确保电网完整性
IEC 61000-3-2 谐波测试和 IEC 61000-3-3 闪烁测量
谐波是指频率为电网基波(通常为 50/60 Hz)整数倍的电流或电压。当负载具有非线性特性时,就会产生谐波(开关电源 (SMPS) 就是常见的例子),并可能导致各种电能质量问题。因此,进行谐波分析非常重要:它可以确定存在的谐波、谐波幅值及其在不同运行状态下的变化情况。这些信息有助于确定谐波产生的根本原因以及对电网带来的风险。
闪烁是指电压和电流的短时波动。它通常意味着设备的功率需求发生了快速变化。谐波描述的是周期性波形中的失真,而闪烁更多关注的是负载对电网需求随时间的变化。闪烁测试十分重要,因为电网和所连接的设备都需要稳定的电源供应。如果设备反复引起快速电压下降或负载快速变化,就可能干扰同一电网上的其他设备。
谐波和闪烁测试的主要目的是确保设备不会损害电网的完整性,而不是证明设备能够正常实现其预期功能。设备即使“运行正常”,也可能对周围的电力系统产生不良影响。
谐波和闪烁一致性测试通常在受控环境中进行,并使用稳定的交流电源和经过校准的测量工具。
产品未通过一致性测试的常见原因包括:
- 非线性电流消耗:开关电源以短时脉冲的形式取用电流,这可能导致谐波失真。可以通过输入滤波或无源校正来避免这一问题。
- PFC 校正不足:75 W 以上的大功率设备应配备功率因数校正 (PFC) 功能。PFC 实施不当可能引入低次谐波并增大波峰因数,导致发射水平超出允许范围。
- 启动时的浪涌电流:设备通电时可能出现持续时间很短的电流尖峰。这些尖峰可能超过谐波电流限值,即使其在稳态下符合要求。
- 功率状态转换:嵌入式系统经常会切换运行状态。这些状态转换可能导致谐波或闪烁。
功率分析仪 和 示波器 可以检测出不理想的谐波和闪烁。功率分析仪具有谐波模式,可通过快速傅里叶变换 (FFT) 计算均方根 (RMS) 值和相位角。 LGM600 系列 等功率分析仪可对前 200 次谐波进行此类分析。电流谐波则通常使用示波器和合适的探头进行测量。测量结果通常以图形和数值两种形式呈现。在某些情况下,示波器还支持 自动测试 ,可以验证设备是否符合一个或多个谐波标准。在验证和一致性测试阶段,功率分析仪可以生成测试报告,并确定哪些谐波超过了标准规定的最大限值。