欧盟EuP／ErP指令电视机生态设计要求分析

2012-07-25彭莉李志豪朱军蒋建平

中国质量与标准导报 2012年10期

彭莉李志豪朱军蒋建平

EuP指令并不是针对产品要求的指令，而只是一个框架指令。欧盟按照这一指令中的相关规定，制定进一步的有关产品要求的指令，称作“实施措施（implementing measures）”。欧盟于2009年3月31日批准通过了电视机生态设计要求的实施措施草案，本文拟对该实施措施进行分析研究。

1 产生背景

电视机是重要的耗电消费类电子产品。随着电视技术的不断发展，CRT电视逐步被LCD、PDP等平板电视所取代，电视机尺寸越来越大，再加上数字处理、hi-fi等新功能，电视机的开机模式能耗随之提高。通常电视机的开机能耗与其尺寸密切相关，如小尺寸（70cm）电视能耗在80～114W，中尺寸（114.4cm）在 195～328W，而大尺寸（134.6cm）电视在342～450W。大尺寸平板电视在给人们带来更好视觉享受的同时，其高能耗也加重了消费者的负担。平板电视销量的持续走高、屏幕平均尺寸的增大、每个家庭拥有电视机数量的增加、每天使用时间的增加，使得近几年来电视机的耗电量在整个家庭用能产品耗电量的比重不断加大。

根据澳大利亚一项对家庭用能产品的能耗的研究，如果不采取任何措施（MEPS和能效标签），澳大利亚电视机的能耗预计将从2008年的15PJ增加到2020年的45PJ，超过照明设备（25PJ）、电冰箱（24PJ）和信息技术设备（15PJ），居2020年澳大利亚家庭用能产品耗电量的首位。为此，欧盟、美国、澳大利亚、日本、中国纷纷加速制定措施降低电视机能耗，以遏制电视机能耗急剧增加的趋势。

对于欧盟，2007年，欧共体内与电视机相关的电能消耗为60TWh（太瓦时），相当于24Mt（兆吨）二氧化碳的排放。如果不采取任何措施，预计到2020年其电能消耗会增至132TWh。为此，欧盟于2009年3月31日批准通过了电视机生态设计要求的实施措施草案，并于2009年5月5日发布WTO／TBT 通报（G／TBT／N／EEC／271）。2009年7月23日，欧盟委员会在其官方公报（OJ）第42～52页公布了《委员会条例（EC）No 642／2009，就电视机生态设计要求，执行欧洲议会与理事会指令2005／32／EC》，该条例在OJ上公布的第20天开始正式生效。预计到2020年，将节约28TWh的电力消耗。

2 主要内容

本条例共有8个条款以及4个附件，对电视机的生态设计要求、测量方法、验证程序等进行了详细规定，适用于电视机及其监视器。生态设计要求主要包括开机能耗、待机／关机能耗、峰值亮度比、初始激活中的家庭模式以及制造商应提供的信息要求。

2.1 定义

开机模式指电视机连接于电源并且产生声音和图像的状态。家庭模式指制造商建议的正常家庭使用的电视机配置。待机与关机模式的定义与待机与关机实施条例1275／2008相同，即待机模式包括重新激活和信息／状态显示两种情况；关机模式指设备连接到主电源但不提供任何功能的状态，包括仅提供关机模式指示，或仅提供保证欧盟EMC指令要求的功能的状态。

2.2 开机能耗

电视机开机模式能耗不能超过表1所示的限值（W）：

表1 欧盟实施措施中对于电视机开机模式能耗的限值（W）

其中A指可视屏面积，单位为dm2（平方分米）。全高清（Full High Definition，FHD）分辨率指分辨率至少为1920×1080像素。

2.3 待机与关机能耗

本条例提出了比待机与关机实施条例1275／2008更为严格的要求。它将关机待机能耗要求的第二阶段要求提前了一年多实施，同时要求一般情况下的关机能耗不超过0.3W，严于1275／2008中规定的0.5W。

（1）2010年1月7日起

a.关机能耗1W

b.待机能耗

仅提供重新激活功能1W；

提供信息或状态显示功能2W。

c.电视机在连接到主电源时，应具有关机和／或待机模式，和／或不超过关机和待机模式能耗要求的其他模式。

（2）从2011年8月20日开始

a.关机能耗

一般关机能耗0.3W；

对于带有易视开关的电视机（当该开关打到关位置时，电视机的能耗不超过0.01W），关机能耗0.5W。

b.待机能耗

仅提供重新激活功能时，待机能耗0.5W；

提供信息或状态显示功能时，待机能耗1W。

c.电视机在连接到主电源时，应具有关机和／或待机模式，和／或不超过关机和待机模式能耗要求的其他模式；

d.自动断电功能

电视机应提供以下功能：

开机模式在用户最后相互作用和／或改变频道后4h内，自动转化为待机、关机或不超过其能耗要求的其他状态；

电视机自动开机模式转为适用状态／模式前显示警告信息，并且该功能设为缺省设置。

e.对于由显示器、一个或多个调谐器／接收器以及作为单独部件的可选的用于数据存储和／或显示附加功能（如DVD、HDD或VCR）组成的电视机，对于显示器和单独部件分别适用a～d的要求。

