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照明产品的电磁兼容(EMC)问题及检测技能

照明产品的电磁兼容(EMC)问题及检测技术-跟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项目。电磁兼容性(EMC)是影响

  LED凭仗自身高光效、长寿命、节能环保等明显优势在照明职业中逐渐确立了龙头位置,如室内、室外照明等很多范畴。随同国家各类拔擢方针的出台,国内涌现出大批LED照明产品制作厂商,可是LED照明产品质量良莠不齐,在必定程度上影响了LED照明产品的推行。跟据商场质检专项检查,LED照明产品不合格率到达73.9%,其间不合格项首要会集在谐波电流、浪涌冲击、打扰电压等电磁兼容测验项目。电磁兼容性(EMC)是影响LED照明产品可靠性的重要因素。

  1、EMC测验标准

  现在世界上尚无针对LED照明产品专用的EMC标准,现在的作法是依据LED照明产品应用的范畴,参阅履行相关标准。如车用LED照明产品应参照CISPR25《用于维护车辆接收机的无线电打扰特性的限值和丈量办法》、ISO7637-2《路途车辆 由传导和耦合引起的电打扰 沿电源线的瞬态传导》和ISO11452《路途车辆 用窄带发射的电磁能量进行电磁搅扰 部件实验办法》等标准履行EMC测验,这部分内容本文不作评论。本文评论的重点是一般用处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测验标准,详细如表1所示。

  

  2、EMC测验项目

  LED照明产品的EMC测验项目现在能够分为电磁搅扰(EMI)和电磁灵敏度(EMS)。EMI(Electromagnetic Interference)即电磁搅扰测验,是测验LED照明产品发生的或许引起其它事物(包含设备、体系、人及动植物)功能下降或发生危害的电磁打扰。EMS(Electromagnetic Susceptibility)即电磁灵敏性(抗扰度)测验,是测验LED照明产品对电磁打扰如雷击、ESD静电抗击测验和振铃波等抗扰才能。

  

  表2列举了LED照明产品的EMC测验项目、包含首要测验内容、首要测验设备、测验环境。以下将侧重评论EMI电磁搅扰、静电放电、浪涌冲击这三方面测验内容。

  2.1、EMI测验

  电磁搅扰EMI(Electromagnetic Interference),有传导搅扰和辐射搅扰两种。传导搅扰是指经过导电介质把一个电网络上的信号耦合(搅扰)到另一个电网络。辐射搅扰是指搅扰源经过空间把其信号耦合(搅扰)到另一个电网络。在高速PCB及体系规划中,高频信号线、%&&&&&%的引脚、各类接插件等都或许成为具有天线特性的辐射搅扰源,能发射电磁波并影响其他体系或本体系内其他子体系的正常作业。众所周知,EMC的测验方针是电子电器设备,而照明设备作为其间重要的一块,天然也有相应的束缚。如美国的FCC认证,欧盟的CE认证等都对LED照明设备提出了相关的测验项目。当谈论到电磁搅扰时,一般来讲有两种搅扰源;一种是传导搅扰,首要是电子设备发生的搅扰信号经过导电介质或公共电源线相互发生搅扰,LED灯具的FCC认证传导搅扰扫瞄测验频率从0.15MHz开端至30MHz完毕,CE认证中的传导搅扰扫瞄测验频率从9KHz开端至30MHz完毕。 别的一种搅扰是辐射搅扰,首要是指电子设备发生的搅扰信号经过空间耦合把搅扰信号传给另一个电网络或电子设备,LED灯具的FCC认证空间辐射搅扰扫瞄测验频率从30MHz开端至1GHz完毕,CE认证中的空间辐射搅扰扫瞄测验频率从30KHz开端至300MHz完毕。

  在照明职业中,在测验9KHz-30MHz波段的EMI中有两种办法,一种是选用Antenna(天线)和EMI接收机,其依据标准是CISPR15,EN55015,GB17743。关于照明灯具或许发生的低频磁场设备,需求选用CISPR16-1-4规则的三环天线丈量其低频磁场辐射打扰。首要是由三环天线和EMI接收机进行测验,测验时需在屏蔽室室内进行。注:三环天线将X方向,Y方向和Z方向低频磁场重量转化为RF信号,并经过同轴开关三个通道输送到EMI接收机进行丈量;别的一种是选用LISN测验办法,测验时需求由EMI接收机+人工电源网络+LISN和测验软件进行。传导打扰测验体系用于丈量灯和灯具照明设备在正常作业状态下电源端口发生的打扰,LISN完成RF信号的阻隔,采样,阻抗匹配,并为EUT供给电通道,EMI接收机对RF信号进行丈量,并终究由EMI测验软件进行剖析,处理和判限。测验时需在屏蔽室进行。

