CISPR 15: 2018與GB/T 17743-2017的主要差異及爭議淺析

賴明宇，陳瀅歡，鐘惠霞，張志平

（威凱檢測技術(shù)有限公司，廣州 510663）

引言

現(xiàn)行國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17743-2017《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》等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)CISPR 15:2015，已于2017年12月29日發(fā)布，并于2018年7月1日正式實(shí)施。與此同時，現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)CISPR 15: 2018Limits and methods of measurement of radio disturbance characteristics of electrical lighting and similar equipment于2018年5月15日發(fā)布。相比于GB/T 17743-2017，CISPR 15: 2018不僅進(jìn)行了完整的編輯修訂和結(jié)構(gòu)調(diào)整，還新增了測試方法及限值。在照明設(shè)備技術(shù)不斷發(fā)展的今天，盡早掌握現(xiàn)行國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)之間的差異有助于相關(guān)企業(yè)和檢測機(jī)構(gòu)跟進(jìn)國際標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)、最新技術(shù)發(fā)展，并參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定、提出建設(shè)性的中國建議。

1 標(biāo)準(zhǔn)主要差異

與GB/T 17743-2017相比，CISPR 15: 2018主要的技術(shù)變化有：

1）在范圍內(nèi)刪除對電源和電池運(yùn)行的限制；

2）在300 MHz至1 GHz頻率范圍內(nèi)，引入輻射騷擾限值；

3）負(fù)載端子限值與CDNE（輻射發(fā)射的替代）限值已發(fā)生變化；

4）刪除插入損耗要求及其在附錄A中的相關(guān)內(nèi)容；

5）引入三個基本端口：有線網(wǎng)絡(luò)端口、本地有線端口與外殼端口；

6）引入更具技術(shù)獨(dú)立性的方法；

7）通過適當(dāng)參考CISPR 16系列標(biāo)準(zhǔn)替換附錄B（CDNE）；

8）修改了錐形外殼金屬孔的要求；

9）GU 10自鎮(zhèn)流燈傳導(dǎo)騷擾測量的新方法；

10）增加電流探頭測量方法和各種端口的限值（除電壓限值和測量方法外）；

11）引入術(shù)語“模塊”（而非獨(dú)立附屬）和使用主機(jī)（參考）系統(tǒng)模塊的測量要求；

12）修改了EUT穩(wěn)定時間的規(guī)范；

13）對于大型EUT（直徑超過1.6 m），增加使用距離為3 m的60 cm環(huán)形天線磁場測量方法（CISPR 14-1的方法），作為3 m和4 m距離環(huán)形天線系統(tǒng)（LAS）的替代方案。

2 著重關(guān)注的差異及爭議淺析

針對以上眾多技術(shù)變化，筆者在本文對以下3點(diǎn)著重展開標(biāo)準(zhǔn)差異對比：

EUT應(yīng)用限值的判定流程：CISPR 15:2018引入有線網(wǎng)絡(luò)端口、本地有線端口與外殼端口后，在判斷端口類型的基礎(chǔ)上可進(jìn)行EUT應(yīng)用限值的判定；

60 cm環(huán)形天線替代法：針對大型EUT（直徑超過1.6 m）的9 kHz至30 MHz頻率范圍內(nèi)輻射騷擾，新增的一種測量替代法；

CDNE法：關(guān)注該法在CISPR 15:2018的應(yīng)用。

此外，筆者在參與國際標(biāo)準(zhǔn)制修訂中，發(fā)現(xiàn)CISPR 15:2018的不明確或爭議之處，對以下3點(diǎn)進(jìn)行討論：

