吳蔚華

（國(guó)家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，北京 100015）

目前，節(jié)能環(huán)保是國(guó)際主題，各國(guó)都在進(jìn)行各類節(jié)能技術(shù)的研發(fā)、推廣，宣傳節(jié)能環(huán)保，鼓勵(lì)消費(fèi)者使用節(jié)能產(chǎn)品。平板電視機(jī)作為主要的消費(fèi)電子類家用電器，在很多國(guó)家都有明確的節(jié)能要求，如美國(guó)能源之星、歐洲Energy Labelling、澳大利亞的MEPS和中國(guó)的能效標(biāo)識(shí)制度等。這些節(jié)能要求都屬于強(qiáng)制性要求，旨在對(duì)相應(yīng)市場(chǎng)上銷售的電視產(chǎn)品的節(jié)能效果進(jìn)行監(jiān)管，從而促進(jìn)電視產(chǎn)品節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，提升產(chǎn)品的節(jié)能水平，為社會(huì)減少能源消耗。電視產(chǎn)品在工作狀態(tài)時(shí)功率消耗最大，各國(guó)的工作狀態(tài)功耗有對(duì)應(yīng)的技術(shù)參數(shù)要求和測(cè)量方法。

1 工作狀態(tài)功率測(cè)量方法

國(guó)際上電視產(chǎn)品推廣比較廣泛的能耗標(biāo)識(shí)制度主要包括美國(guó)的能源之星（ENERGY STAR）認(rèn)證、歐洲Energy Labelling和澳大利亞的MEPS（MINIMUM ENERGY PERFORMANCE SYSTEM）認(rèn)證。這3個(gè)能耗標(biāo)識(shí)制度都有各自的能耗標(biāo)識(shí)、技術(shù)要求和測(cè)量方法。3個(gè)標(biāo)識(shí)制度中涉及的工作狀態(tài)功耗（on-mode Power Consumption）的測(cè)量方法都是基于IEC 62087音頻、視頻和相關(guān)設(shè)備的功率消耗測(cè)量方法版本3.0（Methods of Measurement for the Power Consumption of Audio，Video and Related Equipment Edition 3.0）[1]。IEC 62087 Edition 3.0是針對(duì)音視頻產(chǎn)品的能耗測(cè)量方法，包括了電視機(jī)、機(jī)頂盒、視盤機(jī)和功率放大器等音視頻設(shè)備。

電視產(chǎn)品工作狀態(tài)功率（on（average）Mode Power Consumption）測(cè)量方法適用于所有用于接收、顯示的電視設(shè)備，接收方式涵蓋了各種地面、有線和衛(wèi)星傳輸方式，圖像格式以產(chǎn)品可以接收、顯示的格式為主，包括標(biāo)準(zhǔn)清晰度和高清晰度圖像。

1.1 測(cè)量狀態(tài)

測(cè)量時(shí)，產(chǎn)品設(shè)置在出廠模式，亮度、對(duì)比度和背光均放置在出廠位置。如果開機(jī)運(yùn)行后需要選擇一個(gè)圖像模式，選擇標(biāo)準(zhǔn)模式（Standard Mode）或與其相當(dāng)?shù)哪Ｊ?，如果沒有，就選擇第一個(gè)模式。同時(shí)設(shè)置在全屏顯示模式下。音量放置在音頻輸出功率為50 mW的位置。

附加功能如果可以選擇，必須關(guān)閉。對(duì)于具有自動(dòng)背光控制功能（Automatic Brightness Control）的產(chǎn)品，要關(guān)閉該功能；如果不能關(guān)閉，測(cè)量時(shí)要在光感應(yīng)器處施加至少300 lx的光照。

1.2 測(cè)試信號(hào)

測(cè)試信號(hào)包括靜態(tài)信號(hào)（Static Video Signal）、動(dòng)態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號(hào)（Dynamic Broadcast-content Video Signal）和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容視頻信號(hào)（Internet-content Video Signal）。

靜態(tài)信號(hào)有3種信號(hào)，包括全黑場(chǎng)信號(hào)、全白場(chǎng)信號(hào)、彩條信號(hào)和三垂直條信號(hào)。動(dòng)態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號(hào)由典型廣播電視內(nèi)容組成，持續(xù)時(shí)間為10 min。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的視頻信號(hào)由典型的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容組成，持續(xù)時(shí)間為10 min。

