电源适配器EMC主要测试项目及测试方法

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电源适配器EMC主要测试项目及测试方法

电源适配器传导发射(Conducted Emission)
电源适配器传导发射（Conducted Emission）测试，通常也会被成为骚扰电压测试，只要有电源线的产品都会涉及到，包括许多直流供电适配器产品，另外，信号/控制线在不少标准中也有传导发射的要求，通常用骚扰电压或骚扰电流的限值（两者有相互转换关系）来表示，灯具中的插入损耗测试（直接用 dB 表示）也属于传导测试范畴。
1. 测试标准：有 CISPR22（ITE），CISPR14-1（家电和工具），CISPR13（AV），CISPR15（灯具），CISPR11（ISM），其他产品及产品类标准都是引用以上标准的测试方法，以引用CISPR22 居多。

2. 测试方法：
1)仪器和设备：接收机、LISN（线路阻抗稳定网络，或叫AMN 人工电源网络）、模拟手、被动电压探头、电流探头（与电流探头配合使用的 CDN，容性电压探头）、DIA（断续干扰分析仪，用于测试 CISPR14-1 中的断续干扰）、测插入损耗的一整套设备等，当然，PC 也不可少，DIA 需要遵循 CISPR16-1-1 的要求，其他辅助设备需要遵循CISPR16-1-2 的要求。
2)测试布置：分台式与落地式，台式设备离 LISN 80cm，离接地平板 40cm（这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内墙），落地式设备离接地平板距离随不同标准有不同的偏差允许，CISPR14-1,15 里面是 10cm+/- 25%，13 里面是 up to 12mm，22 里面是 up to 15cm, 11 里没有明确距离，只说了需要与接地板用绝缘材料隔开。辅助设备的布置也随测试标准的不同有出入，CISPR22 中辅助设备离主设备 10cm，相互之间的互联线至少离接地平板40cm。手持 II 类设备需要包模拟手。CISPR15 中自镇流荧光灯需要罩在一个辅助锥形金属罩里。
3) 测试频段：大多是 150kHz-30MHz，CISPR15 是例外（骚扰电压9kHz-30MHz，插入损耗 150kHz-1,605kHz）。
4)测试限值：随不同标准，不同的产品分类（Group 1/2, Class A/B）而限值不同。

