電子鎮(zhèn)流器的CE電磁兼容設(shè)計

    電子鎮(zhèn)流器是一種工作在高頻（35kHz-50kHz）的半橋逆變外諧振AC/AC電源，用在熒光放電燈的供電上。由于熒光燈的U-I負阻特性，在燈的啟動時要提供一個從弧光到輝光放電的高電壓，以前的電源一般采用電感式鎮(zhèn)流器，但由于其是一感性元件，存在電流滯后于電壓的角度A，將產(chǎn)生無功功率的損耗，此時的功率因數(shù)為COS A，且由于要用鐵芯也存在材料消耗過高及笨重等缺點，更不可接受的是鎮(zhèn)流器的可聽噪聲及燈管頻閃會形成不良的視覺影響。與電感鎮(zhèn)流器相比電子鎮(zhèn)流器主要有以下優(yōu)點：適應(yīng)電壓寬；可方便地設(shè)計PFC電路，起到減小電網(wǎng)諧波污染，提高能效比的目的；加入預(yù)熱電路可延長燈管的壽命;可方便加入異常狀態(tài)（如燈管漏氣等）保護電路，提高電子鎮(zhèn)流器的可靠性；另外可加入調(diào)光控制電路，通過PWM（PFM）進行熒光燈光調(diào)節(jié)。所以電子鎮(zhèn)流器電源的照明又稱為綠色照明，但目前這一概念主要是從提高了能效比的角度提出的（能效比=總光通量/消耗電源功率）。但從電磁兼容的角度來看，由于EB工作在高頻其會對電網(wǎng)產(chǎn)生高頻諧波及傳導(dǎo)騷擾，同時此時的PF的計算并不等于電流與電壓不同步角的余弦，而含有高頻部份。

       高頻傳導(dǎo)騷擾的定義：CE（dBμV）=20 log [U/1μV]   頻率從150kHz-30MHz。

    諧波的構(gòu)成I=I1+ΣAn sin nωt +ΣBn  cos nωt [n∈（2…40）]

    對于諧波，如果不加PFC電路EB的諧波將肯定不合格，原因很簡單-由于直流   濾波電容的儲電作用和整流二極管的導(dǎo)通特性決定其電流波形肯定是一個導(dǎo)通角很小的尖峰形狀，從付里葉分析可以知道與SIN波的畸變將會使得其奇次諧波含量增加，隨奇次數(shù)增加而快速下隆，所以其往往是三次諧波（150Hz）不合格。而加入了PFC電路后更要注意的是高次諧波部份，因為標準對高次諧波的限值是較低的。

而傳導(dǎo)高頻騷擾主要是由于電子鎮(zhèn)流器的高頻諧振波形的非正弦性使其諧波增加，此高頻騷擾信號通過電路板的線路的直接耦合及電路中分布參數(shù)，如變壓器分布電容、PCB線路的互容及互感、接地電阻等形成。

 

    電子鎮(zhèn)流器由于是照明燈具的電源，在做CE認證時所用的標準如下； EN 55015-關(guān)于燈具產(chǎn)品的EMI要求；EN 61547 -是關(guān)于燈具產(chǎn)品的EMS的要求；EN 61000-3-2-關(guān)于小于等于16A產(chǎn)品的諧波要求，燈具屬于此標準中的C類產(chǎn)品；EN 61000-3-3-是關(guān)于小于等于16A產(chǎn)品的電壓閃爍和波動的要求。其中除了EN 61547是EMS標準外其它 的都屬于EMI的標準。下面按不同標準分四個部份簡要介紹一下針對電子鎮(zhèn)流器的具體要求：

 

EN 55015      由于電子鎮(zhèn)流器燈具是無啟動器的且其提供的燈電流的頻率大于100Hz，所以按本標準的要求（按EN 55015：2001）的測試項目有兩個：電源線端傳導(dǎo)騷擾電壓和輻射電磁場騷擾。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

輻射電磁場騷擾限值及測試配置圖：

 