  与此一起,在9KHz-300MHz波段的EMI测验中选用的是CDN法。在CISPR15,EN55015和GB17743标准中还供给别的一种照明设备的辐射电场打扰测验办法,即CDN共模端子电压法。选用CDN法,首要包含EMI接收机,CDN和衰减器。测验时能够在屏蔽室内进行。

  依据相关根底标准如CISPR16,力汕研制出产了两款EMI测验设备,而针对传统及新式照明职业标准,两款设备的扫描频率各不同, EMI-9KB EMI扫描频率为9KHz~300MHz,合适LED及传统照明设备的检测; EMI-9KA EMI扫描频率为9KHz~30MHz则首要合适传统照明设备的检测。而断定被测物是否契合标准,咱们引用了峰值,准峰值平和均值三个值来断定,考虑到不同标准的差异,软件可直接调用GB17743、FCC、EN55015、GB4343等断定标准。

  2.2、静电放电

  LED归于半导体器材,在LED制作、安装、运送、存储、运用各阶段中,出产设备、资料、和操作者都或许给LED带来静电丢失,导致LED过早呈现漏电流增大、光衰加剧,乃至“死灯”现象。静电放电对LED的电光参数包含反向漏电流、正向I-V特性、光通量均会形成必定程度的劣化。静电放电是影响 LED及LED照明产品可靠性的重要因素之一。

  LED是LED照明产品的要害资料。关于LED的静电放电抗扰度测验,应遵从相关世界标准如美国国家标准ANSI/ESD STM5.1、ANSI/ESD STM5.2,世界电子电工协会标准JESD22-A114D、JESD22-A115-A,美国军方标准MIL-STD-883等。上海力汕电子科技研制的的ESD61000-2静电放电发生器专门针对LED静电灵敏等级断定要求及特色而规划,选用机器形式(MM)及人体形式(HBM)静电放电实验,静电放电电压最高可达30KV;LED电压、电流丈量准确度可达0.2%;LED正向电压分辨率1mV;反向漏电流分辨率0.01μA。关于LED照明产品而言,其全体的静电放电抗扰度测验须依照GB/T 17626.2/IEC61000-4-2进行。触摸放电是首选的测验办法,对LED照明产品机壳上每个可触及的金属部件(不包含接线端)进行20次接连放电,正负极性各10次。在无法进行触摸放电的部位可运用空气放电。直接放电应依据GB/T17626.2的规则施加于水平或笔直耦合板上。为保证测验成果的重复性和一致性,静电放电实验有必要依照GB/T17626.2第7章节内容标准安置。ESD61000-2静电放电发生器校准数据如下:

  校准数据:

  

  2.3、浪涌冲击

  雷击是很遍及的气候现象,据统计,全世界有4万多个雷暴中心,每天有8百万次雷击,这意味着每秒钟有100次左右的雷击发生。雷电击中附近地上或附近物体,在其周围发生强壮的电磁场,线路上会感应高电压、大电流。别的一方面,在电力体系中浪涌也是一种十分遍及的现象。如主电源体系切换、设备接地网或接地体系间的短路和飞弧毛病等等。

  LED照明产品尤其是野外照明产品假如不注重雷击浪涌方面的维护,会严重影响产品可靠性。大面积的LED路灯在雷雨气候后损坏的案例层出不穷;据某质监局在一次针对LED路灯的质量检查中发现,近60%的LED路灯无法满意雷击浪涌要求。为评价LED照明产品的浪涌冲击抗扰功能,须依照IEC/EN61000-4-5和GB/T 17625.5的要求进行浪涌冲击测验。其测验原理如图5所示,共模和差模实验的耦合网络是不同的,差模实验即线-线实验,其耦合电容是18μF,用于模仿实践云层和大地间的电容;共模实验即线-地实验,其耦合网络由电容和电阻串联组成,其间%&&&&&%为9μF,电阻为10Ω。

 

  上海力汕电子科技研制的SG61000-5 智能型雷击浪涌发生器选用大屏LCD操作界面,设备内置Windows CE操作体系。设备最大测验电压可达12KV,可自行设定公模和差模测验形式;一起该设备能够在完毕测验后自动记录EUT参数供研制人员参阅。

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