5)测试过程：
a) 交/直流电源端骚扰电压：这个最常见，将电源插头连到 LISN 上，接收机RF输入连到 LISN 的 RF 输出（可能中间会插入 RF 衰减器或脉冲限幅器），切换LISN 的 L/N 开关来选择测试电源线的对地共模骚扰电压。
b) 断续干扰：CISPR14-1 及一些引用 CISPR14-1 的标准有要求。通常使用断续干扰分析仪，配合LISN 测量。标准也允许用示波器与接收机的组合来替代。示波器观察骚扰持续时间，接收机观察骚扰电平幅度。
c) 负载端骚扰电压：CISPR14-1、CISPR15和CISPR11 中有要求。使用被动电压探头，将需要测试的负载线绝缘剥开，直接用探头连接收机测量负载线导线端子对地的骚扰电压。补充一句，如果设备额定电流过大，没有合适的 LISN 可用，也可以直接用电压探头来测量电源端的骚扰电压。
d) 通讯线骚扰电压/骚扰电流：CISPR22 中提及。针对不同类型的通讯线有不同的测试方法。Annex C 有详细描述，Annex F 有各种方法的优缺点分析。主要是依靠电流探头与CDN、150 欧姆接地电阻、容性电压探头的不同组合来测试不同类型的通讯线缆，需要保证的前提是测试线缆的对地阻抗是 150 欧姆。结果可以直接用骚扰电流 dBuA 表示，也可以换算成骚扰电压 dBuV 表示，换算阻抗是150 欧姆，也就是两者量值相差 44dB。
e) 插入损耗：CISPR15 提到。使用 RF 正弦波发生器经过平衡/不平衡转换器、模拟灯、LISN，最后用接收机测量比较电压来得出插入损耗的数值。
3. 结果判定：这个简单，接收机检波器的测量值（QP/AV）分别与限值线比较，低于限制线PASS，高出 FAIL。
4. 注意事项：传导测试因为是对地的共模骚扰测量，因此关键在测试布置上，布置没问题了用接收机测就行了，而布置上的差异会导致结果的出入。悬而未决的问题：接收机 RF 输入端脉冲限幅器的使用：有些测试机构使用，保护接收机；有些抵制，认为限幅器中包含非线性元件对脉冲进行限幅，导致互调失真及产生谐波形式的骚扰而影响测试结果。个人意见尽量不要使用，虽然没有进行过实际比对。
第二篇：辐射发射（Radiated Emission）
辐射发射（Radiated Emission）测试，是测量 EUT 通过空间传播的辐射骚扰场强。可以分为磁场辐射、电场辐射，前者针对灯具和电磁炉，后者则应用普遍。
另外，家电和电动工具、AV 产品的辅助设备有功率辐射的要求（称为骚扰功率）。
1. 测试标准
a) 电场辐射：CISPR22，CISPR13，CISPR11，CISPR14-1（特定类别的玩具）；
b) 磁场辐射：CISPR15（工作电流频率超过 100Hz 的灯具），CISPR11（电磁炉）；
c) 骚扰功率：CISPR14-1（工作频率不超过 9kHz 的一部分设备除外），CISPR13（只对辅助设备）。
2.测试方法
1)仪器和设备：
a) 电场辐射：接收机（1G以下）、频谱仪（1G 以上）、电波暗室、天线（1G以下一般用双锥和对数周期的组合或用宽带复合天线，1G 以上喇叭天线）；
b) 磁场辐射：接收机、三环天线或单小环远天线；
c) 骚扰功率：接收机、功率吸收钳。
接收机遵循 CISPR16-1-1 的要求，天线、场地遵循 CISPR16-1-4 的要求，吸收钳遵循CISPR16-1-3 的要求。
2)测试布置：
a)电场辐射：也是分台式与落地式，与传导发射相同（因为辐射发射结果与产品布置的关系尤为密切，因此需要严格按照标准布置包括产品、辅助设备、所有电缆在内的受试样品）；
b)磁场辐射：不同尺寸的三环天线对能够测试的 EUT 最大尺寸是有限制的，以2m 直径的环形三环天线为例，长度小于 1.6m 的 EUT 能够放在三环天线中心测试；在CISPR11 中，超过 1.6m 的电磁炉用 0.6m 直径的单环远天线在 3m外测量，最低高度1m；
c)骚扰功率：分台式与落地式，台式设备放在 0.8m 的非金属桌子上，离其他金属物体至少 0.8m（通常是屏蔽室的金属内墙，这个距离要求在 CISPR14-1 中是至少0.4m）；落地式设备放在 0.1m 的非金属支撑上；被测线缆（LUT）布置在高0.8m、长6m 的功率吸收钳导轨上
3)测试频段：电场辐射一般是 30MHz-1GHz（有些产品需要测超过 1G，根据具体标准的规定），磁场9kHz-30MHz，骚扰功率 30-300MHz。
4)测试限值：随不同标准，场地是 3m、10m 或其他尺寸，不同的产品分类（Group 1/2, Class A/B）而限值不同。
5)测试过程：
a)30MHz-1GHz 电场辐射：在半电波暗室中进行，EUT随转台 360 度转动，天线在 1-4m 高度上下升降，寻找辐射最大值。结果用 QP值表示。垂直、水平两种天线极化方向都测；
b)大于 1G 的电场辐射：工作频率超过 108MHz 的 ITE 设备、超过 400MHz的 ISM 设备需要测试，是在 3m 场地，使用频谱仪测。ITE 设备测试方法基本同30MHz-1GHz，结果用 Peak 与 AV 值表示。ISM 的产品有点不同，需要在全电波暗室中测，天线同产品同高度，不升降，转台仍然转动以寻找辐射最大值；c)替代法：采用 ERP（有效发射功率）来代替，再换算成场强数值。这个在 RF测试中经常用到，常规 EMC 很少使用。替代法测试的目的是测试 EUT 的壳体辐射，需要拆除所有可拆卸电缆，不可拆卸的电缆上套铁氧体磁环。首先用天线A和接收机测量出EUT 的最大骚扰值，然后用天线 B 替代 EUT，调节信号发生器输出功率，直至测量接收机达到同样的值。记录替代天线 B 的输入端功率，即为EUT 的壳体辐射功率。天线的选则根据测试频率来定；
d)磁场辐射：采用三环天线的磁场辐射测试没啥好说的，样品放置在天线中心，X/Y/Z 三个方向各测一组磁场辐射的结果。采用单小环天线时，天线垂直地面放置，最低部分高于地面 1m，因为是近场测量，又考虑到了地面的反射，测量所得的值反映了EUT 的水平和垂直的磁场分量；
e)骚扰功率：对设备的所有长度超过 25cm 的电缆（也包括辅助设备的线缆）都需进行。因为在 30-300MHz 内不同频点的骚扰在被测线缆中呈驻波形式分布。因此在测量中需要沿导轨拉功率吸收钳以寻找每个终测频点骚扰功率最大的位置（大致在离设备半波长的距离处）。
3.结果判定：仍然是与限值线比较。低于 PASS，高出 FAIL。
4.注意事项：测试布置仍然是测试最需要的环节。另外，因为是高频测试，场地、设备等都是很重要的会影响最终结果的因素。
第三篇：谐波电流（Harmonic Current）
谐波电流（HarmonicCurrent）测试主要测量 EUT 工作时注入到电网中的谐波。
1.测试标准：在低压供电设备范畴内，涉及到的产品标准有
IEC 61000-3-2（额定电流小于 16A）；
IEC 61000-3-4（额定电流大于 16A）；
IEC 61000-3-12（额定电流大于 16A 小于 75A）。
对应的 EN 标准中只有 EN 61000-3-2 和 EN 61000-3-12 列在了欧盟 EMC协调标准的官方公报（EU OJ）中。因此对于大于 75A 的设备没有相应的协调标准。以下的讨论基于 61000-3-2 和 61000-3-12（简称-3-2 和-3-12）。而涉及到测试方法的基础标准为IEC 61000-4-7，目前为止有两个版本，1991 版和2002 版
2.测试方法：
1)仪器和设备：谐波分析仪，纯净AC 电源
2)测试布置：没什么讲究
3)测试频段：2 次至 40 次谐波，即 100Hz-2kHz
4)测试限值：-3-2 中根据产品的分类 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：

