摘要：随着节能减排工作的深入开展，LED路灯以其特定的优势成为道路照明节能改造的最佳选择，而作为公众场合使用的LED路灯，其电源端子骚扰电压的检测监控就显得尤为重要。本文主要从LED路灯的电源端子骚扰电压的测量方法、电源端子骚扰电压产生的原因以及如何抑制骚扰等几方面进行探讨研究，并通过实际的整改测试结果进行验证。 关键词：LED路灯，电源端子骚扰电压，整改 正文： 1、引言 路灯是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯，但高压钠灯是360度发光，光损失大的缺点造成了能源的巨大浪费。当前，全球的环境在日益恶化，各国都在发展清洁能源。随着国民经济的高速增长，我国能源供需矛盾日渐突出，电力供应开始存在着严重短缺的局面，节能是目前所急需解决的问题。LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野，成为目前世界上最具有替代传统光源优势的新一代节能光源，因此，LED路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择。 目前，对于LED路灯产品，电磁兼容国家标准主要有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》[1]、GB17625.1-2012《电磁兼容 限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》[2]和GB/T18595-2001《一般照明设备电磁兼容抗扰度要求》[3]，前两者是骚扰发射标准，考核的是被测产品自身对外产生的骚扰，而后者则是属于抗干扰标准，考核的是被测产品在特定的电磁环境下的工作性能。产品对外的骚扰发射按照其传播途径，主要有沿电源线、信号线传播的传导骚扰，和向周围空间发射的辐射骚扰。前者用骚扰电压（端子电压）度量；后者则用辐射场强度量。 电源端子骚扰电压是一种无线电骚扰，这种骚扰会对一定频段区域范围内的电子电器造成干扰。当灯具的电源端子骚扰电压超过限值，并大量使用在同一场所，将影响周围广播电视接收和仪表仪器设备以及家用电器的正常工作，导致无法正常收听收看和仪器设备控制失灵。因此作为公共场合使用的LED路灯，其电源端子骚扰电压的检测监控就显得尤为重要。本文主要对LED路灯的电源端子骚扰电压的测量方法、骚扰产生原因以及如何抑制骚扰等几方面进行探讨研究。 2、LED路灯电源端子骚扰电压的测量方法 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。按照标准GB17743的要求，LED路灯电源端子骚扰电压的测试布置示意图如图1所示，LED路灯放在离接地平板40cm高处，电源线连接到人工电源网络上，人工电源网络的主要作用：对LED路灯供电、将测试电路与电网上的背景噪声隔离、提供规定的阻抗。测量时，LED路灯处于正常工作状态，EMI接收机连接到人工电源网络的相应端口，在9kHz-30MHz的整个频率范围内，进行测量，读取LED路灯的相线和中线各自对地的骚扰电压值。 
图1 LED路灯电源端子骚扰电压测试布置示意图 在GB17743-2007中规定了照明设备的电源端子骚扰电压的限值，按规定，相线与参考地之间、中线与参考地之间的骚扰电压值均应在相应的限值以内。如表1所示。
表1 电源端子骚扰电压限值（照明产品） 频率范围 | 准峰值限值/dB(µV) | 平均值限值/dB(µV) | 9kHz~50kHz | 110 | - | 50kHz~150kHz | 90~80 | - | 150kHz~0.5MHz | 66~56 | 56~46 | 0.5MHz~5.0MHz | 56 | 46 | 5MHz~30MHz | 60 | 50 | 注：1、在转换频率处，应用较低限值。 2、在50kHz~150kHz和150kHz~0.5MHz范围内，限值随着频率的对数增加而线性递减。 3、对无极灯及其灯具，在频率范围为2.51MHz~3.0MHz之间的准峰值限值为73 dB(µV)和平均值限值为63 dB(µV)。 3、 影响LED路灯电源端子骚扰电压的主要因素 LED路灯的控制装置是影响LED路灯骚扰电压的关键元件，在实际应用中， LED路灯的控制装置都是利用半导体器件作开关，以开和关的时间比例来控制输出电压的高低，其电源的工作频率都在几十至几百kHz，所以线路里的电流和电压变化率都很大，从而产生很大的电磁骚扰，再通过电源线向外传导骚扰。