電源適配器EMC主要測試項目及測試方法

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電源適配器EMC主要測試項目及測試方法

電源適配器傳導(dǎo)發(fā)射(Conducted Emission)
電源適配器傳導(dǎo)發(fā)射（Conducted Emission）測試，通常也會被成為騷擾電壓測試，只要有電源線的產(chǎn)品都會涉及到，包括許多直流供電適配器產(chǎn)品，另外，信號/控制線在不少標(biāo)準(zhǔn)中也有傳導(dǎo)發(fā)射的要求，通常用騷擾電壓或騷擾電流的限值（兩者有相互轉(zhuǎn)換關(guān)系）來表示，燈具中的插入損耗測試（直接用 dB 表示）也屬于傳導(dǎo)測試范疇。
1. 測試標(biāo)準(zhǔn)：有 CISPR22（ITE），CISPR14-1（家電和工具），CISPR13（AV），CISPR15（燈具），CISPR11（ISM），其他產(chǎn)品及產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)都是引用以上標(biāo)準(zhǔn)的測試方法，以引用CISPR22 居多。

2. 測試方法：
1)儀器和設(shè)備：接收機、LISN（線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，或叫AMN 人工電源網(wǎng)絡(luò)）、模擬手、被動電壓探頭、電流探頭（與電流探頭配合使用的 CDN，容性電壓探頭）、DIA（斷續(xù)干擾分析儀，用于測試 CISPR14-1 中的斷續(xù)干擾）、測插入損耗的一整套設(shè)備等，當(dāng)然，PC 也不可少，DIA 需要遵循 CISPR16-1-1 的要求，其他輔助設(shè)備需要遵循CISPR16-1-2 的要求。
2)測試布置：分臺式與落地式，臺式設(shè)備離 LISN 80cm，離接地平板 40cm（這里的接地平板可以是水平接地板，也可以是屏蔽室的垂直接地內(nèi)墻），落地式設(shè)備離接地平板距離隨不同標(biāo)準(zhǔn)有不同的偏差允許，CISPR14-1,15 里面是 10cm+/- 25%，13 里面是 up to 12mm，22 里面是 up to 15cm, 11 里沒有明確距離，只說了需要與接地板用絕緣材料隔開。輔助設(shè)備的布置也隨測試標(biāo)準(zhǔn)的不同有出入，CISPR22 中輔助設(shè)備離主設(shè)備 10cm，相互之間的互聯(lián)線至少離接地平板40cm。手持 II 類設(shè)備需要包模擬手。CISPR15 中自鎮(zhèn)流熒光燈需要罩在一個輔助錐形金屬罩里。
3) 測試頻段：大多是 150kHz-30MHz，CISPR15 是例外（騷擾電壓9kHz-30MHz，插入損耗 150kHz-1,605kHz）。
4)測試限值：隨不同標(biāo)準(zhǔn)，不同的產(chǎn)品分類（Group 1/2, Class A/B）而限值不同。

