LED電視普通照明燈具的電磁干擾問(wèn)題研究

圖5 電源端9 kHz ~ 30 MHz范圍內(nèi)傳導(dǎo)騷擾電壓（平均值）[!--empirenews.page--]

　　（2）輻射電磁騷擾測(cè)試

　　A. 頻率為9 kHz ～ 30 MHz范圍內(nèi)輻射電磁騷擾根據(jù)GB 17743-2007，燈具應(yīng)在三個(gè)互相正交的環(huán)形天線系統(tǒng)中測(cè)試，每一環(huán)形天線分別測(cè)試輻射電磁騷擾，圖6是其中水平環(huán)形天線測(cè)試的輻射電磁騷擾值。

圖6 水平環(huán)形天線測(cè)試的輻射電磁騷擾值

　　B. 頻率為30 MHz ～ 300 MHz范圍內(nèi)輻射電磁騷擾本次測(cè)試是采用CDN法測(cè)試，限值應(yīng)符合GB 17743-2007的相應(yīng)要求，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖7。

圖7 頻率為30 MHz ～ 300 MHz范圍內(nèi)CDN法測(cè)試的輻射電磁騷擾

　　以上測(cè)試根據(jù)測(cè)試單位告知是在全功率的42%左右（控制數(shù)據(jù)為十六進(jìn)制6C，最大值為FF）、無(wú)線電騷擾最大時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)。根據(jù)上述測(cè)試數(shù)據(jù)，1#燈具的電源端的傳導(dǎo)騷擾電壓和輻射電磁騷擾，達(dá)到GB 17743-2007的要求。

　　注：本次測(cè)試未對(duì)控制端的傳導(dǎo)騷擾電壓進(jìn)行測(cè)試。

　　3.1.2 諧波電流測(cè)量

　　根據(jù)GB 17625.1-2003的要求應(yīng)在最小功率和最大功率之間分為5個(gè)相等的級(jí)段，即在20%、40%、60%、80%和100%功率條件下測(cè)試各諧波分量，測(cè)試單位僅提供20%和其他情況下干擾最大時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)。

　　（1）在全功率的20%，即24 W左右時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)圖8。

圖9 除全功率的20%外，其他功率下諧波最大情況的諧波電流[!--empirenews.page--]

　　根據(jù)以上測(cè)試數(shù)據(jù)， 1 # 燈具的諧波電流達(dá)到GB17625.1-2003的要求，在低功率（20%）時(shí)，雖有較大的偶次諧波，但GB 17625.1-2003對(duì)2次以外的偶次諧波無(wú)限定。

　　這也是造成電流波形畸變較大（見(jiàn)圖10）的原因，應(yīng)引起重視。

圖10 1#燈具的電流波形

　　3.2 5#燈具測(cè)試結(jié)果

　　3.2.1 無(wú)線電騷擾特性測(cè)量

　?。?）傳導(dǎo)騷擾電壓測(cè)試。

　　A. 燈具的電源端頻率為9 kHz ～ 30 MHz范圍內(nèi)傳導(dǎo)騷擾電壓（準(zhǔn)峰值），參見(jiàn)圖11。

圖11 燈具電源端頻率為9 kHz ～ 30 MHz范圍內(nèi)傳導(dǎo)騷擾電壓（準(zhǔn)峰值）

　　B. 燈具的控制端頻率為150 kHz ～ 30 MHz范圍內(nèi)傳導(dǎo)騷擾電壓（準(zhǔn)峰值）。參見(jiàn)圖12。

圖12 燈具控制端頻率為150 kHz ～ 30 MHz范圍內(nèi)傳導(dǎo)騷擾電壓（準(zhǔn)峰值）[!--empirenews.page--]

　?。?） 輻射電磁騷擾測(cè)試

　　A. 燈具在頻率為9 kHz ～ 30 MHz范圍內(nèi)輻射電磁騷擾。

根據(jù)GB 17743-2007，燈具應(yīng)在三個(gè)互相正交的環(huán)形天線系統(tǒng)中測(cè)試，每一環(huán)形天線分別測(cè)試輻射電磁騷擾，圖13是其中一個(gè)環(huán)形天線測(cè)試的輻射電磁騷擾值。

圖13 頻率為9 kHz ～ 30 MHz范圍內(nèi)輻射電磁騷擾

　　B. 燈具在頻率為30 MHz ～ 300 MHz范圍內(nèi)輻射電磁騷擾。

　　由于電波暗室較小，無(wú)法按GB 17743-2007的測(cè)試要求在10 m距離進(jìn)行測(cè)試，本次頻率為30 MHz ～ 300MHz范圍內(nèi)輻射電磁騷擾的實(shí)際測(cè)試距離為3 m，根據(jù)國(guó)標(biāo)GB 9254-2008 《信息技術(shù)設(shè)備的無(wú)線電騷擾限值和測(cè)量方法》的10.8，如在不同測(cè)試距離測(cè)試時(shí)，可根據(jù)下列公式換算：

　　L2＝L1（d1/d2）。

　　L1——距離d1處規(guī)定的限值。

　　L2——距離d2時(shí)的新限值。

　　因此，將GB 17743-2007的限值換算成表2。天線垂直方向和水平方向的測(cè)試結(jié)果如圖14所示。

圖14 頻率為30 MHz ～ 300 MHz范圍內(nèi)輻射電磁騷擾[!--empirenews.page--]

