張錦 福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院
燈具產(chǎn)品電磁兼容測試要求、常見問題和解決方法
張錦 福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院
近年來,隨著我國房地產(chǎn)品市場快速發(fā)展,民用家居照明在經(jīng)過市場不斷培育之后,正趨于完善和成熟,家居照明需求呈現(xiàn)出較快增長的態(tài)勢。伴隨著燈具產(chǎn)品高增長而產(chǎn)生的電磁兼容問題也給環(huán)境帶來了電磁污染等問題。我國在2002年開始執(zhí)行“CCC”強(qiáng)制性認(rèn)證,也把電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)作為評價依據(jù)。本文通過介紹目前人們關(guān)心的燈具產(chǎn)品在國內(nèi)3C認(rèn)證中采用的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和其在電磁兼容產(chǎn)生原因及解決方案進(jìn)行簡明清晰的介紹。
電源端子騷擾電壓 輻射電磁騷擾 插入損耗 諧波電流測試
①《GB 17743-2007/CISPR 15:2005電氣照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》
②《GB 17625.1-2003/IEC 61000-3-2:2001 電磁兼容限值 諧波電流發(fā)射限值(設(shè)備每相輸入電流≤16A)》
①電源端子騷擾電壓(9kHz~30MHz)
②輻射電磁騷擾(9kHz-30MHz)
③輻射電磁騷擾(30MHz-300MHz)
④插入損耗(150kHz~1605kHz)
⑤諧波電流測試(50Hz~2000Hz)
通常我們燈具的電源部分采用的是電子式的鎮(zhèn)流器和電感式的鎮(zhèn)流器兩種,由于電感式鎮(zhèn)流器功耗大、耗金屬材料、啟動慢、低電壓不宜啟動等方面的特點,所以現(xiàn)在慢慢淡出市場?,F(xiàn)在市場上常見的都是采用電子式鎮(zhèn)流器。本文主要對帶電子式鎮(zhèn)流器的燈具在電磁兼容測試方面產(chǎn)生原因及解決方法提出一些淺見。
3.1 電源端子騷擾電壓(9kHz~30MHz)
電源端子騷擾電壓是指燈具設(shè)備自身產(chǎn)生并通過電源端子傳輸形成的電磁騷擾。電源端子騷擾電壓測試頻率范圍一般為9kHz~30MHz,主要是有以下幾部分產(chǎn)生的:
①燈具初級部分常采用整流二極管、高頻整流二極管等器件,這些二極管都工作在開關(guān)狀態(tài),在二極管由于阻斷狀態(tài)到導(dǎo)通過程中,會產(chǎn)生一個很高的電壓尖峰;
②IC電路中的邏輯信號;
③逆變器工作時產(chǎn)生的干擾。
由于上述構(gòu)成的電源端子騷擾電壓的特點是電壓幅度高而頻率低等特點,所以要對這些方面的進(jìn)行整改應(yīng)加入下述一些整改對策:
①1MHz以下差模干擾是最主要的干擾源,一般需要在電源輸入部分加入一個差模電容和/或差模電感,并且注意差模和共模濾波器的結(jié)合使用;
②注意濾波元件的選取,同一電感量的共模電感,不同的磁芯材料,效果相差很大,有時候不是方法不對,是電子元件質(zhì)量的問題;
③在線路板的布線方面,應(yīng)注意主電路輸入線與輸出線盡量分開走線。
3.2 輻射騷擾(9kHz~30MHz和30MHz~300MHz)
輻射騷擾是由于設(shè)備自身所有產(chǎn)生并以電磁兼容的形式通過空間傳播形成的電磁騷擾。燈具一般是由于通過產(chǎn)品的殼體和電纜等形成天線發(fā)射效應(yīng)對外部環(huán)境產(chǎn)生輻射騷擾。在這一測試項目上特別是頻率在(30~300)MHz上往往不能通過試驗,通過試驗發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這一結(jié)果的主要成因是:燈具的PCB板布線和內(nèi)部走線的不合理,元器件的選用不合適。
由于燈具所選用的電子鎮(zhèn)流器的工作頻率不是很高,高頻功率不是很大,我們采用下面一些方法對燈具進(jìn)行整改:
①對于兩頭接線的支架燈,電纜不要貼著金屬外殼,高頻變壓器和散熱器走線,有效的處理辦法是降低電子鎮(zhèn)流器的工作頻率,把電源線做成雙絞線也有一定效果,同時注意線的粗細(xì)對傳導(dǎo)干擾抑制的影響;
②變壓器應(yīng)盡量選用電磁屏蔽性較好的磁芯材料,在原、次邊繞組間增加一個屏蔽層,屏蔽層良好接地;
③在高頻變壓器原、副邊并聯(lián)一個Y1電容,電容最大不能超過4.7nF,否則會造成產(chǎn)品的漏電流過大;
④特別指出的是器件的選擇也是很重要的,不同的元件質(zhì)量的差別往往造成效果差距很大。
3.3 插入損耗
對于帶啟動器的熒光燈具的電源端子傳導(dǎo)干擾是用插入損耗這一指標(biāo)來衡量的。熒光燈具在工作時產(chǎn)生的騷擾電平的一部分,通過燈具自身損耗而不反映到電源網(wǎng)絡(luò),即所謂的插入損耗。從熒光燈具穩(wěn)態(tài)時的等效電路可以看到鎮(zhèn)流器和啟動器內(nèi)抗無線電干擾的電容構(gòu)成了LC濾波器,所以熒光燈具本身發(fā)射的電磁婆就是由于LC濾波器來衰減的。
3.4 諧波電流測試
電源電流諧波產(chǎn)生的原因是因為電子鎮(zhèn)流器需要從交流電網(wǎng)中得到直流電壓,而得到直流電壓的方法就是采用整流和直流儲存電容,這樣只有在電源電壓超過直流電容上的電壓時,才能從電源中吸收電流,這種方法就會導(dǎo)致電源電流波形畸變,這種畸變現(xiàn)象就是諧波產(chǎn)生的主因。解決諧波幾種常用方法是:
①電源輸入端有共模電感的話,調(diào)整共模電感的感量也會影響節(jié)能燈的諧波電流和相位角;
②采用逐流電路,但因需要空間較多,需要產(chǎn)品體積容許;
③引入高頻反饋環(huán)路,調(diào)整觸發(fā)電容的參數(shù),改變電流導(dǎo)通波形;
④高品質(zhì),大功率節(jié)能燈/電子鎮(zhèn)流器可采用功率因素校正電路簡稱PFC(英文Power Factor Correction)。PFC電路的基本功能就是增大整流二極管的導(dǎo)通角,抑制電源電流的波形畸變,提高線路功率因數(shù)。
在激烈的市場競爭中,為了適應(yīng)市場需求,照明設(shè)備不斷的推陳出新,新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)也同時帶來電磁兼容新的問題,只有通過不斷研究和實踐才能更好的解決燈具在電磁兼容的問題。讓我們攜手為中國走向照明強(qiáng)國而努力。