5)測試過程：
a) 交/直流電源端騷擾電壓：這個最常見，將電源插頭連到 LISN 上，接收機RF輸入連到 LISN 的 RF 輸出（可能中間會插入 RF 衰減器或脈沖限幅器），切換LISN 的 L/N 開關(guān)來選擇測試電源線的對地共模騷擾電壓。
b) 斷續(xù)干擾：CISPR14-1 及一些引用 CISPR14-1 的標(biāo)準(zhǔn)有要求。通常使用斷續(xù)干擾分析儀，配合LISN 測量。標(biāo)準(zhǔn)也允許用示波器與接收機的組合來替代。示波器觀察騷擾持續(xù)時間，接收機觀察騷擾電平幅度。
c) 負(fù)載端騷擾電壓：CISPR14-1、CISPR15和CISPR11 中有要求。使用被動電壓探頭，將需要測試的負(fù)載線絕緣剝開，直接用探頭連接收機測量負(fù)載線導(dǎo)線端子對地的騷擾電壓。補充一句，如果設(shè)備額定電流過大，沒有合適的 LISN 可用，也可以直接用電壓探頭來測量電源端的騷擾電壓。
d) 通訊線騷擾電壓/騷擾電流：CISPR22 中提及。針對不同類型的通訊線有不同的測試方法。Annex C 有詳細(xì)描述，Annex F 有各種方法的優(yōu)缺點分析。主要是依靠電流探頭與CDN、150 歐姆接地電阻、容性電壓探頭的不同組合來測試不同類型的通訊線纜，需要保證的前提是測試線纜的對地阻抗是 150 歐姆。結(jié)果可以直接用騷擾電流 dBuA 表示，也可以換算成騷擾電壓 dBuV 表示，換算阻抗是150 歐姆，也就是兩者量值相差 44dB。
e) 插入損耗：CISPR15 提到。使用 RF 正弦波發(fā)生器經(jīng)過平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器、模擬燈、LISN，最后用接收機測量比較電壓來得出插入損耗的數(shù)值。
3. 結(jié)果判定：這個簡單，接收機檢波器的測量值（QP/AV）分別與限值線比較，低于限制線PASS，高出 FAIL。
4. 注意事項：傳導(dǎo)測試因為是對地的共模騷擾測量，因此關(guān)鍵在測試布置上，布置沒問題了用接收機測就行了，而布置上的差異會導(dǎo)致結(jié)果的出入。懸而未決的問題：接收機 RF 輸入端脈沖限幅器的使用：有些測試機構(gòu)使用，保護接收機；有些抵制，認(rèn)為限幅器中包含非線性元件對脈沖進行限幅，導(dǎo)致互調(diào)失真及產(chǎn)生諧波形式的騷擾而影響測試結(jié)果。個人意見盡量不要使用，雖然沒有進行過實際比對。
第二篇：輻射發(fā)射（Radiated Emission）
輻射發(fā)射（Radiated Emission）測試，是測量 EUT 通過空間傳播的輻射騷擾場強?？梢苑譃榇艌鲚椛?、電場輻射，前者針對燈具和電磁爐，后者則應(yīng)用普遍。
另外，家電和電動工具、AV 產(chǎn)品的輔助設(shè)備有功率輻射的要求（稱為騷擾功率）。
1. 測試標(biāo)準(zhǔn)
a) 電場輻射：CISPR22，CISPR13，CISPR11，CISPR14-1（特定類別的玩具）；
b) 磁場輻射：CISPR15（工作電流頻率超過 100Hz 的燈具），CISPR11（電磁爐）；
c) 騷擾功率：CISPR14-1（工作頻率不超過 9kHz 的一部分設(shè)備除外），CISPR13（只對輔助設(shè)備）。
2.測試方法
1)儀器和設(shè)備：
a) 電場輻射：接收機（1G以下）、頻譜儀（1G 以上）、電波暗室、天線（1G以下一般用雙錐和對數(shù)周期的組合或用寬帶復(fù)合天線，1G 以上喇叭天線）；
b) 磁場輻射：接收機、三環(huán)天線或單小環(huán)遠天線；
c) 騷擾功率：接收機、功率吸收鉗。
接收機遵循 CISPR16-1-1 的要求，天線、場地遵循 CISPR16-1-4 的要求，吸收鉗遵循CISPR16-1-3 的要求。
2)測試布置：
a)電場輻射：也是分臺式與落地式，與傳導(dǎo)發(fā)射相同（因為輻射發(fā)射結(jié)果與產(chǎn)品布置的關(guān)系尤為密切，因此需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)布置包括產(chǎn)品、輔助設(shè)備、所有電纜在內(nèi)的受試樣品）；
b)磁場輻射：不同尺寸的三環(huán)天線對能夠測試的 EUT 最大尺寸是有限制的，以2m 直徑的環(huán)形三環(huán)天線為例，長度小于 1.6m 的 EUT 能夠放在三環(huán)天線中心測試；在CISPR11 中，超過 1.6m 的電磁爐用 0.6m 直徑的單環(huán)遠天線在 3m外測量，最低高度1m；
c)騷擾功率：分臺式與落地式，臺式設(shè)備放在 0.8m 的非金屬桌子上，離其他金屬物體至少 0.8m（通常是屏蔽室的金屬內(nèi)墻，這個距離要求在 CISPR14-1 中是至少0.4m）；落地式設(shè)備放在 0.1m 的非金屬支撐上；被測線纜（LUT）布置在高0.8m、長6m 的功率吸收鉗導(dǎo)軌上
