解讀IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)標(biāo)準(zhǔn)的變化

付洪英 尹學(xué)斌 陳婉如 徐鍇 田禾箐 趙文暉 孫玉萍 / 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

0 引言

IEC 61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)是專門用于考核單相交流電壓在220～240 V、三相交流電壓在380～415 V、相電流≤16 A的電子電氣產(chǎn)品的電流諧波的國(guó)際規(guī)范。很多國(guó)家或地區(qū)（比如歐盟、中國(guó)、南非等）會(huì)直接引用或等效引用該標(biāo)準(zhǔn)，作為電磁兼容認(rèn)證中對(duì)電流諧波參數(shù)的考核要求。過高的諧波電流會(huì)對(duì)使用同一電網(wǎng)供電工作的其他電子電氣產(chǎn)品，尤其是對(duì)電源質(zhì)量有較高要求的電子電氣產(chǎn)品產(chǎn)生危害。IEC 61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各類電子電氣產(chǎn)品的電流諧波限值，用以保護(hù)同一電磁環(huán)境中各個(gè)電子電氣產(chǎn)品的正常工作。

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）在2018年頒布了IEC 61000-3-2的5.0版本。該版本標(biāo)準(zhǔn)的最大變化體現(xiàn)在對(duì)照明設(shè)備的嚴(yán)格分類、測(cè)試要求及限值要求上。因此，與照明設(shè)備相關(guān)的公司和廠家應(yīng)關(guān)注該版本標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容變化，并及早作出相應(yīng)的測(cè)試對(duì)策。本文將列出IEC 61000-3-2的5.0版本的主要變化，并重點(diǎn)關(guān)注照明設(shè)備，尤其是對(duì)LED照明設(shè)備的諧波測(cè)試變化要求。

1 標(biāo)準(zhǔn)名稱中加入“額定”一詞

為了與 IEC 61000-3-12:2011保持一致， IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)的產(chǎn)品范圍從輸入電流≤16 A的設(shè)備改為額定輸入電流≤16 A的設(shè)備。增加了一個(gè)詞語(yǔ)“額定”，使測(cè)試及認(rèn)證人員在標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)定上更為明確簡(jiǎn)便。

2 電視接收機(jī)的測(cè)試條件更貼近實(shí)際情況

IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)更新了附錄 B.2中電視接收機(jī)的測(cè)試條件，其測(cè)試條件更貼近實(shí)際使用情況，從而在保證產(chǎn)品自身正常工作的同時(shí)，與周邊相關(guān)的電氣電子產(chǎn)品的正常工作相互兼容。

3 更新電磁爐的測(cè)試條件

更新了附錄B.11中電磁爐的測(cè)試條件，同時(shí)也列出了其他類型的烹飪器具的測(cè)試條件。

相 比 IEC 61000-3-2：Edition 4.0(2014)， 標(biāo) 準(zhǔn)IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)規(guī)定有多個(gè)烹飪區(qū)域的電磁爐應(yīng)該分開單獨(dú)測(cè)試。若存在不同的控制等級(jí)，則每個(gè)控制等級(jí)都應(yīng)該進(jìn)行預(yù)測(cè)試，用來確定最高的THC（總諧波電流）。然后，在產(chǎn)生最高THC的控制等級(jí)上做最終測(cè)試，以確定該產(chǎn)品是否符合限值要求。另外，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)烹飪?nèi)萜鞯某叽?、形狀以及如何使用做了更具體的描述，便于測(cè)試結(jié)果現(xiàn)象的復(fù)現(xiàn)。同時(shí)，本章節(jié)中也增加了非電磁感應(yīng)的其他類型的烹飪器具（如電熱爐）的測(cè)試步驟、測(cè)試用容器、測(cè)試方法等。

