國內外平板電視機節能標準對比解析

吳蔚華

（國家廣播電視產品質量監督檢驗中心，北京 100015）

目前，節能環保是國際主題，各國都在進行各類節能技術的研發、推廣，宣傳節能環保，鼓勵消費者使用節能產品。平板電視機作為主要的消費電子類家用電器，在很多國家都有明確的節能要求，如美國能源之星、歐洲Energy Labelling、澳大利亞的MEPS和中國的能效標識制度等。這些節能要求都屬于強制性要求，旨在對相應市場上銷售的電視產品的節能效果進行監管，從而促進電視產品節能技術的發展，提升產品的節能水平，為社會減少能源消耗。電視產品在工作狀態時功率消耗最大，各國的工作狀態功耗有對應的技術參數要求和測量方法。

1 工作狀態功率測量方法

國際上電視產品推廣比較廣泛的能耗標識制度主要包括美國的能源之星（ENERGY STAR）認證、歐洲Energy Labelling和澳大利亞的MEPS（MINIMUM ENERGY PERFORMANCE SYSTEM）認證。這3個能耗標識制度都有各自的能耗標識、技術要求和測量方法。3個標識制度中涉及的工作狀態功耗（on-mode Power Consumption）的測量方法都是基于IEC 62087音頻、視頻和相關設備的功率消耗測量方法版本3.0（Methods of Measurement for the Power Consumption of Audio，Video and Related Equipment Edition 3.0）[1]。IEC 62087 Edition 3.0是針對音視頻產品的能耗測量方法，包括了電視機、機頂盒、視盤機和功率放大器等音視頻設備。

電視產品工作狀態功率（on（average）Mode Power Consumption）測量方法適用于所有用于接收、顯示的電視設備，接收方式涵蓋了各種地面、有線和衛星傳輸方式，圖像格式以產品可以接收、顯示的格式為主，包括標準清晰度和高清晰度圖像。

1.1 測量狀態

測量時，產品設置在出廠模式，亮度、對比度和背光均放置在出廠位置。如果開機運行后需要選擇一個圖像模式，選擇標準模式（Standard Mode）或與其相當的模式，如果沒有，就選擇第一個模式。同時設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，必須關閉。對于具有自動背光控制功能（Automatic Brightness Control）的產品，要關閉該功能；如果不能關閉，測量時要在光感應器處施加至少300 lx的光照。

1.2 測試信號

測試信號包括靜態信號（Static Video Signal）、動態廣播內容視頻信號（Dynamic Broadcast-content Video Signal）和網絡內容視頻信號（Internet-content Video Signal）。

靜態信號有3種信號，包括全黑場信號、全白場信號、彩條信號和三垂直條信號。動態廣播內容視頻信號由典型廣播電視內容組成，持續時間為10 min。網絡內容的視頻信號由典型的網絡內容組成，持續時間為10 min。

1.3 測量方法

測量每種測試信號下的工作狀態功率，此時產品在默認狀態下，自動背光控制關閉或無自動背光控制功能。

1）靜態信號的功率

分別測量電視接收顯示3種靜態信號時的功率，得

式中：Pb為全黑場信號下產品的功率；Pw為全白場信號下產品的功率；Pc為彩條信號下產品的功率；Pt為三垂直條信號下產品的功率；Po_static為產品使用靜態信號時的工作狀態功率。

2）動態廣播內容視頻信號的功率

測量電視接收顯示動態廣播內容視頻信號時的工作狀態功率Po_broadcast。

3）網絡內容視頻信號的功率消率

測量電視接收網絡內容視頻信號時的工作狀態功率為Po_internet。

如果產品在默認狀態下，自動背光控制開啟，測量時，在光感應器處加至少300 lx的光強，獲得產品在各種測試信號下的工作狀態功率Pabc_static，Pabc_broadcast和Pabc_internet。

2 國外能耗標識制度技術要求

2.1 能源之星技術要求

美國能源之星電視產品技術要求現行有效版本為5.3 ENERGY STAR?Program Requirements Product Specification for Televisions Eligibility Criteria Version 5.3[2]。該版本對工作狀態功率的技術要求（On Mode Requirements）如下：

1）對于默認狀態自動背光控制開啟的產品，工作狀態功率按照以下公式計算，并應小于等于表1的要求。

式中：PON為產品工作狀態功率；Po_broadcast為產品光感應器處加載至少300 lx光照時的功率；Pabc_broadcast為環境光照度為0 lx時的功率。

2）對于不提供自動背光控制功能，或默認狀態自動背光控制關閉或可關閉的產品，工作狀態功率應小于等于表1的要求。

表1 工作狀態功率的最大要求

測量時，依據IEC 62087規定的測量狀態和動態廣播內容視頻信號測量Po_broadcast和Pabc_broadcast。

此外，在規定工作狀態功率限值的同時，規定了產品的亮度要求，要求產品默認狀態圖像模式的亮度值應大于等于最亮圖像模式的亮度值的65%。

2.2 歐洲Energy Labelling技術要求和能效標識

1）技術要求

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（Energy Efficiency Index，EEI）劃分的，共分為10個等級，技術要求如表2所示。其中A+++最節能，G等級為最低能源效率能級。