3)測試頻段：電場輻射一般是 30MHz-1GHz（有些產(chǎn)品需要測超過 1G，根據(jù)具體標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定），磁場9kHz-30MHz，騷擾功率 30-300MHz。
4)測試限值：隨不同標(biāo)準(zhǔn)，場地是 3m、10m 或其他尺寸，不同的產(chǎn)品分類（Group 1/2, Class A/B）而限值不同。
5)測試過程：
a)30MHz-1GHz 電場輻射：在半電波暗室中進行，EUT隨轉(zhuǎn)臺 360 度轉(zhuǎn)動，天線在 1-4m 高度上下升降，尋找輻射最大值。結(jié)果用 QP值表示。垂直、水平兩種天線極化方向都測；
b)大于 1G 的電場輻射：工作頻率超過 108MHz 的 ITE 設(shè)備、超過 400MHz的 ISM 設(shè)備需要測試，是在 3m 場地，使用頻譜儀測。ITE 設(shè)備測試方法基本同30MHz-1GHz，結(jié)果用 Peak 與 AV 值表示。ISM 的產(chǎn)品有點不同，需要在全電波暗室中測，天線同產(chǎn)品同高度，不升降，轉(zhuǎn)臺仍然轉(zhuǎn)動以尋找輻射最大值；c)替代法：采用 ERP（有效發(fā)射功率）來代替，再換算成場強數(shù)值。這個在 RF測試中經(jīng)常用到，常規(guī) EMC 很少使用。替代法測試的目的是測試 EUT 的殼體輻射，需要拆除所有可拆卸電纜，不可拆卸的電纜上套鐵氧體磁環(huán)。首先用天線A和接收機測量出EUT 的最大騷擾值，然后用天線 B 替代 EUT，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出功率，直至測量接收機達到同樣的值。記錄替代天線 B 的輸入端功率，即為EUT 的殼體輻射功率。天線的選則根據(jù)測試頻率來定；
d)磁場輻射：采用三環(huán)天線的磁場輻射測試沒啥好說的，樣品放置在天線中心，X/Y/Z 三個方向各測一組磁場輻射的結(jié)果。采用單小環(huán)天線時，天線垂直地面放置，最低部分高于地面 1m，因為是近場測量，又考慮到了地面的反射，測量所得的值反映了EUT 的水平和垂直的磁場分量；
e)騷擾功率：對設(shè)備的所有長度超過 25cm 的電纜（也包括輔助設(shè)備的線纜）都需進行。因為在 30-300MHz 內(nèi)不同頻點的騷擾在被測線纜中呈駐波形式分布。因此在測量中需要沿導(dǎo)軌拉功率吸收鉗以尋找每個終測頻點騷擾功率最大的位置（大致在離設(shè)備半波長的距離處）。
3.結(jié)果判定：仍然是與限值線比較。低于 PASS，高出 FAIL。
4.注意事項：測試布置仍然是測試最需要的環(huán)節(jié)。另外，因為是高頻測試，場地、設(shè)備等都是很重要的會影響最終結(jié)果的因素。
第三篇：諧波電流（Harmonic Current）
諧波電流（HarmonicCurrent）測試主要測量 EUT 工作時注入到電網(wǎng)中的諧波。
1.測試標(biāo)準(zhǔn)：在低壓供電設(shè)備范疇內(nèi)，涉及到的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有
IEC 61000-3-2（額定電流小于 16A）；
IEC 61000-3-4（額定電流大于 16A）；
IEC 61000-3-12（額定電流大于 16A 小于 75A）。
對應(yīng)的 EN 標(biāo)準(zhǔn)中只有 EN 61000-3-2 和 EN 61000-3-12 列在了歐盟 EMC協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的官方公報（EU OJ）中。因此對于大于 75A 的設(shè)備沒有相應(yīng)的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。以下的討論基于 61000-3-2 和 61000-3-12（簡稱-3-2 和-3-12）。而涉及到測試方法的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)為IEC 61000-4-7，目前為止有兩個版本，1991 版和2002 版
2.測試方法：
1)儀器和設(shè)備：諧波分析儀，純凈AC 電源
2)測試布置：沒什么講究
3)測試頻段：2 次至 40 次諧波，即 100Hz-2kHz
4)測試限值：-3-2 中根據(jù)產(chǎn)品的分類 Class A/B/C/D 有不同限值；-3-12 中基于不同的短路比（Rsce）有不同限值。

