照明灯具新标准解析与电磁兼容测试实操研究

2022-08-01姜韵怡

光源与照明 2022年1期

姜韵怡

合肥产品质量监督检验研究院，安徽合肥 230000

0 引言

磁场和电场的相互作用能够产生电磁波，电磁波在空中传播的现象，称作电磁辐射[1]。目前，国内家电行业发展势头正好，日常家用电器，如电磁灶、灯具、冰箱等，均有对应的电磁兼容国标，用于规范电器的辐射限值。

正常使用中的电器产品在通电运行中会产生骚扰电流，影响电源线、端口的正常使用，电器内部电路之间也会相互干扰，并对环境产生影响，降低周围相关设备的性能，如果干扰信号过强，甚至会影响整个电网。合理的布线设计及屏蔽是降低电磁骚扰、提高电器电磁兼容性能的有效手段。以灯具为例，通过电磁兼容检测的产品，其使用寿命及节能环保性能均有优势。

《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》（GB/T 17743—2021）[2]（以下简称新标准）规定了灯具的传导骚扰、辐射骚扰的测量方法、测量不确定度、测试报告的内容格式等。新标准将于2022年7月1日正式实施，届时《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》（GB/T 17743—2017）（以下简称旧标准）将作废。新标准等同转化了IEC CISPR 15—2018，其作为推荐标准，适用于照明产品。标准换版必然会对样品的检测产生影响，实验室应在了解标准内容变化的情况下，尽快完成典型实验、材料变更等，以保障机构相关资质的有效性，紧跟市场的检测需求，优化自身检测技术。文章主要分析新标准的改动，以供相关单位参考。

1 标准内容变更

此次标准改版变动的地方较多，修订后除结构编辑性改动外，应重点关注技术变化。

1.1 基本内容变更

1.1.1 内容简化

新标准在内容上有所简化，如删除了电源电池运行的限制条件，将产品名称从“用于照明的具有分配光的基本功能，并打算连接到低压电源或者电池工作”，改为“照明设备3.3.16”。

1.1.2 新术语的引入

新标准删除插入损耗要求以及原来附录A中相关内容；引入“模块”术语替代“独立附件”。模块独立于照明器具或系统销售，是提供照明方面的特定功能且可能包含射频源的电子或电气部件，分为可替换模块、内外部模块、安装模块。新标准在第6.4章给出了不同类型模块的连接布置和限值。

1.1.3 增加基本端口

新标准中增加了外壳端口、本地有线端口与有线网络端口三个基本端口。在第3章中描述基本端口的定义，并在第5章结合限值图描述了物理端口的判断流程，如图1所示。目前，每个被测设备（equipment under test, EUT）的接口有三种可能端口，分别对应不同限值数据，应评估后确认。

图1 EUT应用限值判定流程

1.2 新增电流探头测量法

新标准在原有电压探头测量法的基础上，新增了电流探头测量传导骚扰和限值的方法作为备选测试法。机构可根据自身情况确定使用电压或者电流等方法来确定符合性，保证限值合规即可。电源接口以外的有线网络接口的骚扰电流限值如表1所示。在0.15～0.50 MHz范围内，限值随频率对数的增加而线性递减，在频率转换处，选择较低限值。

表1 骚扰电流限值

1.3 新增0.009～30 MHz环形天线测量法

针对大于1.6 m的大型EUT，在新标准中增加使用测试距离为3 m的0.6 m环形天线磁场的测量方法，作为3 m和4 m的LLAS测试的替代方案。在LLAS测试中，当EUT直径D满足1.6 m＜D≤2.6 m时，环形天线直径为3 m；当2.6 m＜D≤3.6 m时，对应天线直径为4 m。不同天线的对应限值不同。

新标准发布后，当设备直径D＞1.6 m时，在频率0.009～30 MHz范围内测试辐射骚扰项目，可使用0.6 m的环形天线，以提高大型EUT的可测量性。相关机构在检测时，不再受制于三环天线的设备限制。环形天线测试的辐射骚扰限值如表2所示，限值随频率对数的增加而递减。

表2 环形天线测试的辐射骚扰限值

由于环形天线和三环天线测量法对应的限值不同，在相同的频率范围内，环形天线的辐射骚扰限值相对来说更严格。因此，在验证试验结果时应选择最初的测量方法，以确保一致性。

1.4 修改EUT稳定时间

新标准修改了EUT稳定时间，在旧标准中EUT分白炽灯、荧光灯和其他放电灯，新标准中分为“不包括气体放电技术的EUT”及“包括气体放电技术在内的EUT”，对应的稳定时间分别为15 min和30 min。

1.5 新增自镇流灯标准

新标准在附录A新增了GU10自镇流灯传导骚扰测量的要求，同时修改了锥形外壳金属孔的要求。自镇流灯含有灯头、镇流器和光源，为了保证灯具的正常启动和稳定燃点，一体化荧光灯不被永久破坏就无法拆卸[3]。

1.6 修改辐射骚扰测试法

新标准关于辐射测试法的变动较大。测试频率范围由旧标准的30～300 MHz，更新为30 MHz～1 GHz；在限值表述方面，修改了CDNE法辐射骚扰的限值，如表3所示。

表3 CDNE法测辐射骚扰的限值

旧标准在传导抗扰度、辐射骚扰测量上使用CDN耦合去耦网络。新标准发布后，CDNE辐射替代法（CISPR15—2018）取代了原有的CDN法。CDNE法的频率范围为300 MHz以下，相关限值只适用于时钟频率≤30 MHz的EUT[4]。

CDNE全名为辐射用耦合去耦网络（coupling/decoupling network for emission）,新标准在OATS、SAC、FAR的测试布置图中，将CDN更换为阻抗为50 Ω的CDNE端接供电，开展检测时应注意设备的更换。

2 测试实操

检测机构在标准更新之后，应根据自身资质针对新标准进行扩项或者变更，以保障检测资质的完备性。新标准注明灯具的环境温度为15～30 ℃，常规情况下，家用电器的测试温度为15～35 ℃。测试时，EUT一直运行，直至达到稳定时间。

2.1 传导骚扰测试

灯具传导骚扰测试的布置如图2所示。灯具放置于0.8 m高的绝缘布置桌上，样品距参考接地平面0.4 m，与人工电源网络（AMN）之间的线缆长度为0.8 m。在稳定供电状态下进行测试，结果如图3所示。EUT的准峰值和平均值均处于限值线下，样品检测合格。

图2 传导骚扰测量布置示意图

图3 传导骚扰限值及数据

2.2 三环天线测试

φ2 m三环天线辐射骚扰环底距RGP为0.5 m，EUT置于绝缘桌上，尽量处于天线中央。使用电流探头和测量接收机检测环形天线中产生的感应电流[5]。实验布置如图4所示，x环的测量结果如图5所示。

图4 三环天线辐射骚扰布置示意图

图5 x环9 kHz～30 MHz辐射电磁骚扰限值及测量数据

2.3 OATS或SAC辐射骚扰测量

在10 m法半电波暗室中进行30 MHz～1 GHz辐射骚扰测试，灯具放置于标准的0.8 m高的绝缘布置桌上，电源线端接紧挨参考接地平面RGP的CDNE，CDNE的接收机端口一端接50 Ω阻抗，另一端连接电源接点。此次检测使用双天线，布置结果如图6所示。分别从水平和垂直两个方向进行采集，所得结果的水平方向数据如图7所示。