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低压LED照明产品无线电传导骚扰测量方法的研究
信息来源:厦门市质监局 发布时间:2014-10-27 11:03:08 点击数:
 专家简介
程江河,厦门市产品质量监督检验院(国家半导体发光器件(LED)应用产品质量监督检验中心)电磁兼容检验工程师。研究方向:照明产品检测、音视频产品检测、家用电器产品检测、信息类产品检测、车载电子产品检测、工科医产品检测、相关检测标准的研究和制修订、试验方法和试验仪器设备研究开发等。工作以来,参与制修订福建省地方标准《LED背光源测试方法》;参与厦门科技计划项目“厦门半导体照明检测体系建设(一期、二期)”“电子信息产品检测平台建设”、国家质检总结科技项目“LED照明产品无线电骚扰特性的检测方法”、质量技术监督技术改造技术装备专项“LED照明产品的噪声测试方法研究”等科研项目。其中《LED背光源测试方法》获科技兴检工作三等奖、“厦门半导体照明检测体系建设”获厦门科技进步三等奖。
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摘要:

采用不同的布置方式对低压LED照明产品进行无线电传导骚扰测试,结果表明不同的布置方式对测试结果产生很大的差异,通过分析造成差异的原因,提出一种适合于低压LED照明产品的无线电传导骚扰的测试方法。

关键词:

布置方式,无线电传导骚扰,差异

正文:

引言:

目前,LED照明产品种类繁多,有LED射灯、LED灯带、LED灯管、LED台灯、LED筒灯、LED隧道灯、LED埋地灯等LED照明产品。这些LED照明产品的工作方式各种各样,有直流,有交流,也有交直流都适用的。标准GB17743-2007《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》对一般照明产品的无线电骚扰的测量限值、测量方法、测试场地和测量仪器等进行了规定,但对于某些特定类型的LED照明产品的测试方法、测试布置等没有明确规定,造成了同一款产品由于标准规定不明确,不同检测机构检测方法不同,测试结果也大相径庭,给企业、消费者带来了不同程度困扰。本文介绍了不同的布置方式对低压LED照明产品传导骚扰的测试结果的影响,分析了造成该结果的原因,并提出一种适合于该类产品的检测方法,使测量具有可行性、实用性、科学性、可靠性和可比性。

 

1、偏差发现

随着LED照明产品的发展,LED照明产品的种类也越来越丰富,低压供电的LED照明产品也越来越多的出现在市场上。以交流12VLED照明产品为例,出现在市场上的形式有两种。一种为带适配器的低压LED照明产品,另一种为独立的低压LED照明产品。对于本身带有适配器的低压LED照明产品,在传导骚扰检测时,统一都是带适配器一起测试,但是对于独立的低压LED照明产品,在其电源端子骚扰电压测试过程,目前检测机构中对其测试方法存在争议。一种观点认为,只需要单独测试低压LED照明产品的骚扰电压,另一种观点则认为,由于低压的LED照明产品在实际使用中是连接适配器工作的,因此在测试中应该连接适配器一起测试。针对以上两种观点,本文分别按照这两种测试布置方法进行测试,通过对测试结果的比对分析,提出适合于低压LED照明产品的骚扰电压测试方法。

电源端子骚扰电压在屏蔽室中进行,人工电源网络和测量接收机是传导骚扰电压测试的主要设备,相关的测试设备符合CISPR16-1-1标准的要求[1]。选取一个交流12VLED射灯为测试样品,对其进行电源端子骚扰电压的测试,将该样品按照两种不同的布置方式进行测量(布置图见图1、图2),采用图1的布置方式,将12V交流电源接入人工电源网络,被测的LED射灯连接到人工电源网络输出端子,此时测试的电源端子骚扰电压的数值见图3,采用图2的布置方式,即人工电源网络接市电,人工电源网络输出端子连接适配器降压到12V后再连接被测的LED射灯,此时测试出的电源端子骚扰电压的数值见图4