1.3 測(cè)量方法

測(cè)量每種測(cè)試信號(hào)下的工作狀態(tài)功率，此時(shí)產(chǎn)品在默認(rèn)狀態(tài)下，自動(dòng)背光控制關(guān)閉或無自動(dòng)背光控制功能。

1）靜態(tài)信號(hào)的功率

分別測(cè)量電視接收顯示3種靜態(tài)信號(hào)時(shí)的功率，得

式中：Pb為全黑場(chǎng)信號(hào)下產(chǎn)品的功率；Pw為全白場(chǎng)信號(hào)下產(chǎn)品的功率；Pc為彩條信號(hào)下產(chǎn)品的功率；Pt為三垂直條信號(hào)下產(chǎn)品的功率；Po_static為產(chǎn)品使用靜態(tài)信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)功率。

2）動(dòng)態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號(hào)的功率

測(cè)量電視接收顯示動(dòng)態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)功率Po_broadcast。

3）網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容視頻信號(hào)的功率消率

測(cè)量電視接收網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容視頻信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)功率為Po_internet。

如果產(chǎn)品在默認(rèn)狀態(tài)下，自動(dòng)背光控制開啟，測(cè)量時(shí)，在光感應(yīng)器處加至少300 lx的光強(qiáng)，獲得產(chǎn)品在各種測(cè)試信號(hào)下的工作狀態(tài)功率Pabc_static，Pabc_broadcast和Pabc_internet。

2 國(guó)外能耗標(biāo)識(shí)制度技術(shù)要求

2.1 能源之星技術(shù)要求

美國(guó)能源之星電視產(chǎn)品技術(shù)要求現(xiàn)行有效版本為5.3 ENERGY STAR?Program Requirements Product Specification for Televisions Eligibility Criteria Version 5.3[2]。該版本對(duì)工作狀態(tài)功率的技術(shù)要求（On Mode Requirements）如下：

1）對(duì)于默認(rèn)狀態(tài)自動(dòng)背光控制開啟的產(chǎn)品，工作狀態(tài)功率按照以下公式計(jì)算，并應(yīng)小于等于表1的要求。

式中：PON為產(chǎn)品工作狀態(tài)功率；Po_broadcast為產(chǎn)品光感應(yīng)器處加載至少300 lx光照時(shí)的功率；Pabc_broadcast為環(huán)境光照度為0 lx時(shí)的功率。

2）對(duì)于不提供自動(dòng)背光控制功能，或默認(rèn)狀態(tài)自動(dòng)背光控制關(guān)閉或可關(guān)閉的產(chǎn)品，工作狀態(tài)功率應(yīng)小于等于表1的要求。

表1 工作狀態(tài)功率的最大要求

測(cè)量時(shí)，依據(jù)IEC 62087規(guī)定的測(cè)量狀態(tài)和動(dòng)態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號(hào)測(cè)量Po_broadcast和Pabc_broadcast。

此外，在規(guī)定工作狀態(tài)功率限值的同時(shí)，規(guī)定了產(chǎn)品的亮度要求，要求產(chǎn)品默認(rèn)狀態(tài)圖像模式的亮度值應(yīng)大于等于最亮圖像模式的亮度值的65%。

2.2 歐洲Energy Labelling技術(shù)要求和能效標(biāo)識(shí)

1）技術(shù)要求

歐 洲 的 Energy Labelling（Supplementing Directive 2010/30/EU of the European Parliament and of the Council with regard to energy Labelling of televisions[4]）制度是以能源效率等級(jí)（Energy Efficiency Index，EEI）劃分的，共分為10個(gè)等級(jí)，技術(shù)要求如表2所示。其中A+++最節(jié)能，G等級(jí)為最低能源效率能級(jí)。

表2 電視能源效率等級(jí)

電視產(chǎn)品在獲得能源效率等級(jí)的同時(shí)，要計(jì)算出年耗電量。能源效率等級(jí)和工作狀態(tài)年耗電量按照式（3）、式（4）、式（5）計(jì)算

