周 睿，霍宏艷

（1.國家市場監(jiān)管總局機關服務中心，北京 100088；2.北京泰瑞特檢測技術服務有限責任公司，北京 100015）

0 引言

外部電源（External Power Supply，EPS）是將市電電源轉換成不同的電壓、自身具有物理外殼且與作為負載的單獨設備一起使用的設備。常見的外部電源產(chǎn)品包括用于音視頻產(chǎn)品和信息技術產(chǎn)品的電源適配器、開關電源等。其工作原理是：工作頻率為50 Hz 的交流電源經(jīng)可控制的整流器件給存貯電容器充電，通過高頻脈沖寬度調制信號控制開關管輸出所需的多個直流電源，通過控制脈沖占空比達到穩(wěn)定輸出的目的。在電壓變換的過程中，由于非線性元器件的使用，產(chǎn)生大量工作頻率的三次及高次諧波的分量。較大的諧波電流分量可能造成系統(tǒng)電源電壓畸變、過零噪聲、中性線過熱以及變壓器溫升過高等問題?？紤]到外部電源大量應用于現(xiàn)代電子電器設備，對其產(chǎn)生的諧波電流進行有效評估和控制具有重要意義[1]。

1 GB 17625.1—2022 標準關于外部電源的要求

《電磁兼容 限值 第一部分：諧波電流發(fā)射限值（設備每相輸入電流≤16 A）》（GB 17625.1—2022）國家標準[2]已于2022 年12 月29 日發(fā)布，將于2024年7 月1 正式實施。該標準適用于準備接入公用低壓配電系統(tǒng)的每相額定輸入電流不大于16 A 的電氣和電子設備，旨在對其產(chǎn)生的工作頻率（50 Hz）的2 ～40 次諧波分量進行評估[3]。標準明確提出在對外部電源產(chǎn)品進行設備分類時，應根據(jù)使用說明按其指定服務的設備類型對EPS 進行設備分類。為特定型號設備設計的EPS，應和特定型號的設備按照針對設備的特定試驗條件一起試驗。為一種或多種通用類型設備（如一盞燈或一件器具）以及不是為特定型號設備（如由特定制造商制造的燈具或特定品牌的廚房攪拌器）設計的EPS，應使用與使用說明中規(guī)定設備性能接近的負載或模擬負載進行試驗。這些被供電設備的類型應按GB 17625.1—2022標準第5 章要求分類，EPS 應滿足相應分類的限值要求。

2 設備的分類

GB 17625.1—2022 標準將設備分為A、B、C、D 共4 個等級。A 類設備主要包括平衡的三相設備、家用電器、音視頻產(chǎn)品及其他未規(guī)定為B、C、D 類的設備，B 類設備包括便攜式工具和不屬于專用設備的電弧焊設備，C 類設備為照明設備，D 類設備包括功率不大于600 W 的個人計算機、個人計算機顯示器和電視接收機等。設備的分類主要考慮被測設備對供電系統(tǒng)的影響，包括在用設備的數(shù)量、使用持續(xù)時間、使用同時性、消耗的功率以及諧波頻譜等。不同類別的設備所對應的諧波電流發(fā)射限制不同。表1 分別給出了A 類設備和D 類設備的限值，A 類、D 類設備最大允許的第3 ～39 次奇次諧波電流限值一致，但D 類設備還規(guī)定每瓦允許的最大諧波電流（選兩者中的最小者）；對A 類設備規(guī)定了最大允許的偶次諧波電流，而D 類設備無偶次諧波電流限值要求。

表1 A 類設備和D 類設備的限值

對EPS 進行諧波電流測試，限值分類應根據(jù)其指定服務的設備類型來選擇。由于所應用的限值不同，為不同類型設備供電的EPS，其諧波電流測試結論可能存在差異。例如，某型號EPS 的2 次諧波電流測量值為1.09，當該EPS 為A 類設備供電，則按照A 類設備限值判定該EPS 諧波電流發(fā)射值超出限值要求，應判定為諧波電流發(fā)射不符合標準要求；而當該EPS 為D 類設備供電，由于D 類設備對偶次諧波電流無限值要求，則可判定該EPS 諧波電流發(fā)射值符合標準要求。再如，某型號EPS 的實測有功功率為600 W，三次諧波電流為2.2 A，當該EPS 為A 類設備供電，則按照A 類設備限值判定該EPS 諧波電流發(fā)射值未超出限值要求，應判定為諧波電流發(fā)射符合標準要求；而當該EPS 為D 類設備供電，由于D 類設備每瓦允許的最大三次諧波電流為3.41 mA·W-1，則其三次諧波電流限值應為2.05 A，則按照D 類設備限值判定該EPS 諧波電流發(fā)射值超出限值要求，應判定為諧波電流發(fā)射不符合標準要求。

