2019年9月1日,歐盟發佈了新版諧波電流發射標準EN IEC 61000-3-2:2019 。該標準等同於國際標準IEC 61000-3-2:2018。根據歐洲電工標準化委員會(CENELEC)網站的信息,該版本最早將於2022年3月1日替代目前正在使用的版本EN 61000-3-2:2014。
相比2014版標準,此次有較多的技術修改。本文將對主要的技術修改信息進行彙總,包括:
01
標準的適用範圍
02
規範性引用文件
03
術語和定義的修改
04
新增的術語與定義
05
在標準的第5章更新了A級產品的舉例
06
標準中新增了第5.2節
(照明設備的描述)
07
在標準的6.3.3.1節(可重複性)的描述中增加了“同一個測試場所”條件
08
標準第7章(諧波電流限值)作了比較大的修訂
09
對一些產品的試驗條件進行了更新
對於標準中部分字句的修改,如果不涉及實質性技術要求變化的,本文中沒有述及。
1
標準的適用範圍
標準的適用範圍修改為
“… IEC 61000的本部分適用於每相額定輸入電流不超過16 A、預定連接到公共低壓配電系統的低壓電氣、電子設備設備。”
藍色文字為引用標準原文,下同
相比2014版,範圍增加了“額定”兩字,這同EN 61000-3-12對於範圍的表述相一致,也使得標準的適用範圍更加明確。
2
規範性引用文件
引用的諧波電流測試設備的基礎標準變更為新版本IEC 61000-4-7:2002+A1:2008。
3
術語和定義的修改
以下按照標準中的章節號分別列出了各修改後的術語和定義內容。
(1) 3.2 燈(lamp):預定用於產生光輻射(通常可見)的源。
(2) 3.3自整流燈(self-ballasted lamp):一種裝有燈頭幷包含光源和光源正常工作所必需的照明控制裝置,而且不永久性損壞就不能拆卸的單元。
(3) 3.4 燈具(luminaire):將一個或多個燈發出的光進行配光、濾光或變換的一套裝置,它包括固定和保護這些燈所必需的所有零部件,必要時,還包括電路附件以及將它們連接至電源的器件;燈本身不包括在內。
(4) 3.5電路功率因數(circuit power factor):所測的有功輸入功率與供電電壓(有效值)和供電電流(有效值)的乘積之比。
(5) 3.7有效功率(active power):按照IEC 61000-4-7進行測量、在10個週期(50 Hz系統)或者12個週期(60 Hz系統)測得的即時功率的平均值。
(6) 3.9專業設備(professional equipment):由製造商指定,用於貿易、職業或者工業,並且未預定出售給普通公眾的設備。
(7) 3.13照明設備(lighting equipment):主要功能是生成和/或調節、和/或分配光輻射的設備。
另外,定義中刪除了原來的舉例以及排除設備清單。相關的內容並更為新版本的5.2節。
(8) 3.14待機模式(stand-by mode):一種無操作、低功耗的模式(通常在設備上以某種方式指示出來),持續時間不定。
其內容沒有變化,只是定義名稱中刪除了並列的睡眠模式(sleep mode)。
(9) 3.22內置調光器(built-in dimmer):包含在燈具外殼內部或者裝在其供電電纜上的調光器。
4
新增的術語與定義
(1) 3.19 照明控制裝置(lighting control gear):連接在電源與一個或多個燈之間、使燈按預定要求工作的裝置。
注1:照明控制裝置可由一個或多個單獨元件組成。它可能包括用於調光、修正功率因數以及抑制無線電干擾的措施,以及其它控制功能。
注2:照明控制裝置可部分或完全集成在有些燈中,例如自整流燈的情況。當提及照明控制裝置時也同時包括這些集成的燈。
注3:照明控制裝置舉例:用於放電燈的鎮流器或者電子控制裝置,用於白熾燈的降壓轉換器,用於固態照明模塊的驅動器。
注4:對於本標準,3.23以及3.24定義的獨立相位控制調光器不被看作是照明控制裝置。
注5:機械開關及繼電器,以及只提供開/關控制的其它簡單裝置,不會產生畸變電流,所以也不被看作是照明控制裝置。