谐波标准不同与其他标准，它对产品控制方法的设计有所要求。在-3-2 中，对供电电源进行非对称控制及半波整流是不允许的，除非满足下列条件之一：是检测不安全状况唯一可用方法、被控制部分功率小于等于 100W、被控制设备是两芯软线供电并且短时使用；在-3-12 中，只允许使用对称控制方法，针对发热元件的对称控制方法只能用于专业设备中，并且前提是该专业设备的主要目的不是用于加热。

6)测试过程：

根据-3-2：首先确定设备的分类 Class A/B/C/D，在谐波分析软件中选择分类，设定测量时间（测量时间需要足够长以满足测试可重复性的要求，一般默认是2.5min）。设备工作模式的选择首先参照附录 C，如果在附录 C 中没有列出，那么选择合适的工作方式使之产生最大谐波电流。谐波分析软件会根据采样电流算出各次谐波电流的大小，并与限值比较得出测试结果。
根据-3-12：首先假定设备最小短路比（Minimum Rsce）为 33，然后根据不同设备类型（单相、平衡三相等）选择限值与实际测量得到的设备产生的各次谐波电流、总谐波畸变（THD）、加权谐波畸变（PWHD）几个参数作比较，若设备产生的这些参数满足短路比 33 条件下的限值，那 OK，厂家可以在说明书中宣称“Equipment complying with IEC 61000-3-12”，可以不受限制的连入供电系统；如果设备产生的几种参数超过短路比 33 条件下的限值，那么可以根据测量得到的值，并参考其他更高短路比（66，120 或更大等）的限值，重新确定设备的最小短路比，根据新的最小短路比，结合设备的额定电流，可以算出所接入电网需要的最小短路容量（Ssc），厂家需要在说明书中指出需要用户向供电部门确认设备所接入的电网拥有超过该短路容量的能力。-3-2 附录 C中的设备工作模式要求同样适用于-3-12。

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| 发布时间：2018.07.20 来源：电源适配器厂家

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