4 照明設(shè)備的分類更加明確

在 IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)的 第 5 章節(jié)設(shè)備分類中，明確將舞臺(tái)照明用和演播室用的專業(yè)燈具歸為A類，避免了因IEC 61000-3-2：Edition 4.0(2014)中沒有明確劃分，通常將此類產(chǎn)品采用C類產(chǎn)品的限值來考核，經(jīng)常會(huì)發(fā)生測(cè)試結(jié)果失敗的情況（C類產(chǎn)品限值比A類限值嚴(yán)格）。在5.2章節(jié)照明設(shè)備的描述中，進(jìn)一步明確哪些燈具產(chǎn)品是屬于C類（照明設(shè)備），而哪些燈具產(chǎn)品是排除在照明設(shè)備類別外的。例如：幻燈機(jī)、投影儀、某些量具（如：比例尺照明）、一些家用電器（如：冰箱、抽油煙機(jī)）雖然包含有照明裝置，但此類照明裝置不是照明設(shè)備，故不屬于C類。另外，獨(dú)立式相控調(diào)光器，以及只在應(yīng)急模式下發(fā)光照明的應(yīng)急燈也被排除在C類（照明設(shè)備）外。

5 擴(kuò)大免測(cè)產(chǎn)品范圍

在 IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)的 第 7 章諧波電流限值中，增加了一條規(guī)定：對(duì)于額定功率小于5 W的照明設(shè)備沒有限值要求。此免測(cè)要求適用于所有類型的照明設(shè)備。

同時(shí) IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)對(duì)于獨(dú)立式相控調(diào)光器的免測(cè)范圍也做了更新。

1）用于接白熾燈負(fù)載并且額定功率≤1 000 W的獨(dú)立式相控調(diào)光器，繼續(xù)免測(cè)諧波電流項(xiàng)目。

2）增加了接非白熾燈照明負(fù)載并且額定功率≤200 W的后沿調(diào)光器和帶后沿控制默認(rèn)模式的通用相控調(diào)光器，免測(cè)諧波電流項(xiàng)目。

3）增加了接非白熾燈照明負(fù)載并且額定功率≤100 W的前沿調(diào)光器和不帶后沿控制默認(rèn)模式的通用相控調(diào)光器，免測(cè)諧波電流項(xiàng)目。

對(duì)于額定功率＞100 W或＞200 W（依賴于相控調(diào)光器的類型）同時(shí)≤1 000 W，可接白熾燈也可接非白熾燈照明負(fù)載的獨(dú)立式相控調(diào)光器。當(dāng)端接白熾燈負(fù)載時(shí)，對(duì)調(diào)光器沒有諧波電流限值要求，但是接非白熾燈負(fù)載時(shí)，其調(diào)光器需要符合對(duì)應(yīng)諧波電流限值的要求。

6 數(shù)字負(fù)載端（DLT）傳輸控制裝置

在 IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)附 錄 B.5.5中增加了數(shù)字負(fù)載端（DLT）傳輸控制裝置的測(cè)試條件。當(dāng)測(cè)試數(shù)字負(fù)載端（DLT）傳輸控制裝置的時(shí)候，必須接一個(gè)純電阻負(fù)載或是具有DLT控制裝置的照明負(fù)載（該照明負(fù)載的最大功率應(yīng)與數(shù)字鏈路終端相匹配）。

7 含有一個(gè)有功輸入功率≤2 W控制模塊的照明設(shè)備

在 IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)第 7.4.1 章節(jié)中，增加了C類設(shè)備限值要求。

如果照明設(shè)備中含有一個(gè)有功輸入功率≤2 W的控制模塊，并且該測(cè)量控制模塊和設(shè)備內(nèi)其他部分的電源電流可以分開測(cè)量，那么這個(gè)控制模塊的諧波貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì)，只考量照明設(shè)備內(nèi)其他部分的諧波電流值。

8 非白熾燈光源的照明設(shè)備

IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)更新了含有調(diào)光、調(diào)色等控制方式的非白熾燈光源的照明設(shè)備的測(cè)試要求。

在第7.4章節(jié)中寫明，首先要求得到一個(gè)最大有功輸入功率Pmax，以確定諧波限值，然后在下面兩種情況下都要測(cè)試并符合限值要求。

——通過設(shè)置控制裝置獲得Pmax；

——將控制裝置設(shè)置到預(yù)期在有功輸入功率范圍內(nèi)產(chǎn)生最大總諧波電流（THC）的位置[Pmin，Pmax]，其中：

Pmin= 5 W，如果Pmax≤ 50 W；

Pmin=Pmax的 10%，如果 50 W＜Pmax≤ 250 W；

Pmin= 25 W，如果Pmax＞ 250 W。

IEC 61000-3-2：Edition 4.0(2014)中只提到了調(diào)光一種控制方式，IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)則包括了調(diào)光、調(diào)色等所有的控制方式，測(cè)試要求也更加易操作。