(2) 3.20數字負載端傳輸照明控制裝置,DLT控制裝置(digital load side transmission lighting control device, DTL control device):用於控制電子照明設備照明參數(例如光等級、光顏色)的裝置,它按照IEC 62756-1使用其負載端電源線進行數據傳輸。
注1:DLT控制裝置的接線類似於相控調光器,但它不會直接改變它所連接的專用照明設備的供電電源。它通過負載端的電源線傳輸數字信號至專用照明設備,後者包含接收和解釋控制信號的器件以及用於調光、顏色變化等的內置器件。
(3) 3.21 調光器(dimmer):用於控制照明設備光輸出等級的裝置。
(4) 3.23 獨立調光器(independent dimmer):除內置調光器以外的調光器。
(5) 3.24 相控調光器(phase control dimmer):能產生前沿(正相)或後沿(反相)交流波形的電子開關。
以下圖1和圖2分別是前沿與後沿調光器的電流波形示例。
(6) 3.25 通用相控調光器(universal phase control dimmer):能自動或手動、在生成前沿(正相)或後沿(反相)交流波形之間切換的相控調光器。
(7) 3.26用於舞臺照明和攝影棚的專業燈具(professional luminaire for stage lighting and studios):用於戶外或戶內、在標準IEC 60598-2-17範圍內且屬於專業設備的用於舞臺照明或電視、電影或者照相攝影棚的燈具。
5
在標準的第5章更新了A級產品的舉例
A級設備的舉例:
· 平衡三相設備
· 家用電器,但不包括屬於B, C或D的設備 (注:2014版的描述為 “… 但不包括屬於D級的設備”)
· 吸塵器
· 高壓清洗機
· 工具,但不包括便攜式工具
· 獨立式相控調光器(注:2014版寫作“白熾燈調光器”)
· 音響設備
· 用於舞臺照明和攝影棚的專業燈具 (注:此為2019版新增)
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標準中新增了第5.2節(照明設備的描述)
本標準中,3.13所定義的照明設備包括:
· 燈及燈具
· 主要功能之一為照明的多功能設備的照明部分
· 獨立式照明控制裝置
· 紫外(UV)及紅外(IR)輻射設備
· 發光的廣告標識
· 用於照明設備的獨立式調光器,但不包括相控調光器
· DLT控制裝置 (注:此為2019版新增類別)
本標準中,3.13所定義的照明設備不包括:
· 具有其它首要功能的設備的內置式照明裝置(例如複印機、投影儀以及幻燈投影機),或者用於刻度照明或者指示目的的照明裝置
· 主要功能不是產生以及/或調節以及/或分配光輻射、但含有一個或多個燈(帶或不帶單獨開關)的家用電器(例如帶內置燈的油煙機)
· 獨立式相控調光器
· 用於舞臺照明和攝影棚的專業燈具(注:此為2019版新增類別)
· 只在緊急模式下才發光的應急燈具(注:此為2019版新增類別)
7
在標準的6.3.3.1節(可重複性)的描述中,增加了“同一個測試場所”條件
在整個試驗觀察週期內,滿足以下條件時,單次諧波電流平均值的可重複性(見3.15)應當優於適用限值的±5 %:
· 同一臺受試設備(EUT)(不是同一型號的另一臺樣品,即使相似)
· 同一套測試系統
· 同一個測試場所
· 相同的試驗條件
· 相同的氣候條件(如果相關)
可重複性要求用於定義試驗所需要的觀察週期(見6.3.4),而不用作本標準符合性評估的通過/失敗判據。
8
標準第7章(諧波電流限值)
作了比較大的修訂
主要是針對照明設備的限值作了比較大調整。在2014版中,有效功率小於25 W的照明設備只針對放電燈(例如熒光燈)有限值規定,而對於LED燈,由於其不屬於放電燈,所以沒有限值的規定。在2019版之中,只要功率超過5 W,所有的照明設備(屬於5.2條款所列照明設備類別的產品)均需要進行測試。另外,調光器更多地用於其它種類的照明設備,對2014版中白熾燈用調光器的豁免內容也完全重新進行了修改;在以往版本的標準中,調光器的限值應用常有不太清晰之處,此次標準修訂也一併解決了該問題。在2019版中,用於舞臺照明和攝影棚的專業燈具按照A類產品進行測試。
