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照明产品电磁兼容性EMC测试及如何检测
时间:2018-10-25 13:00:19  作者:临测检测技术(上海)有限公司  点击:
LED凭借自身高光效、长寿命、节能环保等显著优势在照明行业中渐渐确立了龙头地位,如室内、室外照明等众多领域。伴随国家各类扶植政策的出台,国内涌现出大批LED照明产品制造厂商,但是LED照明产品质量良莠不齐,在一定程度上影响了LED照明产品的推广。

根据市场质检专项抽查,LED照明产品不合格率达到73.9%,其中不合格项主要集中在谐波电流、浪涌冲击、骚扰电压等电磁兼容测试(EMC测试)项目。电磁兼容性(EMC)是影响LED照明产品可靠性的重要因素。

一、EMC测试标准

目前国际上尚无针对LED照明产品专用的EMC测试标准,目前的作法是根据LED照明产品应用的领域,参考执行相关标准。如车用LED照明产品应参照CISPR25《用于保护车辆接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》、ISO7637-2《道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰沿电源线的瞬态传导》和ISO11452《道路车辆用窄带发射的电磁能量进行电磁干扰部件试验方法》等标准执行EMC测试,这部分内容本文不作讨论。FDA认证

本文探讨的重点是一般用途LED照明产品(除车用照明、航空照明、影印机等专用LED照明设备)的EMC测试标准。

具体如表1所示:
照明产品电磁兼容性EMC测试及如何检测


二、EMC测试项目

LED照明产品的EMC测试项目目前可以分为电磁干扰(EMI)和电磁敏感度(EMS)。

EMI(ElectromagneTIc Interference)即电磁干扰测试,是测试LED照明产品产生的可能引起其它事物(包括设备、系统、人及动植物)性能降低或产生损害的电磁骚扰。

EMS(ElectromagneTIc SuscepTIbility)即电磁敏感性(抗扰度)测试,是测试LED照明产品对电磁骚扰如雷击、ESD静电抗击测试和振铃波等抗扰能力。
照明产品电磁兼容性EMC测试及如何检测


三、测试项目分析

1、Harmonic(谐波测试)

Standard:EN61000-3-2

a) 规定向公共电网发射的谐波电流的限值。

b)指定由在特定环境下被测设备产生的输入电流的谐波成分的限值。

c) 适用于输入电流小于或等于16A的接入公共低电压网络的电子电气设备。

谐波测试主要是检验低压供电网络中的谐波可能对这些频率敏感的设备所产生的影响。

谐波实验原理:由于电子设备的工作模式、非线性元件和各种干扰噪声等原因,导致其输入电流不是完全的正炫波,往往含有丰富的高次谐波成分对电网造成污染。
照明产品电磁兼容性EMC测试及如何检测

电力系统中的谐波指的是那些频率为供电系统额定频率整数倍的正弦电压或正弦电流。

公共输电系統出現谐波电流会引起以下问题﹕

1、损失更多电能﹐每一个谐波都有无功功率部分、有功功率部分﹐(其中有功功率会令导线发热﹐导致导线要采用更大面积);

2、电子部件使寿命缩短;

3、电压失真导致电机效率降低

谐波电压是由叠加在电源电压上的一个或多个连续正炫波的组合波构成 。
照明产品电磁兼容性EMC测试及如何检测

谐波导致电网电压产生畸变

A  类限值

2. 电压波动和闪烁 Flicker

Standard: EN 61000-3-3

a)对定电压波动和闪烁对公共电网的影响的限值。

b) 指定在特定的条件下被测样机产生的电压变化限值和评估方法的指导。

c)适用于每相输入电流小于或等于16A的接入公共低电压网络的220V到250V,50Hz的电子电气设备

该标准的目的是为了保证产品不对与其连接在一起的照明设备造成过度的闪烁影响(灯光闪烁)。

下表对于各相对电压变化值允许的分钟变化率或变化时间。可以理解为电压变化幅度越大,允许的变化速度就越小,或者说是要求变化的时间也越大。

限值:
照明产品电磁兼容性EMC测试及如何检测

3.传导骚扰 CE (0.15-30MHz)

Standard:EN61000-6-4

A) 电子电气测量测试设备

B)电子电气控制设备

C)电子电气实验室设备

Classification of equipment

Class A: (非家用)equipment suitable for use in all establishments other than domestic and those directly connected to a low voltage power supply network which supplies buildings used for domestic purposes.

