LED照明電磁兼容測試與標(biāo)準(zhǔn)

柯心妙

（廈門市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，福建 廈門 361004）

0 引言

LED照明燈具屬于當(dāng)今社會的一種新技術(shù)，制定合理的LED照明電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，探究相關(guān)的測試技術(shù)對于提升企業(yè)競爭力十分重要。目前，我國LED產(chǎn)業(yè)在技術(shù)水平上和國外還存在一定的差距，因此，需要深層次地對LED照明電磁兼容測試與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探究，以尋求改變中國現(xiàn)狀的突破口，為中國LED產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展謀求道路。

1 LED照明系統(tǒng)構(gòu)成及其功能

就LED照明燈具而言，由于其具有節(jié)能環(huán)保且壽命長等特點，其自然受到了當(dāng)今社會的廣泛關(guān)注。如今，LED相關(guān)技術(shù)取得了進(jìn)步，開發(fā)、研究、制造LED燈具的成本不斷減少，而且國家、地方政府大力支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展，很顯然，我國LED照明市場具備了極為可觀的前景。

圖1展示了LED照明系統(tǒng)的主要構(gòu)成。LED照明系統(tǒng)主要涉及電源模塊、傳輸模塊、照明模塊、監(jiān)測診斷模塊以及驅(qū)動控制模塊。其中，電源模塊主要是將電力接入照明系統(tǒng)，并通過濾波、整流以及變壓等處理來提供系統(tǒng)需要的輸出電壓，并為驅(qū)動控制模塊提供動力源。傳輸模塊用于把電源模塊輸出的電能輸送給照明模塊，同時把傳感器監(jiān)測得到的信號準(zhǔn)確地傳送至驅(qū)動控制模塊。驅(qū)動控制模塊主要利用傳感器監(jiān)測外界變量，并將監(jiān)測得到的信息和預(yù)先設(shè)定的標(biāo)量進(jìn)行對比處理，當(dāng)然也可以通過接收監(jiān)測診斷模塊的信號來進(jìn)行分析判斷，從而給出正確的執(zhí)行響應(yīng)以達(dá)到調(diào)光的目的。監(jiān)測診斷模塊主要在照明時負(fù)責(zé)對傳輸線路的各個參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測診斷，從而判斷是否有故障發(fā)生，確保設(shè)備的正常運行。

2 LED照明系統(tǒng)性能標(biāo)準(zhǔn)

LED照明系統(tǒng)性能標(biāo)準(zhǔn)通常有國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)[1]，標(biāo)準(zhǔn)版本較多。起初，國外一部分發(fā)達(dá)國家為了盡早搶占產(chǎn)業(yè)的制高點，專門投入了眾多的人力與物力對LED進(jìn)行研究，對LED產(chǎn)業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)開展制定工作。在我國，LED產(chǎn)業(yè)起步比較晚，其各方面的技術(shù)與世界先進(jìn)水平都存在差距。我國相關(guān)研究與管理機(jī)構(gòu)正努力結(jié)合我國的社會需求，充分結(jié)合我國的國情積極參與我國及國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。與此同時，相關(guān)負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)與責(zé)任人也正在努力制定和改善符合生產(chǎn)實際的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以此規(guī)范LED照明的電流、電壓、電流、色溫、光通量、壽命以及顯色性等重要的參數(shù)指標(biāo)。當(dāng)前，我國經(jīng)常使用的標(biāo)準(zhǔn)是國標(biāo)GB 17743—2007、國標(biāo)GB/T 18595—2001以及最新的CISPR15 CTL決議DSH：0797的相關(guān)規(guī)定。

3 受試燈具測試

3.1 諧波電流

一般情況下，功率高于25 W的LED照明燈具，其諧波測試的布置及限值和其他照明燈具是相同的，都采用C類限值，見表1。

表1 諧波電流C類產(chǎn)品限值

圖1 LED照明系統(tǒng)構(gòu)成

3.2 騷擾電壓

根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)劃分原則[2-3]，LED燈應(yīng)當(dāng)屬于其他燈具類別。所以，對于LED燈具而言，不管其是否具有電子線路，都必須對其電源端開展騷擾電壓測試。按照國標(biāo)GB 17743—2007相關(guān)規(guī)定，室內(nèi)燈具和室外燈具端口騷擾控制電壓是不同的。在室內(nèi)，如果測試的LED燈具存在控制端口，那么就要測試控制端口騷擾電壓。在室外，如果是LED路燈，就不需要測試控制端口騷擾電壓。但是，按照最新的CISPR15 CTL決議DSH：0797規(guī)定，這點要求是存在差異性的。決議中明確表示，只要LED燈上存在控制端口，那么不管其是否運用了開關(guān)技術(shù)，都必須在控制端口開展騷擾電壓測試。因此，無論LED燈具產(chǎn)品位于室外還是室內(nèi)，只要產(chǎn)品上存在測試控制端，就要進(jìn)行騷擾電壓測試。