標準詳細的修改內容如下。
(1) 7.1節概述中的免測設備清單(限值尚未規定)作了更新;更新後的完整內容如下:
本標準沒有指定以下種類產品的限值。
注1:限值也許會在本標準將來的修改或修訂中給出。
· 額定功率小於但不等於5 W的照明設備 (注: 此句為2019版新增)
· 除照明設備之外,額定功率不大於75 W的設備
注2:將來該值也許會從75 W降低至50 W,那時需要取決於國家委員會的批准。
· 總額定功率大於1 kW的專業設備
· 額定功率不大於200 W的對稱控制加熱器件
· 獨立式相控調光器
用於白熾燈:額定功率不超過1 kW
用於白熾燈之外的其它照明設備:後沿調光器以及默認模式設置為後沿調光的通用相控調光器,額定功率不超過200 W
用於白熾燈之外的其它照明設備:前沿調光器以及未將默認模式設置為後沿調光的通用相控調光器,額定功率不超過100 W
澄清:對於標籤中註明可用於白熾燈及其它類型的照明設備、額定功率大於100 W或200 W(取決於相控調光器的類型)且不超過1,000 W的獨立式相控調光器,當用於白熾燈時沒有限值規定,但用於白熾燈之外其它類型照明設備時則有相應的限值規定。
(2) 標準7.2節 A類設備的限值。更新後的內容如下。
對於A類設備,輸入電流的諧波不應超過表格1規定的限值。
音頻放大器應按照條款B.3進行測試。用於照明設備的獨立式相控調光器應按照條款B.6進行測試。
(3) 標準7.4節C類設備的限值
7.4.1 概述
照明設備應按照條款B.5進行試驗。
如果由於有效輸入功率≤ 2 W的控制模塊的諧波導致照明設備不滿足7.4.2或7.4.3的要求,假如能對控制模塊和設備的其它部分單獨進行諧波測試,則可以忽略控制模塊的影響,在發射測試時設備的其它部分所消耗的電流同正常工作條件一致。
7.4.2 額定功率 > 25 W
使用白熾燈及額定功率超過25 W內置相控調光器的燈具,輸入電流的諧波不應超過表1規定的限值。
額定功率超過25 W的任何其它照明設備,輸入電流的諧波不應超過表2規定的相對限值。對於那些含有用於控制(例如調光、顏色)器件的類型,在以下兩種試驗條件下,輸入電流的諧波均不應超過對應最大有效輸入功率 (Pmax)條件下表2給出的限值:
· 調整控制裝置以獲得Pmax
· 調整控制裝置的位置,在有效輸入功率 [Pmin, Pmax] 範圍內產生最大總諧波電流 (THC) 。其中Pmax的確定方法如下:
如果Pmax ≤ 50 W, 則Pmin = 5 W
如果50 W < Pmax ≤ 250 W, 則Pmin = 10 % Pmax
如果Pmax > 250 W, 則Pmin = 25 W
7.4.3 額定功率≥ 5 W且≤ 25 W
額定功率≥ 5 W且≤ 25 W的照明設備應滿足以下三組要求之一:
· 諧波電流不應超過表格3第2列同功率相關的限值。
· 以基波電流的百分比來表示,三次諧波不應超過86 %,五次諧波不應超過61%。另外,輸入電流的波形應當滿足以下要求:相對於基波供電電壓的過零點,在60°或之前應當達到5 %的電流閾值,在65°或之前出現峰值,在90°之前不應低於5%的電流閾值。電流閾值等於出現在測量窗口中最大值絕對峰值電流的5 %,相角測試也在包含該絕對值峰值的週期內進行測量(詳見圖2)。頻率超過9 kHz的電流分量不應影響該評估(可使用類似於IEC 61000-4-7:2002以及IEC 61000-4-7:2002/AMD1:2008第5.3節所描述的濾波器)。
· THD不應超過70 %。以基波電流的百分比來表示,3次諧波電流不應超過35 %,5次諧波電流不應超過25 %,7次諧波電流不應超過30 %,9次及11次諧波電流不應超過20 %,2次諧波不應超過5 %。
如果照明設備包含控制器件(例如調光、顏色),或者可以驅動多個負載,則測量時只需要調整控制裝置的設置及燈的負載、以達到最大有效輸入功率的條件下進行。
