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欧盟CE灯具产品EMC测试要求和常见问题

欧盟CE灯具产品EMC测试要求和常见问题
欧盟CE灯具产品EMC测试要求和常见问题

一、欧盟灯具产品适用的EMC标准:

EN55015:电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法

EN61547:一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求

EN61000-3-2:电磁兼容 限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)

EN61000-3-3 :电磁兼容 限值 对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制

CISPR15-2018:CDNE测试方法

灯具测试标准查新-2018年12月

IEC61000-3-2 2018 电磁兼容性emc- 谐波电流发射限值-标准更新

二、灯具产品EMC测试项目

EMI(干扰)测试:

Conducted emission test:传导干扰测试

Radiated emission test:磁场辐射干扰测试(9kHz-30MHz)

Radiated emission test:电磁辐射干扰测试(30MHz-300MHz)

Harmonic current test:谐波电流测试

Voltage fluctuations and flicker test:电压波动和闪烁测试

EMS(抗干扰)测试:

Electrostatic discharge immunity test—静电放电(ESD)抗扰度测试

Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test—辐射电磁场抗扰度测试

Electrical fast transient/burst immunity test—电快速瞬变/脉冲群(EFT/B)抗扰度测试

Surge immunity test—浪涌(雷击)抗扰度测试

Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields—注入电流抗扰度测试

Power frequency magnetic field immunity test—工频磁场抗扰度测试

(只针对含霍尔元件,对磁场辐射敏感的产品才要做此项测试)

Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity test—电压暂降,短时中断和电压变化抗扰度测试

三、灯具产品EMC常见不合格项目和典型案例

LED灯泡/节能灯(小于25W): 谐波和传导测试失败及整改案例

谐波电流测试

⑴ 什么是谐波电流?

低压电源网络中,使用的电子电气设备,其供电电压是正弦波,但其电流经过二极管整流等原因,可能发生畸变.

供电系统为50Hz的交流电, 二次谐波为100Hz,三次谐波为150Hz, 以此类推.

以下两图为EUTTEST提供的DPA500N谐波闪烁测试分析仪测试显示数据:

⑵ 谐波的危害

对于电子镇流器等照明设备,如果是单独使用,其危害并不一定能够明显地表现出来。但如果千家万户密集使用,所产生的谐波电流将对电力系统造成严重污染.电流谐波含量过高的电子镇流器在电网某一个路密集使用,会使三相四线制供电系统的中线电流急剧增加,引起中线超负荷,很容易导致电子镇流器成批损坏.

过量的电流谐波会使发电机产生附加功率损耗,引起发热. 谐波电流会增加变压器和电网的损耗;

对继电保护、自动控制装置和计算机产生干扰或造成误动作.

影响电力测量的准确性

⑶ 照明设备谐波电流的标准和限值

国际标准: IEC 61000-3-2

欧洲标准:EN 61000-3-2

国家标准:GB 17625.1

照明设备属于C类设备,C类设备的限值:

注意: 由于LED灯不属于放电灯,根据谐波电流标准规定:不属于B、C、D类设备的产品都归到A类.所以很多实验室都把功率小于LED灯和LED驱动器归A类产品测试谐波,A类限值相对宽松.

小于25W的节能灯的谐波电流测试

图为一款节能灯的电路图

从EUTTEST提供的DPA500N上看到谐波电流波形发生畸变

从EUTTEST提供的谐波测试分析仪DPA500N测试软件显示谐波电流超过限值.

原因分析: 产品在整流之后有一个10uF的电解电容,导致三次谐波,五次谐波超标,或电流相位角不符合要求.

整改方法: 1 把电解电容从10uF改为2.7uF或2.2uF,情况大为改善;

  1. 电源输入端有共模电感的话,调整代模电感的电感量也会影响节能灯的谐波电流和相位角
  2. 产品体积容许的话,采用逐流电路
  3. 引入高频反馈环路,调整触发电容的参数,改变电流导通波形
  4. 高品质,大功率节能灯/电子镇流器可采有源功率因素校正电路(APFC)

电子镇流器辐射不合格

电子镇流器正常工作时会产生辐射向外发射,在电波暗室测试时接收天线将会接收场内一切干扰信号,特别现在CISPR15-2018对300MHz以上辐射都规定了不同的RE辐射骚扰测试方法,以最常见的电波暗室测试法来看,在RE测试完成后,如果测试数据超过限值线必须进行整改才可让产品上市销售。

灯具RE 30MHz-300MHz测试数据
灯具RE 30MHz-300MHz测试数据

超过CISPR15 RE限值线的电子镇流器测试数据

为解决以上问题,推荐使用EUTTEST公司代理销售的电场探头和电磁干扰扫描板来进行辐射发射的debugging过程。

详见EUTTEST近场辐射RE测试方案:

近场PCB整改EMC电磁兼容 EMI测试方案-深圳市易优特测试技术有限公司

灯具RE 30MHz-300MHz使用emscanner整改后测试数据
灯具RE 30MHz-300MHz使用emscanner整改后测试数据

整改要点: 1 在升压二极管D6前面或后面串联一个磁珠

2 在CMOS Q1 并联一个102电容

3 在电源输入线地线上串联一个适当的色环电感或磁珠

LED驱动器传导,辐射问题

1 二极管的反向恢复引起噪声干扰.由于LED驱动器常使用工频整流二极管、高频整流二极管、续流二极管等,这些二极管都工作在开关状态,在二极管由阻断状态到导通过程中,会产生一个很高的电压尖峰。

2 开关管开关动作时产生的电磁干扰

3 高频变压器的设计,尽量选用电磁屏蔽性较好的磁芯材料,在原、次边绕组间增加一个屏蔽层,屏蔽层良好接地。

4 在高频变压器原、副边并联一个Y1电容,一般为2.2nF,电容最大不能超过4.7 nF,否则会造成产品的漏电流过大。

电源端子骚扰电压(传导干扰)

  1. 1MHz以下,差模干扰是最主要的干扰源,一般需要在电源输入部分加入一个差模电容和/或差模电感.,注意差模和共模滤波器结合使用。

⑵ 注意滤波元件的选取,同一电感量的共模电感,不同的磁芯材料,效果相差很大,有时候不是方法不对,是电子元件质量的问题.

  1. 注意线路板的布线,主电路输入线与输出线尽量分开走线,对于两头接线的支架灯,电缆不要贴着金属外壳,高频变压器和散热器走线,有效的处理办法是降低电子镇流器的工作频率,把电源线做成双绞线也有一定效果,同时注意线的粗细对传导干扰抑制的影响.

更多灯具EMC测试信息登录www.euttest.com查看。

扩展阅读:

电气照明等类似设备EMC测试设备方案-深圳市易优特测试技术有限公司-M