EUT的穩(wěn)定時間；

輻射騷擾測試的布置；

USB供電照明設(shè)備的限值選擇與測試布置。

2.1 著重關(guān)注的差異

1）EUT應(yīng)用限值的判定流程

與GB/T 17743-2017不同，CISPR 15:2018根據(jù)重新定義的3種端口，明確引入EUT應(yīng)用限值的判定流程。

首先，要確定EUT及其有線接口的EMC相關(guān)物理特性（見圖1）。對于每個有線接口，確定它是否以直接方式、間接方式連接到網(wǎng)絡(luò)，或根本不連接到網(wǎng)絡(luò)。一旦知道了接口類型和可能的連接，每個接口就分配給3個如下述中可能的標(biāo)準(zhǔn)EMC端口之一：

——外殼端口：照明設(shè)備中非有意人工產(chǎn)生的無線接口，電磁騷擾可以通過該接口輻射到環(huán)境中；

——有線網(wǎng)絡(luò)端口：照明設(shè)備連接到與網(wǎng)絡(luò)直連的電纜的有線接口，并且該接口通過該電纜可以將傳導(dǎo)的電磁騷擾耦合到該網(wǎng)絡(luò)；

——本地有線端口：照明設(shè)備中直接連接到未連接到網(wǎng)絡(luò)且長度大于或等于3 m的電纜，或通過系統(tǒng)附屬設(shè)備（auxiliary equipment）間接連接到網(wǎng)絡(luò)的接口。

然后，根據(jù)其端口分類和CISPR 15:2018中5.3的要求，依次為每個接口選擇適用的測試方法、相關(guān)的測試布置和限值（見圖2）。

圖1 CISPR 15:2018圖3的中文翻譯

圖2 CISPR 15:2018圖4的中文翻譯

應(yīng)用GB/T 17743-2017和CISPR 15:2018時，須注意同樣產(chǎn)品在兩個版本標(biāo)準(zhǔn)中測試方法、測試限值的差異。以獨(dú)立式LED控制裝置為例（見圖 3），該LED控制裝置可以通過（0-10 V）調(diào)光器進(jìn)行調(diào)光。若按照GB/T 17743-2017中5.3.3.3的要求，獨(dú)立式LED控制裝置由帶單獨(dú)控制線的外部裝置調(diào)光，控制端子的騷擾電壓應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)表2c給出的端子騷擾電壓限值。若按照CISPR 15:2018應(yīng)用限值的判定流程，此類調(diào)光器未直接連接到網(wǎng)絡(luò)，也沒有通過其他設(shè)備間接連接到網(wǎng)絡(luò)，如產(chǎn)品說明書明確連接到接口的線纜長少于3 m，則不需要進(jìn)行本地有線端口測試。

2）60 cm環(huán)形天線替代法

根 據(jù)GB/T 17743-2017， 測 量9 kHz～30 MHz頻率范圍內(nèi)的輻射電磁騷擾時采用大環(huán)天線系統(tǒng)測量法：直徑2 m的環(huán)形天線適用于長度不超過1.6 m的EUT，直徑3 m的環(huán)形天線適用于長度為1.6～2.6 m之間的EUT，直徑4 m的環(huán)形天線適用于長度為2.6 ～3.6 m 之間的 EUT。

圖3 LED控制裝置及其調(diào)光器

圖4 CISPR 15:2018中9.3.3的中文翻譯

CISPR 15:2018在此基礎(chǔ)上，針對直徑超過1.6 m的EUT，可選擇60 cm環(huán)形天線在3 m距離處測量進(jìn)行替代，具體測試布置條款見圖4。這增加了大型EUT（直徑超過1.6 m）的可測量性，EUT的尺寸可不再受到較大的限制，如圖5的實(shí)際測試布置。

另外，加拿大國家委員會曾指出CISPR 16-1-4的附錄C要求EUT與三個LLA中任何部分的距離不得小于LLA直徑的10 %，因此CISPR 15:2018中表7的EUT最大直徑有誤（見圖6）。經(jīng)CISPR/F/WG2工作組會議討論后，該錯誤預(yù)計將在CISPR 15 Ed.9.0/A1中被修改（見圖7）。

