法,因為積分電路的能耗與電壓成正比。
2、設計
電視機(硬件和軟件)的設計有兩種選擇:最小化不同電壓和電力管理。通過電壓調節器供給組件不同的電壓,電壓調節器能使電壓從SMPS(或其它的電壓調節器)下降到組件的合適電壓值。電壓調節器有兩種類型:分路電壓調節器和連續電壓調節器。只能用于低功率情況下的連續電壓調節器效果更好。測試數據表明,電壓調節器的效率從50-65%不等,因此從效率角度來說,選擇高效電壓調節器對減少電視機能耗是很有價值的。
由于電視機的發展趨勢是有更出色的聲音效果(立體聲、環繞聲、重低音等)和具有更多功能(例如DVD驅動,CD-ROM一體等),優化電力管理將會是一種減少電視機能耗的很好選擇。許多芯片廠商已經開發出可以應用的高效芯片可供選擇,而且價格更趨合理。
3、降低制造商對發光度默認設置
研究表明,電視機的發光度與能耗成正比。國際的標準測試條件發光度只有80cd/m2,而制造商為了在消費者面前演示鮮亮的圖像效果,對電視機出廠發光度設置通常都比標準測試條件高得多,高達180-300cd/m2。雖然消費者會看到非常鮮亮的圖像,但是圖像顯像管的效率將會在幾年內降低因而更加耗能。雖然所有的電視機都允許用戶設置自己喜歡的發光度標準,但是從服務和維修機構反饋的信息表明,大多數的用戶都不會改變制造商出廠時設置的發光度。Novem領導的研究小組比較了發光度為230cd/m2和130cd/m2的電視機,降低發光度設置平均可以節能10%左右,因此積極倡導制造商降低對電視機出廠時發光度的默認設置,可以有效地降低電視機的能耗。
資料來源:
1、The China Sustainable Energy Program:中國可持續能源項目
2、Technical supporting report for China energy efficiency standard of Color TVs:中國彩色電視機國家能效標準技術支持報告,中國標準化研究院(China National Institute of Standardization),2005年3月