9 額定功率≤25 W的照明設(shè)備的限值要求

考慮到新型照明設(shè)備的諧波電流測(cè)試，IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)更新了額定功率≤ 25 W的照明設(shè)備的限值要求。

一般LED照明設(shè)備，特別是家用LED照明設(shè)備都具有功率低、能耗小的特點(diǎn)，其功率僅有幾瓦或者十幾瓦。在 IEC 61000-3-2：Edition 4.0(2014)中對(duì)于功率≤25 W的照明設(shè)備只提到了氣體放電燈的諧波電流限值要求，沒有明確列出對(duì)LED燈等新型照明設(shè)備的諧波電流限值要求。因此，對(duì)于功率≤25 W的LED燈，一般都不做諧波電流測(cè)試。在IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)的第 7.4.3 章節(jié)規(guī)定，額定功率≥5 W并且≤25 W的照明設(shè)備中，則不再提及氣體放電照明設(shè)備的概念，統(tǒng)一歸納成照明設(shè)備的概念，并增加了一個(gè)可選限值，這樣就明確地把低功率的LED燈等新型照明設(shè)備也包含了進(jìn)來，從而對(duì)此類產(chǎn)品也提出了諧波電流的測(cè)試要求。

IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)中增加的限值要求是：THD(總諧波失真)不超過70%。3次諧波電流不超過基頻電流的35%，5次電流不超過25%，7次電流不超過30%，9次和11次電流不超過20%，2次電流不超過5%。

10 實(shí)例分析

IEC 61000-3-2：Edition 5.0(2018)中增加的限值要求，對(duì)額定功率≤25 W的LED照明設(shè)備的諧波測(cè)試項(xiàng)目有何影響呢？

隨機(jī)選取兩款不同功率、不同廠商生產(chǎn)的LED照明設(shè)備作為樣品，進(jìn)行諧波電流項(xiàng)目測(cè)試，并采用現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)的可選限值來考量。測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

1）樣品1：LED臺(tái)燈，額定功率：6 W，廠商：甲

經(jīng)檢測(cè)，THD（總諧波失真）的測(cè)量值為76.21%，限值要求是70%，測(cè)量結(jié)果為不通過。

經(jīng)檢測(cè)，基頻電流值為0.024 A，其測(cè)量諧波電流值與基頻電流值的百分比見表1。

表1 測(cè)量諧波電流值與基頻電流值的百分比（樣品1）

綜合THD（總諧波失真）的測(cè)量值、測(cè)量諧波電流值與基頻電流值的百分比，樣品1最終判定為不通過。

2）樣品2：LED條燈，額定功率：11 W，廠商：乙

經(jīng)檢測(cè)，THD（總諧波失真）的測(cè)量值為52.38%，限值要求是70%，測(cè)量結(jié)果為通過。

經(jīng)檢測(cè)，基頻電流值為0.045 A，其測(cè)量諧波電流值與基頻電流值的百分比見表2。

綜合THD（總諧波失真）的測(cè)量值、測(cè)量諧波電流值與基頻電流值的百分比，樣品2最終判定為不通過。

從測(cè)試數(shù)據(jù)及結(jié)果可以看出，低功率LED照明設(shè)備通過諧波電流項(xiàng)目測(cè)試還是比較困難的。究其原因，是由于其功率因數(shù)低，有功功率轉(zhuǎn)化效率低，能量損耗大，故不易通過諧波電流項(xiàng)目測(cè)試。

表2 測(cè)量諧波電流值與基頻電流值的百分比（樣品2）

11 結(jié)語(yǔ)

IEC 61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)會(huì)被許多國(guó)家和地區(qū)直接采納引用。在我國(guó)，IEC 61000-3-2：Edition 5.0（2018）轉(zhuǎn)化為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之后，諧波電流就是國(guó)家強(qiáng)制性要求的測(cè)試項(xiàng)目。LED照明設(shè)備制造商或生產(chǎn)廠商應(yīng)根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的要求盡早出臺(tái)對(duì)策，以免在時(shí)間和資金上產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。

以上就是本文對(duì)IEC 61000-3-2：Edition 5.0（2018）版本更新內(nèi)容的解讀，希望能對(duì)電磁兼容從業(yè)者和廣大照明設(shè)備生產(chǎn)廠家有所助益。