关于USB供电照明设备传导骚扰测试的探究

2020-09-10陈滢欢赖明宇敖丹吴健伟

环境技术 2020年4期

陈滢欢，赖明宇，敖丹，吴健伟

（威凯检测技术有限公司，广州 510663）

引言

现今，国内人们工作生活涉及的灯具照明产品种类越来越多，电子化程度越来越高，如氛围灯颜色变换、音响功能、无线充电、USB输出供电等。随之而来的是，电磁污染源越密集、污染可能性越大。USB供电照明设备（销售时未带适配器）作为人们常用的家用产品，也是日常生活中主要的电磁污染源，检测以确保其射频骚扰在可接受范围内显得尤为重要。

然而，国内企业在CCC产品认证中，经常遇到USB供电照明设备测试方法适用性的困惑。国家认监委TC05技术专家组在2018年3月29日发布的技术决议里提到：“灯具不带电源适配器、以USB接口作为灯具的电源连接方式，此类可移式通用灯具目前属于非标产品，不适用现有的CCC认证依据的灯具国家标准，不属于CCC认证目录范围内的产品”。

近年来，国家推出了一系列认证改革措施，逐步放开产品认证门槛，加强市场监督抽查管理。这意味着更多的检测机构将加入到产品认证工作中去。在现行标准对USB供电照明设备（销售时未带适配器）传导骚扰不明确的情况下，不同机构技术人员对标准理解不同，执行标准的测试方法亦不尽相同，导致企业的同一个产品遇到不同的测试方法评定，引起不必要的经济纠纷。

在未能进行CCC认证或电磁兼容标准为企业可选要求的情况下，没有明确的标准条款考核其电磁兼容性能水平，那么USB供电照明设备（销售时未带适配器）的传导骚扰应如何保证在可接受范围内？本文笔者对此问题进行了探究。

1 相关标准的综述

针对不同检测机构、企业对USB供电照明设备（销售时未带适配器）应适用何标准、怎样理解运用标准等问题产生分歧的情况，笔者首先对相关标准进行了如下的梳理与综述。

1.1 GB 17799.3-2012/IEC 61000-6-3:2011

现行国家标准GB 17799.3-2012主要是针对居住、商业和轻工业环境中的发射，对于本地直流电网以及连接电缆超过30米的远程电池供电直流产品有传导发射的要求（见图 1 ）。其中，测量布置和测量方法见IEC/CISPR 16-2-1:2008的条款7，但对直流测试的具体布置仍未明确规定。IEC/CISPR 16-2-1:2008更多关注的是直流电网以及电源线缆过长引起的发射，与USB供电照明设备有一定差异。USB供电照明设备线缆一般不超过3 m，实际应用中普遍与交流-直流适配器或者具有USB输出接口功能模块的产品配合使用。

图1 国家标准GB 17799.3-2012的表3内容

1.2 GB/T 17743-2017/CISPR 15:2015

现行国家标准GB/T 17743-2017主要是针对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，USB供电照明设备属于GB/T 17743-2017的范围。当此类设备销售时带适配器，其传导骚扰适用表 2a电源端子骚扰电压的限值。当此类设备销售时未带适配器，其传导骚扰不应适用GB/T 17743-2017表2a电源端子骚扰电压的限值；USB接口不属于表2c所示的控制端口，是否属于表2b所示的负载端子亦存在疑问。

1.3 CISPR 15:2018

现行国际标准CISPR 15:2018已展示接口类型划分及其限值选择的流程（如图2）。USB供电照明设备可参照其进行判断，但CISPR 15:2018仍未规定传导测试的具体布置。

2 主动参与国际标准的探究

2.1 国内标委的意见征求

F分会秘书处基于威凯检测技术有限公司的建议，经研究初步形成技术决议后，于2019年4月份发出《关于征求使用 USB 进行充电的照明设备执行GB/T 17743-2017中传导骚扰测试问题技术决议表决意见的函》。决议内容：“使用USB进行充电的照明设备，且不配适配器的情况下，其骚扰电压适用 GB/T 17743-2017中 4.3.2负载端子的限值”。此外，附加的相关技术理解仅供参考表1 ）。征集结果显示：支持、反对意见各占50 %，说明不少技术内容尚未解决、仍须研究，须继续评估具体的测试方法。