5)控制方法：

諧波標(biāo)準(zhǔn)不同與其他標(biāo)準(zhǔn)，它對產(chǎn)品控制方法的設(shè)計有所要求。在-3-2 中，對供電電源進行非對稱控制及半波整流是不允許的，除非滿足下列條件之一：是檢測不安全狀況唯一可用方法、被控制部分功率小于等于 100W、被控制設(shè)備是兩芯軟線供電并且短時使用；在-3-12 中，只允許使用對稱控制方法，針對發(fā)熱元件的對稱控制方法只能用于專業(yè)設(shè)備中，并且前提是該專業(yè)設(shè)備的主要目的不是用于加熱。

6)測試過程：

根據(jù)-3-2：首先確定設(shè)備的分類 Class A/B/C/D，在諧波分析軟件中選擇分類，設(shè)定測量時間（測量時間需要足夠長以滿足測試可重復(fù)性的要求，一般默認(rèn)是2.5min）。設(shè)備工作模式的選擇首先參照附錄 C，如果在附錄 C 中沒有列出，那么選擇合適的工作方式使之產(chǎn)生最大諧波電流。諧波分析軟件會根據(jù)采樣電流算出各次諧波電流的大小，并與限值比較得出測試結(jié)果。
根據(jù)-3-12：首先假定設(shè)備最小短路比（Minimum Rsce）為 33，然后根據(jù)不同設(shè)備類型（單相、平衡三相等）選擇限值與實際測量得到的設(shè)備產(chǎn)生的各次諧波電流、總諧波畸變（THD）、加權(quán)諧波畸變（PWHD）幾個參數(shù)作比較，若設(shè)備產(chǎn)生的這些參數(shù)滿足短路比 33 條件下的限值，那 OK，廠家可以在說明書中宣稱“Equipment complying with IEC 61000-3-12”，可以不受限制的連入供電系統(tǒng)；如果設(shè)備產(chǎn)生的幾種參數(shù)超過短路比 33 條件下的限值，那么可以根據(jù)測量得到的值，并參考其他更高短路比（66，120 或更大等）的限值，重新確定設(shè)備的最小短路比，根據(jù)新的最小短路比，結(jié)合設(shè)備的額定電流，可以算出所接入電網(wǎng)需要的最小短路容量（Ssc），廠家需要在說明書中指出需要用戶向供電部門確認(rèn)設(shè)備所接入的電網(wǎng)擁有超過該短路容量的能力。-3-2 附錄 C中的設(shè)備工作模式要求同樣適用于-3-12。

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| 發(fā)布時間：2018.07.20 來源：電源適配器廠家

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