表2 電視能源效率等級

電視產品在獲得能源效率等級的同時，要計算出年耗電量。能源效率等級和工作狀態年耗電量按照式（3）、式（4）、式（5）計算

式中：E為產品工作狀態的年耗電量；A為可視圖像面積；P為電視產品的工作狀態功率；Pbasic為產品的基礎消耗功率；對只有一個高頻頭且無硬盤的電視產品，Pbasic取20 W；對帶硬盤的電視產品，Pbasic取24 W；對帶兩個或多高頻頭的電視產品，Pbasic取24 W；對帶兩個或多高頻頭且帶硬盤的電視產品，Pbasic取28 W；對電視顯示器，Pbasic取15 W。

測量時，依據IEC 62087規定的測量狀態和動態廣播內容視頻信號測量P。

同樣地，規定了產品的亮度要求，要求產品默認狀態圖像模式的亮度值應大于等于最亮圖像模式的亮度值的60%。

2）能效標識

歐洲的能效標識上應注明制造商名稱、商標、型號、能源效率等級EEI、工作狀態功率P、工作狀態年耗電量E和可視圖像對角線尺寸。

2.3 澳大利亞MEPS技術要求

1）技術要求

澳大利亞的MEPS標準為AS/NZS 62087.2.2：2010 Minimum energy performance standards（MEPS）and energy rating label requirements for television sets[5]，測量方法依據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規定的測量狀態、測量信號和測量方法是一致的，屬于等同采用。

AS/NZS 62087.2.2規定的產品默認狀態圖像模式的亮度值應大于等于最亮圖像模式的亮度值的50%。

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

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

星級等級要求如表3所示。

年消耗功率PAEC的計算公式為

表3 星級等級要求

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

2）能效標識

澳大利亞的能效標識上應注明商標、型號、工作狀態年功率消耗PAEC和星級等級SRI。

3 國內外標準評價體系對比

中國平板電視機產品的能效標準采用GB 24850—2010《平板電視機能效限定值及能效等級》，其他文獻資料里已經進行了詳盡介紹，這里不再贅述。中國的能效標識上應注明商標、型號、能效指數和被動待機功率。

第一，對比國內外電視產品的節能標準，評價體系存在很大差異。美國能源之星標準直接評價產品的功率，歐洲Energy Labelling提出能源效率的概念，是通過公式計算獲得的，是實際的消耗功率與基準功率的比值；澳大利亞MEPS是考核年耗電量，通過計算得出星級等級。所以從本質上來說，國外的節能標準都是考核電視產品工作狀態的能源消耗。中國的能效標準的評價體系是用包含亮度和功耗因素的“能效指數”作為評價參數，直觀地反映出平板電視機的電光轉換效率[6]。

第二，產品的測量狀態的差異。國外的節能標準基本沿用了IEC 62087的測量方法，在產品的默認狀態下進行測量，并推薦或要求制造商使用家用模式（Home Mode）作為電視產品默認狀態的圖像模式。中國的能效標準規定了產品的工作狀態，即產品恢復出廠設置后，顯示極限八灰度圖像，調整亮度和對比度，將電視調整到可以準確表現灰階層次的狀態，且這個狀態是相對唯一的。

國內外節能標準的相同之處在于測量工作狀態的功率消耗時，采用IEC 62087規定的動態廣播內容視頻信號。

4 未來標準應考慮的問題

隨著電視技術的發展，特別是數字電視技術的發展，電視已經不再單純具備產生聲音圖像的功能，越來越智能化，不但可以顯示2D畫面，還可以顯示3D圖像，此外可以實現信息的交互（上傳、下載）、網絡漫游、游戲和在線音視頻等多種應用。但是筆者認為，作為電視產品，主要功能是產生圖像和聲音，所以能耗或能效標準只需考核其作為電視功能時的功率消耗，其他都是附加功能。所以顯示3D圖像和進行信息交互時的功率消耗是未來標準應該考慮的內容。目前的能源之星針對交互電視（Hospitality Television）在進行信息下載模式（Download Acquisition Mode）時的功率消耗提出了技術要求，并給出了測量方法；澳大利亞標準在計算年耗電量時也加入了對主動待機狀態時進行信息下載的功率消耗的考慮。

此外，目前的電視產品增加了很多提高畫質的技術，如動態背光技術、local dimming技術等，這些技術在改善畫質的同時帶來了功耗的降低，技術變化帶來了節能效果。但從中國能效標準測量角度出發，這些技術在測量動態廣播內容視頻信號時改變了樣機狀態，改變了背光、亮度和對比度設置，已經不是調整完極限八灰度后的樣機狀態。所以未來能效標準修訂過程中應考慮這些技術對能效測量的影響。

[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]阮衛泓.GB 24850—2010《平板電視機能效限定值及能效等級》標準解析[J].電視技術，2010，34（12）：149-153.