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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

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


2. 測試方法：
1)儀器和設備：接收機、LISN（線路阻抗穩定網絡，或叫AMN 人工電源網絡）、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（斷續干擾分析儀，用于測試 CISPR14-1 中的斷續干擾）、測插入損耗的一整套設備等，當然，PC 也不可少，DIA 需要遵循 CISPR16-1-1 的要求，其他輔助設備需要遵循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墻），落地式設備離接地平板距離隨不同標準有不同的偏差允許，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。輔助設備的布置也隨測試標準的不同有出入，CISPR22 中輔助設備離主設備 10cm，相互之間的互聯線至少離接地平板40cm。手持 II 類設備需要包模擬手。CISPR15 中自鎮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：隨不同標準，不同的產品分類（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 開關來選擇測試電源線的對地共模騷擾電壓。
b) 斷續干擾：CISPR14-1 及一些引用 CISPR14-1 的標準有要求。通常使用斷續干擾分析儀，配合LISN 測量。標準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時間，接收機觀察騷擾電平幅度。
c) 負載端騷擾電壓：CISPR14-1、CISPR15和CISPR11 中有要求。使用被動電壓探頭，將需要測試的負載線絕緣剝開，直接用探頭連接收機測量負載線導線端子對地的騷擾電壓。補充一句，如果設備額定電流過大，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 有詳細描述，Annex F 有各種方法的優缺點分析。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 正弦波發生器經過平衡/不平衡轉換器、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值。
3. 結果判定：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：傳導測試因為是對地的共模騷擾測量，因此關鍵在測試布置上，布置沒問題了用接收機測就行了，而布置上的差異會導致結果的出入。懸而未決的問題：接收機 RF 輸入端脈沖限幅器的使用：有些測試機構使用，保護接收機；有些抵制，認為限幅器中包含非線性元件對脈沖進行限幅，導致互調失真及產生諧波形式的騷擾而影響測試結果。個人意見盡量不要使用，雖然沒有進行過實際比對。
第二篇：輻射發射（Radiated Emission）
輻射發射（Radiated Emission）測試，是測量 EUT 通過空間傳播的輻射騷擾場強。可以分為磁場輻射、電場輻射，前者針對燈具和電磁爐，后者則應用普遍。
另外，家電和電動工具、AV 產品的輔助設備有功率輻射的要求（稱為騷擾功率）。
1. 測試標準
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 的一部分設備除外），CISPR13（只對輔助設備）。
2.測試方法
1)儀器和設備：
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周期的組合或用寬帶復合天線，1G 以上喇叭天線）；
b) 磁場輻射：接收機、三環天線或單小環遠天線；
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，與傳導發射相同（因為輻射發射結果與產品布置的關系尤為密切，因此需要嚴格按照標準布置包括產品、輔助設備、所有電纜在內的受試樣品）；
b)磁場輻射：不同尺寸的三環天線對能夠測試的 EUT 最大尺寸是有限制的，以2m 直徑的環形三環天線為例，長度小于 1.6m 的 EUT 能夠放在三環天線中心測試；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墻，這個距離要求在 CISPR14-1 中是至少0.4m）；落地式設備放在 0.1m 的非金屬支撐上；被測線纜（LUT）布置在高0.8m、長6m 的功率吸收鉗導軌上
3)測試頻段：電場輻射一般是 30MHz-1GHz（有些產品需要測超過 1G，根據具體標準的規定），磁場9kHz-30MHz，騷擾功率 30-300MHz。
4)測試限值：隨不同標準，場地是 3m、10m 或其他尺寸，不同的產品分類（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隨轉臺 360 度轉動，天線在 1-4m 高度上下升降，尋找輻射最大值。結果用 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 設備、超過 400MHz的 ISM 設備需要測試，是在 3m 場地，使用頻譜儀測。ITE 設備測試方法基本同30MHz-1GHz，結果用 Peak 與 AV 值表示。ISM 的產品有點不同，需要在全電波暗室中測，天線同產品同高度，不升降，轉臺仍然轉動以尋找輻射最大值；c)替代法：采用 ERP（有效發射功率）來代替，再換算成場強數值。這個在 RF測試中經常用到，常規 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。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，調節信號發生器輸出功率，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。天線的選則根據測試頻率來定；
d)磁場輻射：采用三環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果。采用單小環天線時，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：對設備的所有長度超過 25cm 的電纜（也包括輔助設備的線纜）都需進行。因為在 30-300MHz 內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（大致在離設備半波長的距離處）。
3.結果判定：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節。另外，因為是高頻測試，場地、設備等都是很重要的會影響最終結果的因素。
第三篇：諧波電流（Harmonic Current）
諧波電流（HarmonicCurrent）測試主要測量 EUT 工作時注入到電網中的諧波。
1.測試標準：在低壓供電設備范疇內，涉及到的產品標準有
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）。
對應的 EN 標準中只有 EN 61000-3-2 和 EN 61000-3-12 列在了歐盟 EMC協調標準的官方公報（EU OJ）中。因此對于大于 75A 的設備沒有相應的協調標準。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標準為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 中根據產品的分類 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：

諧波標準不同與其他標準，它對產品控制方法的設計有所要求。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，針對發熱元件的對稱控制方法只能用于專業設備中，并且前提是該專業設備的主要目的不是用于加熱。

6)測試過程：

根據-3-2：首先確定設備的分類 Class A/B/C/D，在諧波分析軟件中選擇分類，設定測量時間（測量時間需要足夠長以滿足測試可重復性的要求，一般默認是2.5min）。設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生最大諧波電流。諧波分析軟件會根據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果。
根據-3-12：首先假定設備最小短路比（Minimum Rsce）為 33，然后根據不同設備類型（單相、平衡三相等）選擇限值與實際測量得到的設備產生的各次諧波電流、總諧波畸變（THD）、加權諧波畸變（PWHD）幾個參數作比較，若設備產生的這些參數滿足短路比 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；如果設備產生的幾種參數超過短路比 33 條件下的限值，那么可以根據測量得到的值，并參考其他更高短路比（66，120 或更大等）的限值，重新確定設備的最小短路比，根據新的最小短路比，結合設備的額定電流，可以算出所接入電網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設備所接入的電網擁有超過該短路容量的能力。-3-2 附錄 C中的設備工作模式要求同樣適用于-3-12。


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| 發布時間：2018.07.20    來源：電源適配器廠家
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