2.4 家庭模式

从2010年8月20日开始，初始激活时带有初始设定菜单（forced menu）的电视机应在初始设定菜单中提供“家庭模式”。这里的初始设定菜单指制造商预先设定的一套电视设置，用户必须在初始激活时选择该特殊设置。如果用户在初始激活时选择了“家庭模式”以外的模式，应激活第二次选择程序来确定该选择。

2.5 峰值亮度比（peak luminance ratio）

从2010年8月20日开始：

对于不带初始设定菜单的电视机，制造商交货时电视机在开机状态的峰值亮度不应小于电视机所提供最亮开机状态的峰值亮度的65%；

对于带有初始设定菜单的电视机，家庭模式状态下的峰值亮度不应小于电视机所提供最亮开机状态的峰值亮度的65%。

2.6 制造商应提供的信息

（1）在合格评定中的技术文件应包含以下内容：

a.测量的试验参数

环境温度；

测试电压（V）和频率（Hz）；

音频视频测试信号的输入端口；

使用仪器的信息和文件，电气检测使用的装置和电路。

b.开机模式

能耗值（W）：不超过10W 时精确到小数点1位数，超过10W精确到个位数；

代表典型广播电视内容的动态广播内容视频信号的特性；

能耗达到稳定状态的步骤顺序；

概率论课程紧密联系实践的特点决定了在教学过程中开设实验课的可行性,受到参考文献[5]和[6]中递进式教学方法的启发,本文希望通过对概率轮课程中实验课的设计,来辅助理论教学,将教学过程中难以理解的内容转化为直观的、易于理解的内容。学生通过简单易学的数学软件,自己设置参数并完成实验,从而深刻领会概率论的基本思想,逐步提高实践能力。

家庭模式的峰值亮度与最亮开机模式状态下的峰值亮度之比（%）；

测量用调谐器相关特性的描述（电视监视器除外）。

c.对于每一个待机和／或关机模式

能耗值（W），精确到小数点2位数；

使用的测量方法；

模式的选择和程序的描述；

电视机自动转换模式时达到目标模式的事件序列。

d.自动断电

从开机状态到电视机自动转换为待机、关机或其他不超过功耗要求的模式的持续时间。

e.有害物质

电视机含有汞的含量（X.Xmg）或铅的存在。

（2）从2010年8月20日开始：

在公开网站上公布以下信息：

开机能耗值（W），不超过100W 精确到小数点1位数，超过100W精确到个位数；

待机和／或关机能耗值（W），精确到小数点2位数；

对于不带初始设定菜单的电视，电视开机状态下的峰值亮度与最亮开机状态下峰值亮度的比率（%）；

对于带初始设定菜单的电视，电视开机状态下的峰值亮度与最亮开机状态下峰值亮度的比率（%）；

电视机含有汞的含量（X.Xmg）或铅的存在。

2.7 本条例与其他指令和法规的关系

产品生产阶段和废弃阶段有害物质的控制应满足RoHS指令（2002／95／EC）的要求；

废弃物的回收要求应满足WEEE指令（2002／96／EC）的要求；

因为电视机的技术可使电视机在更短的时间内达到待机和关机能耗要求，待机与关机实施条例1275／2008不再适用于电视机。

3 各国电视机要求比对分析

3.1 国际标准

有关电视机能耗测量的国际标准主要有：

待机能耗：IEC 62301：2005（第1 版）《家用电器——待机能耗的测量》；

开机能耗：IEC 62087：2008（第2版）《音视频设备能耗的测量方法》。

各国对于电视机的能耗测量基本上都是基于以上两份国际标准。

3.2 美国

（1）“能源之星”计划

美国“能源之星”对于电视机的现行标准为3.0版本，该版标准已于2008年11月生效。

表2给出了3.0版标准对于第一阶段电视机的开机能耗最大值：

表2 “能源之星”3.0版电视机标准规定的开机能耗的最大值（W）

此外，3.0版标准对带有自动亮度控制的电视机的开机能耗、带有外部电源的电视产品、待机状态能耗、年耗电量以及提供给用户的信息要求进行了规定。其中，待机能耗不大于1W，并且基于每天开机5h、待机19h的假定计算出估计的年耗电量（kWh）。

目前“能源之星”电视机新版标准的制定工作已于2009年初启动，并于2009年7月20日发布了4.0和5.0版的最终标准草案。新版草案与现行3.0版的主要区别在于：

增加了开机模式能耗要求（见表3）；

增加了峰值亮度比要求，并在第4部分“测试方法”中增加了亮度测量要求；

增加了对于下载获取模式（Download Acquisition Mode，DAM）的要求；

取消“显示能源管理信号”（Display Power Management Signaling，DPMS）要求，但在5.0 版中要求带有计算机功能的电视机对于VGA和DVI连接器应提供该信号；