式中：E為產(chǎn)品工作狀態(tài)的年耗電量；A為可視圖像面積；P為電視產(chǎn)品的工作狀態(tài)功率；Pbasic為產(chǎn)品的基礎(chǔ)消耗功率；對(duì)只有一個(gè)高頻頭且無硬盤的電視產(chǎn)品，Pbasic取20 W；對(duì)帶硬盤的電視產(chǎn)品，Pbasic取24 W；對(duì)帶兩個(gè)或多高頻頭的電視產(chǎn)品，Pbasic取24 W；對(duì)帶兩個(gè)或多高頻頭且?guī)в脖P的電視產(chǎn)品，Pbasic取28 W；對(duì)電視顯示器，Pbasic取15 W。

測(cè)量時(shí)，依據(jù)IEC 62087規(guī)定的測(cè)量狀態(tài)和動(dòng)態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號(hào)測(cè)量P。

同樣地，規(guī)定了產(chǎn)品的亮度要求，要求產(chǎn)品默認(rèn)狀態(tài)圖像模式的亮度值應(yīng)大于等于最亮圖像模式的亮度值的60%。

2）能效標(biāo)識(shí)

歐洲的能效標(biāo)識(shí)上應(yīng)注明制造商名稱、商標(biāo)、型號(hào)、能源效率等級(jí)EEI、工作狀態(tài)功率P、工作狀態(tài)年耗電量E和可視圖像對(duì)角線尺寸。

2.3 澳大利亞MEPS技術(shù)要求

1）技術(shù)要求

澳大利亞的MEPS標(biāo)準(zhǔn)為AS/NZS 62087.2.2：2010 Minimum energy performance standards（MEPS）and energy rating label requirements for television sets[5]，測(cè)量方法依據(jù)AS/NZS 62087.1 Power Consumption of Audio，Video and related equipment Part 1：Methods of Measurement[6]。

AS/NZS 62087.1與IEC 62087規(guī)定的測(cè)量狀態(tài)、測(cè)量信號(hào)和測(cè)量方法是一致的，屬于等同采用。

AS/NZS 62087.2.2規(guī)定的產(chǎn)品默認(rèn)狀態(tài)圖像模式的亮度值應(yīng)大于等于最亮圖像模式的亮度值的50%。

AS/NZS 62087.2.2是通過計(jì)算年功率消耗PAEC，獲得星級(jí)等級(jí)SRI（STAR RATING INDEX），如式（6）

式中：CEC為相對(duì)能源消耗；PAEC≤1.1×CEC；CEC為基準(zhǔn)能源消耗，CEC=127.75+0.1825×屏幕面積（cm2）；ERF為能源等級(jí)系數(shù)，取20%或0.2。

星級(jí)等級(jí)要求如表3所示。

年消耗功率PAEC的計(jì)算公式為

表3 星級(jí)等級(jí)要求

AS/NZS 62087.2.2對(duì)PAEC提出了技術(shù)要求，分為Tier1和 Tier2。Tier1的要求為PAEC≤基準(zhǔn)值+0.1825×屏幕面積，基準(zhǔn)值=127.75 kW·h；Tier2的要求為PAEC≤基準(zhǔn)值+0.1168×屏幕面積，基準(zhǔn)值=81.76 kW·h。

2）能效標(biāo)識(shí)

澳大利亞的能效標(biāo)識(shí)上應(yīng)注明商標(biāo)、型號(hào)、工作狀態(tài)年功率消耗PAEC和星級(jí)等級(jí)SRI。

3 國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系對(duì)比

中國(guó)平板電視機(jī)產(chǎn)品的能效標(biāo)準(zhǔn)采用GB 24850—2010《平板電視機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》，其他文獻(xiàn)資料里已經(jīng)進(jìn)行了詳盡介紹，這里不再贅述。中國(guó)的能效標(biāo)識(shí)上應(yīng)注明商標(biāo)、型號(hào)、能效指數(shù)和被動(dòng)待機(jī)功率。

第一，對(duì)比國(guó)內(nèi)外電視產(chǎn)品的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)體系存在很大差異。美國(guó)能源之星標(biāo)準(zhǔn)直接評(píng)價(jià)產(chǎn)品的功率，歐洲Energy Labelling提出能源效率的概念，是通過公式計(jì)算獲得的，是實(shí)際的消耗功率與基準(zhǔn)功率的比值；澳大利亞MEPS是考核年耗電量，通過計(jì)算得出星級(jí)等級(jí)。所以從本質(zhì)上來說，國(guó)外的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)都是考核電視產(chǎn)品工作狀態(tài)的能源消耗。中國(guó)的能效標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)體系是用包含亮度和功耗因素的“能效指數(shù)”作為評(píng)價(jià)參數(shù)，直觀地反映出平板電視機(jī)的電光轉(zhuǎn)換效率[6]。