3）CDNE法

針對30～300 MHz頻率范圍內(nèi)的輻射電磁騷擾測量，CISPR 15:2018的CDNE法徹底替代CISPR 15:2015的CDN法。但相比于其他輻射測量方法，頻率范圍300 MHz以下的CDNE方法和相關(guān)限值只能適用于時鐘頻率小于或等于30 MHz的EUT。在這種情況下，產(chǎn)品被認(rèn)為在頻率范圍300 ～1 000 MHz內(nèi)的符合要求。CISPR 15:2018的CDNE法參考基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)CISPR 16-2-1，但不使用CISPR 16-2-1中的EUT尺寸限制。對于CDNE方法，EUT的最大尺寸是 3 m× 1 m × 1 m (l× w × h)。CDNE 的尺寸限制只適用于EUT，不適用于布線或者受試系統(tǒng)的整體尺寸。

然而，需要注意的是，當(dāng)EUT存在多個接口時，測試方法和限值應(yīng)用仍存在漏洞，故在CIS/F/766A/RQ中，荷蘭國家委員會提出該CDNE法只針對簡單的EUT（不多于1個接口）。CISPR/F/WG2暫時決定在下一階段進(jìn)行討論、評估。

2.2 爭議淺析

1）EUT的穩(wěn)定時間

無論從EUT技術(shù)分類和穩(wěn)定時長（見圖8與圖9），GB/T 17743-2017和CISPR 15:2018都有較大差異。這在國際上也一直是爭議的焦點(diǎn)。

圖5 EUT（直徑超過1.6 m）的測試布置圖實(shí)例

圖6 CISPR 15:2018表7

圖7 CISPR 15 Ed.9.0/A1草稿表6

圖8 GB/T 17743-2017的6.5.3

圖9 CISPR 15:2018中7.8的中文翻譯

在2019年上海CISPR/F/WG2工作組會議前，WG2召集人已發(fā)文件（見圖10），從可操作性、代表性與可重復(fù)性的角度，建議LED燈15 min穩(wěn)定時間不變。然而，在上海CISPR/F/WG2工作組現(xiàn)場會議上，德國代表認(rèn)為穩(wěn)定時間可能是不定的，堅(jiān)持將CISPR 15:2018中“不包括氣體放電技術(shù)的EUT需要15 min”穩(wěn)定時間刪除。與此同時，國際上也存在其他國家的不同聲音。經(jīng)討論暫決定刪除此穩(wěn)定時間，并將其納入CISPR 15 Ed.9.0/A1版中（見圖11）。

然而，筆者針對這一情況進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定時間對LED燈測試結(jié)果仍存在非常大的影響。刪除相關(guān)穩(wěn)定時間的描述對測試人員綜合能力提出更高的要求，這需要明確知道產(chǎn)品的原理來確定LED燈的穩(wěn)定狀態(tài)。

圖10 2019年上海CISPR/F/WG2關(guān)于穩(wěn)定時間的文件

圖11 CISPR 15 Ed.9.0/A1草稿7.8

圖12 某款LED燈具產(chǎn)品隨時間的輻射騷擾值

筆者對某款LED燈具產(chǎn)品進(jìn)行了輻射騷擾測試（環(huán)境溫度24.8 ℃），測試從樣品直接連接電源到預(yù)熱1 h，發(fā)現(xiàn)輻射騷擾值隨著時間以及樣品溫度變化而變化。從圖12可以看出，預(yù)熱30 min前，騷擾值隨著預(yù)熱時間越長逐漸變低；30～60 min，騷擾值隨時間變化變緩；60 min后，騷擾值基本平穩(wěn)。當(dāng)關(guān)掉燈具電源直接冷卻5 min后再測試，騷擾值迅速上升，達(dá)到預(yù)熱10 min的騷擾值程度。由此說明，樣品內(nèi)部的預(yù)熱溫度對測試結(jié)果影響很大。當(dāng)然，一個案例不能代表此情況存在的普遍性。