开机模式能耗测量增加引用CEA-2037《电视机平均能耗的确定》标准。

表3 “能源之星”新版（4.0与5.0版）电视机标准草案规定的开机能耗的最大值（W）

值得一提的是，新版标准草案中对电视机的亮度提出了要求。电视机的能耗取决于内容和设置（比如亮度）。理想情况下，产品应在家庭中观看的模式下进行测试，检测其是否符合要求。如果制造商为了符合能耗要求而将“家庭模式”调为较低的亮度，消费者在使用过程中会将亮度由出厂设置（证明合格的模式）调高为更亮（更耗电）的模式。因此，有必要限制用来证明合格的“家庭模式”与最亮的“零售模式”亮度之间的差异。新版标准草案要求“家庭模式”或缺省出厂模式的峰值亮度与“零售模式”或最亮的可选预置模式的峰值亮度之比不小于65%，与欧盟的规定相同。

此外，新标准草案增加了对下载获取模式（DAM）的要求。下载获取模式为产品连接于电网电源，但不产生声音或图像，通过电子节目指南（electronic programming guide，EPG）使用的特定程序主动下载频道目录信息，监控紧急信息／通信，和／或其他通过互联网协议的交流信息。该模式下的能耗通常大于休眠（待机）模式能耗，小于开机模式能耗。标准草案要求下载获取模式下产品额外最大容许值为0.08kWh 每天（4.0 版）和0.02kWh每天（5.0版）。

（2）《加州电器效率法规》

2008年12月，CEC提交讨论的有关电视机能效标准（修订《加州电器效率法规》）的法规草案中，对电视机的开机能耗提出了最大限值要求，A为屏幕面积（平方英寸）：

第一阶段（2011年1月1日生效）：Pmax＝0.20×A＋32；

第二阶段（2013年1月1日生效）：Pmax＝0.12×A ＋25。

其中第一阶段的开机能耗要求与电视机的“能源之星”3.0版标准高清电视在屏幕面积小于680inch时的要求相同。

3.3 澳大利亚

目前澳大利亚对电视机仅为自愿性能效标签要求，将于2009年10月推出强制性最低能源性能标准（MEPS）和能效标签。

澳洲对于电视机的最低能源性能标准（MEPS）要求如下（提案）：

（1）第一阶段：到2009年10月1日

TVannual 127.75＋0.1825×A

其中TVannual为电视机年耗电量，单位为kWh；A为电视机可视屏面积，单位为cm2。

（2）第二阶段：到2012年10月1日

TVannual 90.1＋0.1288×A

MEPS（3星级）＝81.8＋0.1186×A

MEPS（4星级）＝65.4＋0.0934×A

具体第二阶段需要达到3星级还是4星级尚在讨论。

3.4 日本

日本“领跑者”（Top Runner）计划中的电视机标准，规定了每台电视机每天工作4.5h和待机19.5h的能耗值（kW／h）的计算公式为：E＝A×S＋B，S为电视机尺寸（英寸），系数A和B 对于不同类型、纵横比、分辨率、功能取不同的值。

3.5 中国

现行能效标准GB 12021.7—2005《彩色电视广播接收机能效限定值及节能评价值》规定了CRT彩电的待机功率和能效指数（EEI）的限定值（准入值）和节能值。2009年3月后，待机功率不大于5W，节能评价值为1W；EEI小于等于1.0，节能值为0.75。其中EEI＝E／ER，E为标准测试条件下24h的实测耗电量，ER为24h耗电量的基准值，单位为 W·h。E和ER为在开机、主动待机、被动待机和关机四种状态下功率（测量或基准）与处于该状态时间的乘积之和。

目前我国正在制定针对平板电视（LCD和PDP）的能效标准。在2009年3月23日的标准草案中，能效指数EEI＝Eff／Effref，开机能耗限定值EEI＝0.6，节能评价值EEI＝1.0。对于LCD电视，Effref＝1.10Cd／W（坎德拉／瓦）；对于PDP电视，如果为全高清电视（分辨率至少为1920×1080 像素），Effref＝ 0.32Cd／W，否则Effref＝0.45Cd／W。平板电视的能源效率Eff＝（L×S）／（Pk－Ps），决定于测量的开机能耗和平均亮度。其中Pk为开机状态能耗（W），Ps为信号处理能耗（10／17W），L为屏幕平均亮度（Cd／m2），S 为屏幕有效发光面积（m）。不同于其他国家将开机能耗限值定义为与屏幕面积S的线性关系，我国能效标准引入了平均亮度的概念，并通过测量开机能耗和平均亮度来确定其能源效率Eff。此外，对于待机能耗，法规规定2012年1月1日之前，待机能耗不大于1W，2012年1月1日之后，待机能耗不大于0.5W。