Class B: (家用)equipment suitable for use in domestic establishments and in establishments directly connected to a low voltage power supply network which supplies buildings used for domestic purposes.
照明产品电磁兼容性EMC测试及如何检测

传导骚扰实验原理:

当电子设备干扰噪声的频率小于30MHz, 主要干扰音频频段,电子设备的电缆对于这类电磁波的波长来说,还不足一个波的波长(30MHz的波长为10m), 向空中辐射的效率很低,这样若能测得电缆上感应的噪声电压,就能衡量这一频段的电磁噪声干扰程度,这类噪声就是传导噪声。
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LISN的作用:

1.在EUT及供电电源之间起高频隔离作用,避免来自供电电源的噪声进入EUT,影响测量结果。

2.模拟实际的供电电源阻抗,为EUT的电源端子间提供规定的阻抗,以使测量结果统一化。

3.保持测试频段内的阻抗稳定为50欧,以实现与测量接收机/频谱分析仪的输入阻抗匹配。

4.辐射骚扰 RE (30-1000MHz)

Standard:EN61000-6-4

Classification of equipment

Class A: equipment suitable for use in all establishments other than domestic and those directly connected to a low voltage power supply network which supplies buildings used for domestic purposes.非家用

Class B: equipment suitable for use in domestic establishments and in establishments directly connected to a low voltage power supply network which supplies buildings used for domestic purposes. 家用

a)电子电气测量测试设备

b)电子电气控制设备

c)电子电气实验室设备
照明产品电磁兼容性EMC测试及如何检测

辐射骚扰实验原理:

当天线的总长度大于信号波长λ的1/20,会向空间产生有效的辐射发射,当天线的长度为λ/2的整数倍时,辐射的能量大。当噪声频率大于30MHz时,电子设备的电缆,开孔、缝隙都容易满足上述条件,形成辐射发射。EMC整改
 

5.静电放电 ESD

Standard: IEC 61000-4-2 Criteria B

目的是检验单个设备或系统抗静电泄放干扰的能力。

实验原理:ESD实验是模拟人体、物体在接触设备时产生的静电放电或人体、物体对邻近物体的放电包括直接通过能量的交换,引起器件的损坏或放电所引起的近场(电场和磁场的变化),造成设备的误动作。
照明产品电磁兼容性EMC测试及如何检测

Test Setup


6、辐射抗扰度 RS

Standard: IEC 61000-4-3 Criteria A

目的是检验单个设备或系统抗电场干扰的能力。

Test Waveform

频率范围:80MHz-2.5GHz,

调制方式:80% AM, 1kHz sin-wave

频率步长:1%



驻留时间: 3s

Test Setup

7、快速脉冲群 EFT/Burst

Standard: IEC 61000-4-4 Criteria B

实验目的是考察单个设备或系统抗快速瞬变干扰的能力,这些瞬变骚扰是由于感性负载的中断等瞬变动作,导致脉冲成群的出现,脉冲重复频率高,上升时间短,单个脉冲能量低等会导致设备误动作。

Test Setup

8.雷击浪涌 Surge

Standard: IEC 61000-4-5 Criteria B

实验目的是考察EUT抗浪涌干扰的能力,这些瞬变骚扰是由于其他设备的故障短路,主电源系统切换,间接雷击等产生的干扰。

Test Waveform
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9.传导射频干扰 CS

Standard: IEC 61000-4-6 Criteria A

实验目的是考察单个设备或系统抗传导骚扰的能力。

实验原理:主要考察外界从导线或电缆而引入的0.15MHz-80MHz的连续干扰电压时的抗扰性。

Test Waveform

频率范围:0.15MHz-80MHz

调制方式:80% AM, 1kHz sin-wave

频率步长:1%

驻留时间: 3s

10.公频磁场 Rated power frequency magnetic field

Standard: IEC 61000-4-8 Criteria A

实验验目的是考察EUT抗磁场干扰的能力。

*针对工业环境要求

*针对磁敏感设备,例如霍尔元件

11.电压暂降和跌落 Dips

Standard: IEC 61000-4-11 Criteria B & C

实验验目的是考察EUT抗电压跌落和暂降的能力。


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