LED照明灯具的噪声对策详解.pdfVIP

路灯监控 LED 照明灯具的噪声对策详解 修订后的日本《电气用品安全法》将从2012 年7 月开始施行。经过此次修订，LED 灯泡 也成为了该法规的适用对象。在几项限制标准中，尤其引人关注的是关于电磁噪声强度的限 制。目前市场上出现了与白炽灯泡和灯泡型荧光灯相比电磁噪声较大的LED 照明器具，随着 修订版《电气用品安全法》的施行，必须采取严格的噪声对策。本文将根据LED 照明的现状， 就LED 照明的噪声种类、测评方法以及对策事例进行分析。 起源于东日本大地震的供电不足问题使得人们的节电意识迅速高涨，LED 照明器具和采 用LED 背照灯的液晶电视等节能产品正逐渐成为市场主流。LED 照明器具方面，灯泡型、萤 光管型、吊灯以及吸顶灯等已经开始投入市场。 其中LED 灯泡方面，不仅是知名照明厂商，新涉足厂商的产品也开始在家居用品店以低 价销售，LED 灯泡市场正在迅速扩大。 与此同时，标准化及法规导入等旨在实现LED 灯泡普及的环境也正在建立之中。此前， LED 灯泡不在《电气用品安全法》的适用对象之内。因此，有些LED 照明产品的电磁噪声较 大。这样一来，如果将路灯的灯具由汞灯换成LED 灯泡，就会引起电视和收音机的接收障碍。 白炽灯泡是内部没有电源电路的电阻性负载，因此不存在这类电磁噪声问题。但换成 LED 灯泡后问题就凸现出来了。如果就这样推进LED 照明的普及，家中会出现多处噪声源。 LED 照明灯具的噪声对策详解 因此在海外，LED 照明器具与普通照明器具一样，都要符合国际标准CISPR15 （《电气照 明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》），各国均出台了基于该标准的限制规定。 日本也将开始启用这种限制规定。从2012 年7 月开始，LED 灯泡将成为《电气用品安 全法》的适用对象。其中还包括关于噪声强度的规定（预定噪声端子电压的频带为526.5kHz～ 30MHz、噪声功率的频带为30MHz～300MHz ）。 无论《电气用品安全法》是否施行，随着LED 照明市场的扩大，与其他电子产品之间相 互干扰的问题也是无法避免的。 LED 灯泡的电磁噪声源是其电源电路。由于LED 灯泡的电源部在尺寸方面限制较为严格， 因此需要用最少的元件实施电磁噪声对策。尤其重要的是噪声对策元件的选择。因此，本文 将以LED 照明电源电路泄露的电磁噪声种类及其测量方法、以及能有效抑制电磁噪声的元件 选择方法为中心进行分析。 噪声电流有两种模式 一般情况下，EMC （电磁兼容性：electro-magnetic compatibility）标准中定义了两种电 磁噪声的测量，分别是辐射到空中的“辐射噪声”和流经电源线的“传导噪声（噪声端子电 路灯监控 压）”（图 1）。噪声电流中同时存在“差模”和“共模”两种模式的噪声成分。差模噪声是 在信号线和地线之间产生的噪声。而共模噪声在是大地与信号线和大地与地线之间产生的噪 声，信号线和地线与大地之间的噪声类型相同，即具有相同的相位和相同的振幅。 在LED 灯泡中观测到的电磁噪声示例 图1：在LED 灯泡中观测到的电磁噪声示例 EMC 规定中定义了辐射噪声和传导噪声两种电磁噪声的测量，LED 灯泡也不例外。有的 LED 灯泡产品的噪声超过了CISPR15 的规定值（准峰值：QP 和平均值：AV ）。 辐射噪声的主要成分是共模噪声（图 2 （a ））。这是因为，该噪声的电流环路面积要远 远大于差模噪声的电流环路面积。 电磁噪声存在两种模式 图2：电磁噪声存在两种模式 电磁噪声有差模和共模两种模式。辐射噪声中主要是共模成分（a ）。而传导噪声中，差 模和共模两种成分混合传播的情况较多（b） 而在传导噪声中能观测到差模和共模两种成分（图 2 （b））。如果是传导噪声，需要在 掌握噪声成分特点的基础上，根据其特点采取对策。首先来介绍一下抑制传导噪声的方法。 区分电源的噪声模式 传导噪声的测量，一般利用V 型人工电源网络，针对电源线1 （L1）和电源线2 （L2） 各自的电磁噪声，测量准峰值*