至于獨立的LED電源裝置，由于國家標(biāo)準(zhǔn)與IEC標(biāo)準(zhǔn)都沒有專門針對LED燈具設(shè)置具體的條款，所以，獨立的LED電源裝置通常是以電子轉(zhuǎn)換器的做法作為參考的，然后有針對性地對相關(guān)產(chǎn)品的電源端進(jìn)行騷擾電壓測試[4-5]。除此之外，還會在LED電源裝置的負(fù)載端進(jìn)行騷擾電壓測試。按照國標(biāo)GB 17743-2007的相關(guān)規(guī)定，就負(fù)載端騷擾電壓測試而言，一般來說，廠家通?？梢跃凸庠措娎|的安裝進(jìn)行嚴(yán)格的說明，并以此來規(guī)避有關(guān)的測試工作。不過，按照最新的CISPR15 CTL決議DSH：0797規(guī)定，這點要求依然是存在差異性的。決議中明確表示，不管LED電源裝置是否運用了開關(guān)技術(shù)，都必須在負(fù)載端開展騷擾電壓測試。因此，必須在獨立的LED電源裝置負(fù)載端開展騷擾電壓測試。然而，長期的實踐表明，LED電源裝置負(fù)載端騷擾電壓的合格率通常比較低，這一點必須引起相關(guān)廠家及研發(fā)人員的高度重視，有關(guān)企業(yè)與人員要盡最大努力的避免正式送檢的產(chǎn)品測試出現(xiàn)不合格的情況。

3.3 輻射電磁騷擾

輻射電磁騷擾場強(qiáng)的測試分為30 MHz～230 MHz與230 MHz～300 MHz 2個頻段分別進(jìn)行垂直極化與水平極化，其標(biāo)準(zhǔn)極限值分別為40 dBμV和47 dBμV。該測試同樣在溫度為23 ℃，濕度為52%RH的電波暗室內(nèi)開展。初步測試得到的頻譜曲線如圖2所示。從圖中不難發(fā)現(xiàn)，輻射電磁騷擾測試得到的曲線具有較高的整體包絡(luò)性，且在該次測試頻中有較為嚴(yán)重的窄帶干擾現(xiàn)象出現(xiàn)，并且個別點存在嚴(yán)重的超標(biāo)現(xiàn)象。因此，接地必然有問題存在。

圖2 輻射電磁騷擾初步測試結(jié)果

對輻射電磁騷擾初步測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行整改，整改措施主要有2個。1）在盡可能靠近載流導(dǎo)線的地方鋪設(shè)一條地線，以形成較小的回路面積，從而減小差模輻射，并降低對外界干擾的敏感度。2）用黃綠接地線把電路板的地和金屬外殼連接，把開關(guān)電源板以及產(chǎn)生100 kHz左右頻率的電路板固定在金屬架上，并在其與金屬外殼相接的地方貼上導(dǎo)電泡棉，從而達(dá)到增加密閉性的目的。

在采取上述措施后進(jìn)行輻射電磁騷擾測試，通過對照試驗來比較不難看出，改進(jìn)后得到的曲線取得了大幅度的改善，其窄帶干擾也獲得了良好的抑制。

3.4 浪涌抗擾度

抗擾度是電子產(chǎn)品的兼容性中的重要問題之一。在我國，照明產(chǎn)品至今還沒有強(qiáng)制要求進(jìn)行抗擾度的認(rèn)證測試。不過，針對室外的LED照明產(chǎn)品需要按照GB/T 18595—2001相關(guān)要求增加浪涌抗擾度測試，測試強(qiáng)度是線-線1 kV，線-地2 kV。

4 結(jié)語

電磁兼容性是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對該環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁干擾的能力。在照明產(chǎn)業(yè)中，LED產(chǎn)業(yè)在現(xiàn)代社會的進(jìn)步與發(fā)展中發(fā)揮了相當(dāng)突出、難以忽視的作用。由于LED產(chǎn)業(yè)充分集現(xiàn)代高新科技和資金于一體，因此，其憑借著自身獨有的特性與優(yōu)勢為企業(yè)競爭力的提升提供了更多的空間和可能。眾所周知，當(dāng)前，在國際社會中LED產(chǎn)業(yè)已經(jīng)呈現(xiàn)出亞、美、歐3個地區(qū)三足鼎立的形態(tài)，由LED催生出的社會效益以及由此帶來的可觀的經(jīng)濟(jì)利益使得LED產(chǎn)業(yè)在社會中擁有了一個無法替代的地位。不過，我國LED照明技術(shù)還未完全發(fā)展成熟，各個標(biāo)準(zhǔn)的制定也具有一定的難度。所以，相關(guān)企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)還要進(jìn)一步加大力度探究LED照明電磁兼容測試的方法和標(biāo)準(zhǔn)，要針對LED照明燈具的現(xiàn)狀，解決實際問題，打通發(fā)展瓶頸。