9
對一些產品的試驗條件進行了更新
(1) B.2 電視接收機試驗條件
B.2.1 一般要求
測量時電視機的所有輔助電路都應當帶載,但不包括由電視機供電的周邊設備。
應按照B.2.2.1給電視機輸入信號,按照B.2.2.2至B.2.2.4對圖像、聲音和節能功能進行設置。B.2.2中沒有規定要求的設置應設定為電視機發送到客戶家用時的默認設置條件。
B.2.2 測量條件
B.2.2.1 輸入信號
可以使用任何包括B.2.2.1規定的圖像和聲音信號的輸入信號(包括RF或基帶)。用電視機重現輸入信號的內容。信號水平應當足夠高,以使得全屏顯示圖像沒有噪音及誤碼。
圖像信號是IEC 60107-1:1997, 3.2.1.2所定義的彩條圖信號。
聲音信號是1 kHz正弦波信號。
B.2.2.2 圖像水平調節
電視機的對比度、亮度、背光以及其它功能(如果存在)應設定為電視機發送到客戶家用時的默認條件。
B.2.2.3 聲音水平調節
聲音應當調節到屏幕顯示音量的8%至12%。所有其它聲音功能應設定為電視機發送到客戶家用時的默認條件。
B.2.2.4 節能功能
應關閉環境燈光控制、動態背光控制以及其它類似功能。如果不能關閉這些功能,實驗室直接使用照度 ≥ 300 lx的照明設備來照射光線傳感器,應在報告中記錄這點。應打開任何電視機中以及照亮電視機環境的照明功能。
B.2.3 試驗報告
試驗報告中應當包括電視機的輸入信號和設置。
(2) B.5.3 燈具
被測試燈具的情況應當同製成品一致。
試驗時所使用燈(或模擬負載)的電氣特性應接近該燈具指定類型燈的電氣特性。如果燈具含有一個以上的燈,試驗時應當連接所有的燈並使得這些燈都正常工作。如果燈具可以使用的燈超過一種,試驗時應當分別在連接不同種類燈的條件下進行測試,每種情況下燈具都應當滿足要求。如果燈具配有啟輝器,則應當使用滿足IEC 60155要求的啟輝器。
不含照明控制裝置或控制器件(機械開關除外)的白熾燈具被認為能滿足諧波電流要求,可以不進行試驗。
假如對安裝到燈具內的照明控制裝置進行單獨試驗,試驗時使用每一種指定用於該燈具的燈(或模擬負載)(它們的電氣特性同所考慮的燈的類型相近),如果照明控制裝置能滿足要求,則可以認為相應的燈具也滿足要求,不需要再次進行檢查。如果不是,則需要對燈具本身進行試驗,且燈具需要滿足要求。
(3) B.5.4 照明控制裝置
進行照明控制裝置的試驗時,應使用電氣特性同其技術規格規定的目標值相近、並且有代表性類型的燈(或模擬負載)。
對於可帶或不帶串聯電容的照明控制裝置,或者照明控制裝置被設計用於多種類型的燈,製造商應在產品目錄中規定在使用哪種電路和燈的情況下照明控制裝置能滿足諧波要求;應當分別使用各種對應的電路和燈來對照明控制裝置進行試驗,並且在各種情況下都需要滿足要求。
(4) B.5.5 DLT控制裝置
應使用DLT控制裝置能承受的最大功率的阻性負載或照明負載來進行試驗。
(5) B.6 照明設備用獨立式調光器的測試條件
如果相控調光器可用於一種或多種類型的照明設備,應使用每種類型照明設備的一個典型樣品進行測試,且每次都需要符合要求。在每種情況下,應當使用調光器能承受的最大功率照明負載進行測量。調光器應當設置到預期能產生最大總諧波電流(THC) 的位置進行測試。
當用於其它照明設備時,如果它們同典型種類照明設備基本相似,在不超過最大申明功率的情況下,該調光器被認為滿足標準要求。
當使用白熾燈負載進行相控調光器試驗時,控制器的觸發角被設定為90° ± 5°;如果是多級控制,則設定為最接近90°的那一級。
(6) B.7 吸塵器的試驗條件。主要的修改是對最小輸入功率大於50 %有效輸入功率時的情況進行了詳細說明。
可變輸入功率的吸塵器應在三種 模式下進行試驗,持續時間相同,每次至少2 min持續時間,控制器分別調整為:
· 最大輸入功率
· 50% ± 5%最大有效輸入功率;如果不可能(例如多級控制),則調整到設備設計所支持的最接近50 %的那個點
· 最小輸入功率