在LED技術(shù)發(fā)展趨向成熟的今天，LED燈熱穩(wěn)定性愈加趨向平穩(wěn)，但是由于各自產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量和設(shè)計原理差異，各自產(chǎn)品的穩(wěn)定時間也是不盡相同。CISPR/F/WG2工作組鑒于穩(wěn)定時間的不定性，刪除“不包括氣體放電技術(shù)的EUT需要15 min”的描述。因此，筆者建議，測試人員應(yīng)先評估產(chǎn)品的設(shè)計原理，根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行測試。

2）輻射騷擾測試的布置

CISPR 15:2018新增關(guān)于照明設(shè)備輻射騷擾測試的一些布置圖（如圖13）。然而，該類布置圖中并未具體說明電源線與互連線的布線、EUT和AuxEq的距離、AuxEq（由控制單元、電纜、傳感器和負(fù)載組成）如何懸掛等。

若根據(jù)圖13所示，那作為外部模塊的獨(dú)立式適配器或獨(dú)立式驅(qū)動即是EUT，其實(shí)際測試布置如圖14。筆者認(rèn)為類似測試布置不符合產(chǎn)品的實(shí)際使用情況，遂與CISPR/F/WG2工作組溝通。CISPR/F/WG2解釋，圖13所示布置圖本意是使系統(tǒng)附屬設(shè)備（auxiliary equipment）與EUT保持距離，以便對EUT的發(fā)射產(chǎn)生最小影響。筆者亦會在未來持續(xù)與CISPR/F/WG2工作組溝通、討論CISPR 15:2018的其他測試布置圖。

3）USB供電照明設(shè)備（銷售時未帶適配器）的限值選擇與測試布置

在國內(nèi)燈具產(chǎn)品多樣化、電子化的實(shí)際背景下，USB供電照明設(shè)備（銷售時未帶適配器）傳導(dǎo)騷擾限值如何選擇、測試具體如何布置？CISPR 15:2018與GB/T 17743-2017（CISPR 15:2015）對此均無明確說明、規(guī)定（見表1），不同檢測機(jī)構(gòu)對此理解不同，從而導(dǎo)致不同的測試結(jié)果。

在此背景下，筆者通過全國無線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會家用電器、電動工具、照明設(shè)備和電氣玩具的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會（F分會）這個平臺，與CISPR/F/WG2工作組進(jìn)行了長達(dá)1年的反復(fù)溝通、內(nèi)容修改[4]。最終，經(jīng)國際工作組會議討論、確認(rèn)，明確了此類產(chǎn)品的適用限值（見圖15），并暫定在CISPR 15 Ed.9.0/A1版（預(yù)計2022年出版）中納入以中國提案為主體、融合國際建議的測試布置圖（見圖16），同時將USB供電LED臺燈案例涵蓋在IEC/CISPR/F的支持文件中。

圖13 外部模塊輻射騷擾測試布置圖

圖14 根據(jù)圖13的外部模塊實(shí)際測試布置圖

表1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)綜述

圖15 上海CISPR/F/WG2工作組會議的支持文件

圖16 以中國提案為主體、融合國際建議的測試布置圖

3 結(jié)論

本文在概括CISPR 15: 2018與GB/T 17743-2017主要技術(shù)變化的基礎(chǔ)上，挑選關(guān)鍵條款、通過不同實(shí)例對EUT應(yīng)用限值的判定流程、60 cm環(huán)形天線替代法、CDNE法進(jìn)行了重點(diǎn)解讀，指出標(biāo)準(zhǔn)變化后需要注意的差異之處，有助于相關(guān)企業(yè)和檢測機(jī)構(gòu)跟進(jìn)國際標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)、掌握標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展方向。此外，本文從EUT的穩(wěn)定時間、輻射騷擾測試的布置、USB供電照明設(shè)備（銷售時未帶適配器）的限值選擇與傳導(dǎo)測試布置淺析存在的爭議，體現(xiàn)出從實(shí)踐中剝離標(biāo)準(zhǔn)暫不能解決的問題、參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定的重要性。