修订后的日本《电气用品安全法》将从2012年7月开端施行。经过此次修订,LED灯泡也成为了该法规的适用目标。在几项约束规范中,特别引人重视的是关于电磁噪声强度的约束。现在商场上呈现了与白炽灯泡和灯泡型荧光灯比较电磁噪声较大的LED照明用具,跟着修订版《电气用品安全法》的施行,有必要采纳严厉的噪声对策。本文将依据LED照明的现状,就LED照明的噪声品种、测评办法以及对策案例进行剖析。
起源于东日本大地震的供电缺乏问题使得人们的节电认识敏捷高涨,LED照明用具和选用LED背照灯的液晶电视等节能产品正逐渐成为商场干流。LED照明用具方面,灯泡型、萤光管型、吊灯以及吸顶灯等现已开端投入商场。
其间LED灯泡方面,不仅是闻名照明厂商,新进入厂商的产品也开端在家居用品店以贱价出售,LED灯泡商场正在敏捷扩展。
与此一同,规范化及法规导入等旨在完成LED灯泡遍及的环境也正在树立之中。此前,LED灯泡不在《电气用品安全法》的适用目标之内。因而,有些LED照明产品的电磁噪声较大。这样一来,假如将路灯的灯具由汞灯换成LED灯泡,就会引起电视和收音机的接纳妨碍。
白炽灯泡是内部没有电源电路的电阻性负载,因而不存在这类电磁噪声问题。但换成LED灯泡后问题就凸现出来了。假如就这样推动LED照明的遍及,家中会呈现多处噪声源。
因而在海外,LED照明用具与一般照明用具相同,都要契合国际规范CISPR15(《电气照明和相似设备的无线电打扰特性的限值和丈量办法》),各国均出台了依据该规范的约束规则。
日本也将开端启用这种约束规则。从2012年7月开端,LED灯泡将成为《电气用品安全法》的适用目标。其间还包含关于噪声强度的规则(预订噪声端子电压的频带为526.5kHz~30MHz、噪声功率的频带为30MHz~300MHz)。
不管《电气用品安全法》是否施行,跟着LED照明商场的扩展,与其他电子产品之间彼此搅扰的问题也是无法防止的。
LED灯泡的电磁噪声源是其电源电路。由于LED灯泡的电源部在尺度方面约束较为严厉,因而需要用最少的元件施行电磁噪声对策。特别重要的是噪声对策元件的挑选。因而,本文将以LED照明电源电路走漏的电磁噪声品种及其丈量办法、以及能有用按捺电磁噪声的元件挑选办法为中心进行剖析。
噪声电流有两种形式
一般状况下,EMC(电磁兼容性:electro-magneTIc compaTIbility)规范中界说了两种电磁噪声的丈量,分别是辐射到空中的“辐射噪声”和流经电源线的“传导噪声(噪声端子电压)”(图1)。噪声电流中一同存在“差模”和“共模”两种形式的噪声成分。差模噪声是在信号线和地线之间发生的噪声。而共模噪声在是大地与信号线和大地与地线之间发生的噪声,信号线和地线与大地之间的噪声类型相同,即具有相同的相位和相同的振幅。
图1:在LED灯泡中观测到的电磁噪声示例
EMC规则中界说了辐射噪声和传导噪声两种电磁噪声的丈量,LED灯泡也不破例。有的LED灯泡产品的噪声超过了CISPR15的规则值(准峰值:QP平和均值:AV)。
辐射噪声的主要成分是共模噪声(图2(a))。这是由于,该噪声的电流环路面积要远远大于差模噪声的电流环路面积。
图2:电磁噪声存在两种形式
电磁噪声有差模和共模两种形式。辐射噪声中主要是共模成分(a)。而传导噪声中,差模和共模两种成分混合传达的状况较多(b)
而在传导噪声中能观测到差模和共模两种成分(图2(b))。假如是传导噪声,需要在把握噪声成分特色的基础上,依据其特色采纳对策。首先来介绍一下按捺传导噪声的办法。
区别电源的噪声形式
传导噪声的丈量,一般使用V型人工电源网络,针对电源线1(L1)和电源线2(L2)各自的电磁噪声,丈量准峰值*(QP值)平和均值(AV值,图3(a))。使用V型人工电源网络虽然能丈量各电源线与大地之间的噪声电压,但由于差模噪声和共模噪声二者合在一同,分不清哪种噪声形式是主体。
图3:使用V型和Δ型人工电源网络丈量
在传导噪声的丈量中,一般针对电源线1(L1)和电源线2(L2)各自的电磁噪声,使用V型人工电源网络丈量准峰值平和均值(a)。在该丈量中,差模噪声和共模噪声合在一同,难以分辩哪种噪声形式是主体。而假如使用Δ型人工电源网络,便于分辩噪声形式的品种(b)。该电源网络可依据噪声形式(Sym:差模,ASym:共模)丈量其频率特性。
*准峰值:对电磁噪声等进行检波时,用扩展了检波器时间常数的检波方法丈量的值。是最大值平和均值之间的值。电磁噪声的准峰值较大时,简单引起收音机接纳妨碍。与相同接纳灵敏度的相关联系要比峰值强。
但假如选用“Δ型人工电源网络”便可判别噪声形式的品种(图3(b))。该电路网能够丈量传导噪声中各噪声形式的频率特性。
这种频率特性因产品类型而异。例如,LED灯泡、吊灯及大尺度液晶电视之间的电磁噪声频率特性就有不同(图4)。LED灯泡是以差模噪声为主体,而LED吊灯是差模噪声和共模噪声混在一同。大尺度液晶电视则以共模噪声为主体。
图4:噪声成分因产品而异
电子产品的品种变了,噪声成分的构成也会改变。例如,LED灯泡主要是差模噪声,LED吊灯中差模噪声和共模噪声混在一同(a,b)。而大尺度液晶电视主要是共模噪声(c)。
那么,为何不同产品的传导噪声噪声成分会有特定的倾向?经过用电磁场剖析模仿来剖析这种倾向,就知道原因地点了。