从图3、图4中可以看出,从9kHz10MHz频率范围内,按照图1布置所测试的电源端子骚扰电压值远大于按照图2布置所测试出的骚扰电压值。以频率点347.01kHz为例,采用图1布置测试出的准峰值为115.2 dB(µV),平均值为103.5 dB(µV),而采用图2布置测试出的准峰值为70.6 dB(µV),平均值为51.1 dB(µV)。采用以上两种不同布置方式,测试得出的准峰值差异达到44.6 dB(µV),而平均值的差异也达到了42.4 dB(µV),这就造成了同一样品在不同的布置方式下的测试结果不一致的情况。

 

1 布置方式示意图

2 布置方式示意图

    

3 采用图1布置方式测试出的传导骚扰曲线图

4  采用图2布置方式测试出的传导骚扰曲线图


2、原因分析

采用这两种不同的布置方式,主要的差别在于适配器的使用,在采用图2布置方式中,检测机构为了减少适配器的影响,一般使用电感式适配器。而电感式适配器本身存在的电感、分布电容对LED照明产品起到了一定的滤波作用,由此造成两种不同布置方式的结果差异。

电感式适配器本身就是一个变压器,实际变压器的绕组中存在着分布电容和漏感。分布电容存在于线圈导线和变压器磁心之间以及各绕组之间,电容量的大小取决于绕组的几何形状、磁心材料的介电常数和它的封装材料等。漏感能量表示线圈间不耦合磁通经过的空间存储的能量。如果变压器的初级与次级之间、匝与匝之间、层与层之间磁通没有完全耦合,就会产生漏感。综合考虑以上因素,电感式适配器的等效电路如图5所示,其中,RpRs表示原、副边的绕组电阻,LlpLls表示原、副边的漏感,Lm表示励磁电感,CdpCds表示原、副边的分布电容,Rc表示磁心损耗,其中包括磁滞损耗和涡流损耗[2]

   图5 变压器的一般等效电路

在采用图2布置方法进行测试时,相当于在EUT与人工电源网络之间串接了一个220V AC-12V AC变压器,该变压器“参与了”整个传导骚扰通路,恰恰是因为变压器的分布参数改变了骚扰回路的共模阻抗,导致共模阻抗增大,共模电流减小,所以测试结果相比图1布置方法会更容易通过测试。而不同实验室使用不同的220V AC-12V AC变压器,因为变压器分布参数的差异,所以即使同一样品在不同实验室测试的环境下,因为使用辅助设备(变压器)的差异,测试的结果都会存在较大差异。

为了进行进一步的验证,使用不同规格的电感式适配器进行试验。对于同一LED照明产品(上文中的交流12VLED射灯),按照图2的布置方式,分别连接额定功率为60W20 W17W的电感式适配器进行测试,测试结果分别见图6、图7、图8。从图中可以看出,使用不同功率的电感适配器,对LED照明产品产生的滤波效果也不相同。电感式适配器额定功率主要与铁心截面积、漆包线直径等有关,铁心截面积越大、漆包线直径越粗,其输出功率也越大。额定功率不同的电感式适配器,其分布电容也不相同,因此产生的滤波效果也不相同。

6 采用额定功率为60W电感式适配器的测试结果图

7 额定功率为20W电感式适配器的测试结果图

8  额定功率为17W电感式适配器的测试结果图

3、结论

通过试验证明,在低压LED照明产品的传导骚扰测试过程中,采用不同的布置方式对测试结果产生很大的差异。通过对影响因素的分析,找出造成差异的主要原因,并且得出以下结论:在低压LED照明产品的测试中,最好采用图1的布置方法进行测试,这样才能屏蔽不同规格的适配器产生的不同影响。建议今后,在标准中应该对这些新型的LED照明产品的测试方法进行更具体的规定,以保证测试结果的一致性。

 

 

 

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