电源线上的骚扰以两种形式出现：一种是在火线零线回路中，其骚扰被称为差模骚扰；另一种是在火线、零线与地和大地的回路中，称为共模骚扰。 如图2所示，差模骚扰在两导线之间传输，属于对称性骚扰，大部分的差模传导发射是由功率晶体管集电极电流波形的基波和谐波造成的。共模骚扰在导线与地之间传输，属于非对称性骚扰。共模传导骚扰发射的产生是由于开关电源的频率较高，在开关变压器原、副边及开关管外壳及其散热器(如接地)之间存在分布电容。当开关管由导通切换到关断状态时，开关变压器分布电容(漏感等)存储的能量会与开关管集电极与地之问的分布电容进行能量交换，产生衰减振荡，导致开关管集电极与发射极之间的电压迅速上升。这个按开关频率工作的脉冲束电流经集电极与地之间的分布电容返回任一电源线，而产生共模噪声。 
图2 电磁干扰示意图 4、LED路灯电源端子骚扰电压整改对策 针对日常的测量以及整改实验，对不同频段的骚扰电压会有不用的抑制方式，我们对LED路灯电源端子骚扰电压抑制的整改对策归纳总结，如表2所示，供企业或研究机构参考使用： 表2 LED路灯电源端子骚扰电压整改对策 现象 | 整改对策措施 | 骚扰电压0.15MHz～1MHz以差模为主 | 1. 对于差模骚扰超标，可增大X 电容量； | 2.可增大差模电感（可通过调节共模电感感量大小来获得足够差模感量）； | 3.调整滤波网络类型和参数获得足够的插入损耗。 | 骚扰电压1MHz～5MHz为差模共模混合 | 1.对于差模骚扰超标可调整X 电容,添加差模电感，调差模电感量； | 2.对于共模骚扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制； | 3. 对于共模骚扰超标也可调整Y电容进行改善。 | 骚扰电压5MHz～30MHz以共模骚扰为主 | 1.对于一类产品可以采用调整对地Y2电容量或改变Y2电容位置； | 2.调整初次级间的Y1 电容位置及参数值； | 3.在变压器外面包铜箔；变压器最里层加屏蔽层；调整变压器的各绕组的排布； | 4.改变PCB layout；PCB layout 时大电解电容，变压器，MOS 构成的电路环尽可能的小； | 5.输出线前面接一个双线并绕的小共模电感； | 6.在输出整流管两端并联RC 滤波器且调整合理的参数； | 7.在变压器与MOSFET 之间加磁珠吸收； | 8.在变压器的输入电压脚加一个小电容； | 9. 可以增大MOS 驱动电阻；改善开关上升沿tr； | 10.在MOSFET 的D-S 脚并联一个小吸收电容。 | 以某企业生产的LED路灯为例，在整改之前，测试其电源相线的端子骚扰电压值如图3所示，参照表1的标准极限值，可以看出0.15MHz～0.3MHz频率之间，骚扰电压平均值已经超过限值要求，最高超过限值3.2dB（µV）。 
图3 整改之前的电源端子骚扰电压测试曲线 对应表2的整改对策，采取增大X电容量的措施，经验证，措施有效，整改后的电源端子骚扰电压测试曲线见图4。进行整改后，频率为0.161940MHz时，准峰值由66.6 dB(µV)降到了54.9dB(µV)，平均值由60.0dB(µV)降到了46.7dB(µV)。 
图4 整改之后的电源端子骚扰电压测试曲线
5、总结 LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐替代传统路灯走入人们的视野，LED路灯重要的一项测试是电源端子骚扰电压的测试。电源端子骚扰电压是一种无线电骚扰，这种骚扰会对一定频段区域范围内的电子电器造成干扰。本文通过对LED路灯的电源端子骚扰电压测试方法的介绍，以及对其产生骚扰电压的原理进行分析，进而提出整改方案，并通过实验证明其有效性。 参考文献： [1] GB 17743-2007，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[S].北京：中国标准出版社，2008。 [2] GB 17625.1-2012，电磁兼容 限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A) [S].北京：中国标准出版社，2013。 [3] GB/T 18595-2001，一般照明设备电磁兼容抗扰度要求[S].北京：中国标准出版社，2001。
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