關(guān)鍵詞: LED燈泡 , 技術(shù)講座 , 噪聲
技術(shù)講座:LED燈泡的噪聲對策.pdf
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2012-2-23 19:00:19 上傳
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修訂后的日本《電氣用品安全法》將從2012年7月開始施行。經(jīng)過此次修訂,LED燈泡也成為了該法規(guī)的適用對象。在幾項限制標準中,尤其引人關(guān)注的是關(guān)于電磁噪聲強度的限制。目前市場上出現(xiàn)了與白熾燈泡和燈泡型熒光燈相比電磁噪聲較大的LED照明器具,隨著修訂版《電氣用品安全法》的施行,必須采取嚴格的噪聲對策。本文將根據(jù)LED照明的現(xiàn)狀,就LED照明的噪聲種類、測評方法以及對策事例進行分析。
起源于東日本大地震的供電不足問題使得人們的節(jié)電意識迅速高漲,LED照明器具和采用LED背照燈的液晶電視等節(jié)能產(chǎn)品正逐漸成為市場主流。LED照明器具方面,燈泡型、螢光管型、吊燈以及吸頂燈等已經(jīng)開始投入市場。
其中LED燈泡方面,不僅是知名照明廠商,新涉足廠商的產(chǎn)品也開始在家居用品店以低價銷售,LED燈泡市場正在迅速擴大。
與此同時,標準化及法規(guī)導(dǎo)入等旨在實現(xiàn)LED燈泡普及的環(huán)境也正在建立之中。此前,LED燈泡不在《電氣用品安全法》的適用對象之內(nèi)。因此,有些LED照明產(chǎn)品的電磁噪聲較大。這樣一來,如果將路燈的燈具由汞燈換成LED燈泡,就會引起電視和收音機的接收障礙。
白熾燈泡是內(nèi)部沒有電源電路的電阻性負載,因此不存在這類電磁噪聲問題。但換成LED燈泡后問題就凸現(xiàn)出來了。如果就這樣推進LED照明的普及,家中會出現(xiàn)多處噪聲源。
因此在海外,LED照明器具與普通照明器具一樣,都要符合國際標準CISPR15(《電氣照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》),各國均出臺了基于該標準的限制規(guī)定。
日本也將開始啟用這種限制規(guī)定。從2012年7月開始,LED燈泡將成為《電氣用品安全法》的適用對象。其中還包括關(guān)于噪聲強度的規(guī)定(預(yù)定噪聲端子電壓的頻帶為526.5kHz~30MHz、噪聲功率的頻帶為30MHz~300MHz)。
無論《電氣用品安全法》是否施行,隨著LED照明市場的擴大,與其他電子產(chǎn)品之間相互干擾的問題也是無法避免的。
LED燈泡的電磁噪聲源是其電源電路。由于LED燈泡的電源部在尺寸方面限制較為嚴格,因此需要用最少的元件實施電磁噪聲對策。尤其重要的是噪聲對策元件的選擇。因此,本文將以LED照明電源電路泄露的電磁噪聲種類及其測量方法、以及能有效抑制電磁噪聲的元件選擇方法為中心進行分析。
噪聲電流有兩種模式
一般情況下,EMC(電磁兼容性:electro-magnetic compatibility)標準中定義了兩種電磁噪聲的測量,分別是輻射到空中的“輻射噪聲”和流經(jīng)電源線的“傳導(dǎo)噪聲(噪聲端子電壓)”(圖1)。噪聲電流中同時存在“差模”和“共?!眱煞N模式的噪聲成分。差模噪聲是在信號線和地線之間產(chǎn)生的噪聲。而共模噪聲在是大地與信號線和大地與地線之間產(chǎn)生的噪聲,信號線和地線與大地之間的噪聲類型相同,即具有相同的相位和相同的振幅。
2012-2-23 18:53:29 上傳
下載附件 (53.31 KB)圖1:在LED燈泡中觀測到的電磁噪聲示例
EMC規(guī)定中定義了輻射噪聲和傳導(dǎo)噪聲兩種電磁噪聲的測量,LED燈泡也不例外。有的LED燈泡產(chǎn)品的噪聲超過了CISPR15的規(guī)定值(準峰值:QP和平均值:AV)。輻射噪聲的主要成分是共模噪聲(圖2(a))。這是因為,該噪聲的電流環(huán)路面積要遠遠大于差模噪聲的電流環(huán)路面積。
2012-2-23 18:53:29 上傳
下載附件 (80.74 KB)圖2:電磁噪聲存在兩種模式
電磁噪聲有差模和共模兩種模式。輻射噪聲中主要是共模成分(a)。而傳導(dǎo)噪聲中,差模和共模兩種成分混合傳播的情況較多(b)而在傳導(dǎo)噪聲中能觀測到差模和共模兩種成分(圖2(b))。如果是傳導(dǎo)噪聲,需要在掌握噪聲成分特點的基礎(chǔ)上,根據(jù)其特點采取對策。首先來介紹一下抑制傳導(dǎo)噪聲的方法。
區(qū)分電源的噪聲模式
傳導(dǎo)噪聲的測量,一般利用V型人工電源網(wǎng)絡(luò),針對電源線1(L1)和電源線2(L2)各自的電磁噪聲,測量準峰值*(QP值)和平均值(AV值,圖3(a))。利用V型人工電源網(wǎng)絡(luò)雖然能測量各電源線與大地之間的噪聲電壓,但由于差模噪聲和共模噪聲二者合在一起,分不清哪種噪聲模式是主體。
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