EN 61547 對于電子鎮(zhèn)流器的測試項目有6項：電快速瞬變脈沖群，浪涌，靜電，電壓跌落和中斷、傳導(dǎo)注入電流和射頻電磁場抗擾度。由于電子鎮(zhèn)流器工作在高電壓條件下（相對于低壓電子線路）及一般都安裝在燈具內(nèi)部所以實際測試中在以上的后個四項目中產(chǎn)品幾乎都是合格的，這里不再過多描述，下面對前兩個測試項目進行詳細講解：

 

電快速瞬變脈沖群電參數(shù)特性及測試配置：

 

浪涌電參數(shù)特性：

    浪涌測試配置與電快速瞬變脈沖群電只是CDN及產(chǎn)生器不同，強調(diào)一下電快速瞬變脈沖群只是對PE地的共模脈沖，而浪涌則包含了差模部分的脈沖（L-N間），從這里可以明白EB在EMS測試中主要是浪涌項不合格的原因，及可以端正一個認識：并不是通過了電快速瞬變脈沖群就一定能通過浪涌，因為它們性質(zhì)不同。

EN  61000-3-2 對EB諧波的要求：

EN 61000-3-3對EB的要求：

1,傳導(dǎo)騷擾波電路設(shè)計

    首先要明白傳導(dǎo)騷擾的兩種模式:共模和差模,它們是以L,N線上的騷擾的不同回流通路來確定的,CM以共同地（PE或電路地）為騷擾電流匯合點，而差模則以供電電源（L，N）以回流形式匯合。

    CM濾波器設(shè)計時要注意兩點：1，CM變壓器的設(shè)計。為減小分布參數(shù)的影響應(yīng)盡量采用高導(dǎo)磁材料作磁芯以在相同的電感量條件了減小線圈的匝數(shù)，并要注意額定電流的選擇及氣隙距離的設(shè)計，以避免出現(xiàn)磁飽和及溫升過高。2，Y電容的參數(shù)的確定：Cymax=Imax/（Umax4πf）。Y電容：指接在L，N線對PE線間的電容，經(jīng)過IEC的相關(guān)安全測試（在2KV下工作40小時，在二倍電源額定電壓下工作100小時的電容）其介質(zhì)主要是高耐壓瓷質(zhì)，Y電容一般在表面有安全認證的標識，在接入形式上一般是用兩個電容共同對PE線接入，形成三端口網(wǎng)絡(luò)，所以通常叫Y電容。

    DM濾波器設(shè)計時要注意以下問題：1，電感采用單個獨立磁芯電感器而不要采用變壓器形式的差模電感，因為變壓器電感的分布電容模型較復(fù)雜給分析濾波器特性帶來不必要的困擾，甚至?xí)母旧细淖兯訛V波器的電路類型。2，X電容在使用時要注意其殘余電壓的大小，CE安規(guī)測試的殘余電壓的測試方法是在斷電1秒后測試L，N線間的電壓，不能超過安全電壓36V。X電容：指接在L，N線間的電容，經(jīng)過IEC的相關(guān)安全測試，在1KV下工作40小時，在二倍電源額定電壓下工作100小時的電容，其介質(zhì)有金屬化聚脂膜等，X電容一般在表面有安全認證的標識，在接入形式上可形成四端口網(wǎng)絡(luò)，所以通常叫X電容。

        插入損耗IL（_dB）=20log（Ui/Uo）,zui大阻抗不匹配原則：應(yīng)使得| Zs-Zi|&|Zl-Zo|盡量地大。

 

    諧波的控制方法：諧波設(shè)計的本質(zhì)是使得EB的電流輸入波形盡量與電壓的正弦波形相似，從而提高線路的功率因數(shù)，所以也叫功率因數(shù)校正電路（Power Factor Correct Circuit），有兩種電路方式：

    1,PPFC（Passive power factor correction circuit），如逐流濾波電路，高頻反饋補償電路及泵電源電路。其優(yōu)點是電路較簡單，成本較低，但一般的PPFC電路也存在著輸入電壓適應(yīng)范圍較窄，需采用高耐壓的電容等的不足。適當(dāng)?shù)夭捎脦追NPPFC電路的組合及合理選擇元件的參數(shù)用PPFC電路PF也可達到0.99以上。

2,APFC（Active power factor correction circuit ），是一種有源功率因數(shù)校正電路，基本電路組成包括：變壓器，PFCIC，開關(guān)FET等.