表2 減少測(cè)試距離限值換算的結(jié)果

　　注：對(duì)于這種減少測(cè)試距離、限值換算的測(cè)試方式的準(zhǔn)確度有不同的看法。一般在電波暗室不能滿足10m測(cè)試距離時(shí)可用CDN測(cè)試法，此測(cè)試法為GB 17743-2007所允許。

　　以上測(cè)試根據(jù)檢測(cè)單位告知是在全功率下進(jìn)行的，全功率是該燈無(wú)線電騷擾最大狀態(tài)。根據(jù)上述測(cè)試數(shù)據(jù)，5#燈具的電源端和控制端的傳導(dǎo)騷擾電壓及其輻射電磁騷擾，都達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 17743-2007的要求。檢測(cè)單位提供了該燈測(cè)試合格的正式測(cè)試報(bào)告。

3.2.2 諧波電流測(cè)量

　　根據(jù)GB 17625.1-2003的要求應(yīng)在最小功率和最大功率之間分為5個(gè)相等的級(jí)段，即在20%、40%、60%、80%和100%功率條件下測(cè)試各諧波分量，以下是5種情況下的測(cè)試數(shù)據(jù)，參見(jiàn)圖15 ～圖19。

圖15 100%功率條件下測(cè)試各諧波分量

圖16 80%功率條件下測(cè)試各諧波分量

圖17 60%功率條件下測(cè)試各諧波分量

圖18 40%功率條件下測(cè)試各諧波分量

圖19 20%功率條件下測(cè)試各諧波分量

根據(jù)以上測(cè)試數(shù)據(jù)，5#燈具的諧波電流全部達(dá)到GB17625.1-2003的要求，在5種功率測(cè)試過(guò)程中11次諧波相對(duì)較大，但都在限值以下。且此燈電流波形畸變相對(duì)較小。參見(jiàn)圖20。

圖20 5#燈具的電流波形

　　3.3 3#燈具測(cè)試結(jié)果

　　3.3.1 無(wú)線電騷擾特性測(cè)量

　　燈具的電源端頻率為9 kHz ～ 30 MHz范圍內(nèi)傳導(dǎo)騷擾電壓（準(zhǔn)峰值）。參了圖21。

圖21 電源端頻率為9 kHz ～30 MHz范圍內(nèi)傳導(dǎo)騷擾電壓（準(zhǔn)峰值）

　　從以上數(shù)據(jù)表明3＃燈具在631.5 kHz和771 kHz處的騷擾電壓超過(guò)了GB 17743-2007的限值。

　　3.3.2 諧波電流測(cè)量

　　該燈在滿功率（50 W）的條件下進(jìn)行了諧波測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表3。

表3 3#燈具在滿功率（50 W）條件下諧波測(cè)試的結(jié)果

　　從表3 中可知絕大多數(shù)的諧波電流都超過(guò)了GB17625.1-2003的規(guī)定，表中的“Fail”即表示不合格。此外，該燈的功率因數(shù)特別低，只有0.455。

　　注： 該燈僅在滿功率情況下測(cè)試， 未按G B17625.1-2003的要求在最小功率和最大功率之間分為5個(gè)相等的級(jí)段，即沒(méi)有在20%、40%、60%、80%和100%功率條件下測(cè)試各諧波分量。

　　4 結(jié)論與建議

　　4.1 結(jié)論

　　LED燈具工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定程度的無(wú)線電騷擾和諧波，但只要在燈具中配置電磁兼容性能優(yōu)質(zhì)的電源裝置，電磁干擾可以控制在標(biāo)準(zhǔn)許可的范圍內(nèi)，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的燈具不會(huì)影響演播室和舞臺(tái)其他設(shè)備的正常工作。

　　4.2 建議

　　（1）電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)均屬?gòu)?qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，采購(gòu)LED燈具時(shí)，應(yīng)在電磁干擾方面嚴(yán)格把關(guān)，應(yīng)要求供貨方提供相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試合格報(bào)告。

　　（2）即使是符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的LED燈具工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一定程度的3次諧波，絕對(duì)值雖不太大，但大量使用LED燈具時(shí)，應(yīng)予以重視。諧波測(cè)試資料顯示LED燈具的電流波形會(huì)有不同程度的畸變。在三相供電中，各相線中的3次諧波在電源的中性線中是不能互相抵消的，因此，演播室燈光供電線路的中性線的截面積不應(yīng)過(guò)小，宜與相線截面積等同。

　?。?）在本次研究中，由于燈具委托不同的測(cè)試單位進(jìn)行檢測(cè)，導(dǎo)致測(cè)試的項(xiàng)目和方法不盡相同。如有的燈具未對(duì)控制端測(cè)試無(wú)線電騷擾值，在諧波測(cè)試中，有的燈具未按5個(gè)相等的級(jí)段測(cè)試。LED演藝燈具作為新型燈具，目前相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中檢測(cè)規(guī)定尚不十分明確，建議盡快制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，明確對(duì)電磁干擾方面的質(zhì)量指標(biāo)要求。