2.2 国际年会的沟通交流

在国内标委进行意见征求后，笔者根据表1的内容与国际工作组进行了USB 供电LED台灯接口判断、限值运用、测试布置的沟通。国际工作组认为此案例具有价值，并纳入了2019年上海CISPR/F/WG2工作组会议讨论的支持文件中（如图 4）。

然而，在CISPR/F上海年会与会前的准备中，F分会秘书处对该国际支持文件组织了讨论，笔者认为该支持文件并未提供明确的传导测试布置图，布置图尚有不清晰之处。为保持一致性、可重现性，避免不同理解造成测试方法的差异，笔者草拟了USB供电台灯测试布置图的中国提案（如图 5）。

图2 CISPR 15:2018中关于接口判断（Figure 3）与限值选择（Figure 4）的流程图

表1 附加的相关技术理解

图3 USB充电LED台式灯具样品

图4 上海CISPR/F/WG2工作组会议的支持文件

在2019年10月25日的上海CISPR/F/WG2工作组会议上，中国代表对提案的传导验证实验数据及测试布置图进行了阐述，认为：经过实验验证（见图 6），USB供电台灯应先经过AMN再连接电源以保持可接受的低底噪，同时应使用电压探头法或电流探头法对作为本地有线端口的USB接口进行测试。经讨论，国际工作组一致同意，有必要为该类产品案例增加详细布置，并将安排在IEC官网上的支持文件部分（如图 7）。

2.3 国内年会的决议

2019年12月5、6日，F分会2019年度工作组会议在海南博鳌举行。其中，对标准相关技术问题的决议中，再次明确了USB供电台灯传导测试限值应用和测试方法选择C如图 8），并等待国际对测试布置图的确认。

2.4 国际工作组会议的线上讨论

经各国沟通一致，CISPR/F/WG2中期会议于2020年3月17日在线上进行。会前，CISPR/F/WG2召集人将CISPR 15 ed.9 A1草稿发至工作组专家提前审阅。其中，关于USB供电台灯的中国提案被修改并配上注释后，囊括进了CISPR 15 ed.9 A1草稿中（如图 9）。

然而，在CISPR/F/WG2与会前的准备中，F分会秘书处对标准草稿组织了讨论，笔者认为该布置图存在以下问题：

1）所测端口USB接口应为本地有线端口，而草稿布置图所测端口为电源端口；

2）测量方法应为电流探头法（该标准草稿已根据2019年上海会议讨论删除本地有线端口的电压探头法），但标准草稿布置图中未有体现；

3）适配器应直接与电源相接，而不是经过AMN后与电源相连。

图5 USB供电台灯测试布置图的中国提案

图6 底噪验证实验

基于此，笔者通过F分会秘书处为线上会议又一次提交中国的修改提案，提供了两种布置选择：一种为考虑国际工作组布置内容的综合图，可以纯阻替代EUT来验证来确保低底噪；一种仍旧是USB接口通过AMN以确保低底噪的中国上海提案布置图（如图 10）。

图7 上海CISPR/F/WG2工作组会议纪要

CISPR/F/WG2工作组认为，测试时只要使用合格的适配器以保证低底噪，USB接口可配合合格的适配器后通过AMN接入电源。因此，国际工作组最终选择结合图，将其纳入CISPR 15 ed.9 A1后续的修改草稿中（如图11）。

图8 F分会2019年会会议纪要

图9 CISPR 15 ed.9 A1草稿中USB供电台灯的测试布置

3 结论

在国内灯具产品多样化、电子化的实际背景下， USB供电照明设备（销售时未带适配器）传导骚扰限值如何选择、测试具体如何布置？现行国内或国际标准对此暂无明确规定，不同检测机构的测试方法不一致，或给企业带来不必要的纠纷。笔者密切关注国内的照明产品动态，通过F分会秘书处这个平台，与IEC/CISPR/F/WG2工作组进行了反复沟通、内容修改，在充分表达中国意见的前提下，积极参与国际标准制修订，明确了USB供电照明设备的适用限值，并为国际标准提供以中国提案为主体、融合国际建议的测试布置图，同时为CISPR/F支持文件丰富具体案例。具体过程如图12。