第二，產(chǎn)品的測(cè)量狀態(tài)的差異。國(guó)外的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)基本沿用了IEC 62087的測(cè)量方法，在產(chǎn)品的默認(rèn)狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量，并推薦或要求制造商使用家用模式（Home Mode）作為電視產(chǎn)品默認(rèn)狀態(tài)的圖像模式。中國(guó)的能效標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了產(chǎn)品的工作狀態(tài)，即產(chǎn)品恢復(fù)出廠設(shè)置后，顯示極限八灰度圖像，調(diào)整亮度和對(duì)比度，將電視調(diào)整到可以準(zhǔn)確表現(xiàn)灰階層次的狀態(tài)，且這個(gè)狀態(tài)是相對(duì)唯一的。

國(guó)內(nèi)外節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的相同之處在于測(cè)量工作狀態(tài)的功率消耗時(shí)，采用IEC 62087規(guī)定的動(dòng)態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號(hào)。

4 未來標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)考慮的問題

隨著電視技術(shù)的發(fā)展，特別是數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展，電視已經(jīng)不再單純具備產(chǎn)生聲音圖像的功能，越來越智能化，不但可以顯示2D畫面，還可以顯示3D圖像，此外可以實(shí)現(xiàn)信息的交互（上傳、下載）、網(wǎng)絡(luò)漫游、游戲和在線音視頻等多種應(yīng)用。但是筆者認(rèn)為，作為電視產(chǎn)品，主要功能是產(chǎn)生圖像和聲音，所以能耗或能效標(biāo)準(zhǔn)只需考核其作為電視功能時(shí)的功率消耗，其他都是附加功能。所以顯示3D圖像和進(jìn)行信息交互時(shí)的功率消耗是未來標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該考慮的內(nèi)容。目前的能源之星針對(duì)交互電視（Hospitality Television）在進(jìn)行信息下載模式（Download Acquisition Mode）時(shí)的功率消耗提出了技術(shù)要求，并給出了測(cè)量方法；澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)在計(jì)算年耗電量時(shí)也加入了對(duì)主動(dòng)待機(jī)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行信息下載的功率消耗的考慮。

此外，目前的電視產(chǎn)品增加了很多提高畫質(zhì)的技術(shù)，如動(dòng)態(tài)背光技術(shù)、local dimming技術(shù)等，這些技術(shù)在改善畫質(zhì)的同時(shí)帶來了功耗的降低，技術(shù)變化帶來了節(jié)能效果。但從中國(guó)能效標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量角度出發(fā)，這些技術(shù)在測(cè)量動(dòng)態(tài)廣播內(nèi)容視頻信號(hào)時(shí)改變了樣機(jī)狀態(tài)，改變了背光、亮度和對(duì)比度設(shè)置，已經(jīng)不是調(diào)整完極限八灰度后的樣機(jī)狀態(tài)。所以未來能效標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中應(yīng)考慮這些技術(shù)對(duì)能效測(cè)量的影響。

[1]IEC 62087，Methods of measurement for the power consumption of audio，video and related equipment[S].2002.

[2]Program requirements product specification for televisions Eligibility Criteria Version 5.3[EB/OL].[2012-06-16].http://www.energystar.gov/ia/partners/prod_development/revisions/downloads/television/V5.3_Program_Requirements.pdf.

[3]Supplementing directive 2010/30/EU of the european parliament and of the council with regard to energy labelling of televisions[S].2010.

[4]AS/NZS 62087.2.2：2010，Minimum energy performance standards（MEPS）and energy rating label requirements for television sets[S].2010.

[5]AS/NZS 62087.1，Power consumption of audio，video and related equipment Part 1：Methods of measurement[S].2010.

[6]阮衛(wèi)泓.GB 24850—2010《平板電視機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)解析[J].電視技術(shù)，2010，34（12）：149-153.