如果最小輸入功率時的有效輸入功率大於最大有效輸入功率的50 %,則上述要求意味著吸塵器試驗三個相同的時間間隔:其中一個時間間隔調整控制器至最大輸入功率,另兩個時間間隔調整控制器至為最小輸入功率。
如果真空吸塵器含有選擇瞬時高功率(“加速器”)工作模式的控制器,該模式會自動返回到低功率模式,則計算諧波電流平均值時不考慮該高功率模式。當試驗使用針對單個1.5 s平滑均方根諧波電流值(見6.3.3.4)的限值時,才應進行此模式的試驗。
(7) B.8 洗衣機的試驗條件。主要的修改內容是對於負載重量的不平衡進行了說明。
洗衣機應在一個完整的洗滌程序中進行試驗,即裝入尺寸為70 cm x 70 cm、乾重140 g/m2 ~ 175 g/m2雙縫邊預洗棉布的額定負荷的標準洗滌週期。棉布放置在洗衣機中的方式應當避免出現不切實際的重量不平衡。
注:將棉布逐塊裝入洗衣機是實現該目的的一種方式。
(8) B.11 炊具的試驗條件。2014版僅規定了感應炊具的工作條件。而在2019版中分別對於感應炊具以及非感應炊具的工作條件分別進行了規定。另外,新版標準中對於測試時使用的烹飪容器的材料和尺寸也進行了詳細的規定;其中尺寸的規定同EN 55014-1的規定相一致。
B.11.1 電磁灶臺和灶頭
電磁灶臺和灶頭工作時應當使用鋼鍋。在鋼鍋中加入最大容量的一半、溫度為室溫的水,將鋼鍋置於每個烹飪區的中心。每個烹飪區的測試應按照以下兩步步驟分別進行測試:
1) 每個控制等級(包括超強火力模式)首先分別測試幾秒。如果功率不採用分級控制,將控制範圍大致等分為10級。確定產生最大THC的控制等級。
2) 在步驟1)確定的產生最大THC的控制等級條件下,進行測量並同6.3.2規定的限值進行比較。試驗週期按照表格4確定。
鋼鍋底部的直徑應不小於烹飪區的直徑。應使用滿足本要求的最小標準烹飪容器。
標準烹飪容器接觸表面的標稱直徑為110 mm, 145 mm, 180 mm, 210 mm以及300 mm。
容器底部應該是凹形的,在環境溫度為20° ± 5°時,其底部偏離平面不超過直徑的0.6 %。
預定用於具有弧形底部容器的烹飪區域(例如用於炒鍋的烹飪區域),應採用與灶臺一併提供的容器,或使用製造商推薦的容器。
可以合併且同時控制的、邊與邊相鄰的烹飪區應分別單獨進行測量。
帶有很多小線圈、並能自動配置為一個有效加熱區域的烹飪區應當使用300 mm直徑的容器進行試驗。容器應放置在烹飪區的中間位置。
B.11.2 除感應炊具之外的灶臺和灶頭
對於有數個烹飪區的設備,應按照6.3.2對每個單獨的烹飪區分別進行測量。
每個烹飪區測試時應調整控制器以產生最大的THC。測試時應當使用一個合適的鍋或深鍋,在其中裝入最大容量一半的水並且置於烹飪區的中間位置。
(9) B.15 非專業用高壓清洗機的試驗條件。同吸塵器類似,新版本主要對最小輸入功率大於50 %有效輸入功率時的情況進行了詳細說明。
除電子功率控制外,高壓清洗機應按照IEC 60335-2-79調整至正常工作狀態。
具有可變輸入功率的高壓清洗機應當在三種工作模式下進行試驗,持續時間相同,每次至少2 min持續時間,將控制器分別為:
· 最大輸入功率
· 50 % ± 5 %最大有效輸入功率;如果不可能(例如多級控制),則調整到設備設計所支持的最接近50 %的那個點
· 最小輸入功率
注:如果最小輸入功率時的有效輸入功率大於最大有效輸入功率的50 %,則上述要求意味著高壓清洗機試驗三個相同的時間間隔:其中一個時間間隔調整控制器至最大輸入功率,另兩個時間間隔調整控制器至為最小輸入功率。
這三個時間間隔不需要連續,但在應用限值時,假它們是三個連續的間隔,而不考慮三個間隔之外的諧波電流值。
(10) B.16 冷藏箱及冷凍箱的試驗條件。對於快速製冷功能進行了說明。
冷藏箱及冷凍箱應當在空箱條件下進行測試。溫度控制應調整設定至預定連續使用的最低值(不考慮快速製冷功能)。應當在內部溫度穩定以後再開始測量。
注:一個確定溫度穩定的方法是由輸入功率進入低功率模式來判斷。
當開始測量時,環境溫度應當在20 °C至30 °C範圍內。在實驗過程中,環境溫度的變化應當保持在±2 °C範圍以內。