3 驗證試驗

為了驗證為不同類型設備供電的EPS 諧波電流測試結果差異，文章進行了驗證試驗。

3.1 為非特定型號設備設計的EPS 實測示例1

受試樣品為某型號開關電源，供電電壓為交流220 V，供電電流為2.5 A。分別在以下兩種試驗條件下對該開關電源進行諧波電流檢測：第一，受試開關電源匹配服務器進行試驗，服務器按照標準附錄B 要求調整工作狀態(tài)，測試結果如圖1 所示；第二，受試開關電源匹配個人計算機進行試驗，個人計算機按照標準附錄B 要求調整工作狀態(tài)，測試結果如圖2 所示。

圖1 開關電源匹配服務器諧波電流測試結果

圖2 開關電源匹配個人計算機諧波電流測試結果

在試驗條件一下，EPS 為服務器供電，依據(jù)GB 17625.1—2022 標準，服務器屬于A 類設備，故該EPS 應依據(jù)A 類限值進行判定。從圖1 可以看出，受試樣品2 ～40 次諧波電流均滿足限值要求，測試結論為合格。在試驗條件二下，EPS 為個人計算機供電，依據(jù)GB 17625.1—2022 標準，個人計算機屬于D 類設備，故該EPS 應依據(jù)D 類限值進行判定。從圖2 可以看出，EPS 多個奇次諧波電流發(fā)射超過標準限值，測試結論為不合格。

3.2 為非特定型號設備設計的EPS 實測示例2

受試樣品為某型號電源適配器，供電電壓為交流220 V，供電電流為1.7 A。分別在以下兩種試驗條件下對該開關電源進行諧波電流檢測：第一，受試電源適配器匹配筆記本電腦進行試驗，筆記本電腦按照標準附錄B 要求調整工作狀態(tài)，測試結果如圖3 所示；第二，受試電源適配器匹配發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）臺燈進行試驗，LED臺燈按照標準附錄B 要求調整工作狀態(tài)，測試結果如圖4 所示。

圖3 電源適配器匹配筆記本電腦諧波電流測試結果

圖4 電源適配器匹配LED 臺燈諧波電流測試結果

在試驗條件一下，EPS 為筆記本電腦供電，依據(jù)GB 17625.1—2022 標準，筆記本電腦屬于D 類設備，故該EPS 應依據(jù)D 類限值進行判定[4]。從圖3可以看出，受試樣品實測有功功率≤75 W，諧波電流發(fā)射無適用限值，測試結論為合格。

在試驗條件二下，EPS 為LED 臺燈供電，依據(jù)GB 17625.1—2022 標準，LED 臺燈屬于C 類設備，故該EPS 應依據(jù)C 類限值進行判定。從圖4 可以看出，EPS 多個奇次諧波電流發(fā)射超過標準限值，測試結論為不合格。

結合上述試驗結論可以發(fā)現(xiàn)，由于指定服務的設備本身諧波電流發(fā)射水平不同、諧波抑制設計方案多樣，同一外部電源產(chǎn)品在匹配不同設備進行諧波電流發(fā)射試驗時，實測有功功率不同，各次諧波電流值也不盡相同，且由于所依據(jù)的判定限值不同，甚至出現(xiàn)了測試結論不一致的情況[5]。

4 結語

根據(jù)國家市場監(jiān)督管理總局2023 年發(fā)布的《強制性產(chǎn)品認證目錄描述與界定表》，音視頻設備配套的電源適配器（0807）、信息技術設備/電信終端設備配套的電源適配器（0907）、計算機/服務器內置開關電源（0907）均屬于國家強制性產(chǎn)品認證（CCC 認證）目錄范圍，在進行型式試驗過程中需依據(jù)GB 17625.1—2022 標準進行諧波電流發(fā)射檢測。由于同一外部電源產(chǎn)品可能為多種不同設備類型的整機產(chǎn)品供電，故外部電源制造商或經(jīng)銷商應在使用說明中特別指明能為哪些類型設備供電，以免檢測機構使用不適合的整機負載或應用限值對產(chǎn)品的諧波電流發(fā)射水平進行評估。此外，對于使用外部電源產(chǎn)品的其他強制性認證目錄范圍內的整機產(chǎn)品，在進行產(chǎn)品認證過程中，應對使用和報備的外部電源諧波分類進行識別，選擇相同設備分類或限值更加嚴格的設備分類的外部電源產(chǎn)品，以免影響整機產(chǎn)品諧波電流的檢驗結論。