GB/T17743-2017关于照明产品的控制端子骚扰电压的测试方法解析及研究

2019-02-20 06:42周汝派
仪器仪表用户 2019年3期
关键词:共模适配器线缆

周汝派

(工业和信息化部 电子第五研究所,广州 510000)

照明产品的新版标准GB/T17743-2017自2018年7月1日起在全国实施,国内CCC认证要求对具有控制端子的照明产品,都需进行控制端子的骚扰电压测试,而新版标准仅对控制端子的骚扰电压的限值、连接方法和测试设备仅作了一些简单的规定,并未详细描述其测试方法。因此,国内许多未做过此试验的检测机构和实验室难免无从下手。本文将基于GB/T17743-2017标准,介绍照明产品的控制端子骚扰电压测试原理,研究和分析关键测试仪器的性能参数及使用方法,最后通过实物测试总结一些值得注意的试验细节。

1 测试原理

照明产品的控制端子所使用的线缆一般是非屏蔽平衡信号线,流过线缆中每一根导线均有差模信号和共模信号,而决定控制端子骚扰电压的主要是共模信号。共模信号所引起的共模骚扰主要来源于:①相应控制电路,例如信号处理部分的电路板;②时钟信号、时钟谐波等内部源的耦合;③电源部分;④电缆和控制端口之间的不匹配或不平衡导致在控制端、电缆中的差模信号被部分地转换成共模干扰——控制端子骚扰电压最重要的来源[1]。

控制端子骚扰电压测试系统主要由测试接收机、阻抗稳定网络(ISN)、受试设备(EUT)及辅助设备(AE)组成,测试图见图1。图1中ISN的作用主要是:①提供从控制端子向ISN看过去的稳定共模阻抗;②隔离AE对测试的影响;③提供从差模信号到共模信号转换所需要的纵向转换衰减(LCL)——ISN的重要参数[2]。

图1 控制端子骚扰电压测试系统组成图Fig.1 Control terminal harassment voltage test system composition diagram

图2 TESEQ厂商的T800型ISNFig.2 TESEQ Manufacturer's T800 type ISN

测试时,ISN放置于受试设备与辅助设备之间,可看作是给控制端口提供了共模终端阻抗,由EUT通过ISN将EUT的电磁骚扰能量耦合到测试接收机上,从而获取测试结果。

2 测试仪器

从上节测试原理的介绍可知,ISN是测试控制端子骚扰电压的重要仪器;同时,GB/T17743-2017标准的4.3.3条也有提到“电压骚扰限值来自于连接到控制端子的共模(不对称模式)阻抗的150Ω的不对称人工电源网络(AAN)”。GB/T17743-2017标准的AAN即阻抗稳定网络(ISN),但目前还不能规定一种通用的ISN,原因是ISN的构造依赖于受试电信端口或控制端口的配置,即取决于被测样品正常工作要求的传输媒介类型和其他电气特性[3]。

基于GB/T17743-2017标准对ISN的要求,可以选择TESEQ厂商的T800型ISN来替代,见图2。

ISN T800由一个含D-Sub-25连接器的基本网络(ISN T800)和专用适配器组成。这套适配器包含一个纵向转换衰减(LCL)适配器,它可以实现EUT端所必须的控制线缆LCL和一个可直接连接AE端的适配器。由ISN T800的产品说明书可得知,ISN T800的共模阻抗(EUT端口)为150Ω±20Ω,LCL在150kHz~30MHz范围为55dB~39.3dB,误差是±3dB。

根据GB/T6113.102标准,不对称人工网络的LCL要求见图3。

连接控制线的LCL对应图3中的50dB曲线,曲线对应的计算公式如下:

将ISN T800的LCL参数代入上式计算,发现是满足GB/T6113.102标准的,即TESEQ厂商的T800型ISN在GB/T17743-2017标准中是可以作为测试控制端子骚扰电压的AAN。

图3 不对称人工网络的LCL值及其允差要求曲线Fig.3 LCL Value and tolerance requirement curve of asymmetric artificial network

此外,ISN T800共有4对非屏蔽平衡传输通道,见图4。其内部的电路连接图见图5。由图5可知,任意一通道的输入与输出电路均一样。因此,若控制线缆是由两根控制线组成,任取两通道连接即可,但需注意输入与输出通道要一致。

3 测试布置及结果

本次选取一带有控制端子的LED控制装置进行测试,控制端子是通过一个触摸开关来实现亮度的调节。本次试验选用的测试仪器见表1,均通过广州赛宝计量检测中心合格计量。

试验前,除了遵循GB/T17743-2017标准上的规定布置外,还需注意以下的试验细节:

1)测试前的预热:为保证试验过程中样品工作状态的稳定,样品需按正常使用状态安装,并至少通电15min。

图4 ISN T800的4对非屏蔽平衡传输通道Fig.4 ISN T800's 4 pair of unshielded balanced transmission channels

图5 ISN T800的内部电路连接图Fig.5 Internal circuit connection diagram of ISN T800

表1 实测所使用的测试仪器Table 1 Test instruments used in the measurement

2)线缆种类及长度:控制线缆使用制造商声明的类型,但长度需大于80cm;人工电源网络和ISN T800分别与LED控制装置的连线,二者之间的距离至少10cm。

3)ISN T800的接地:ISN T800需良好接地,地平面至少是2m×2m的金属板,且接地平板是接大地。

4)实测的连接:测试的具体连接框图见图6。

根据上面的步骤,搭建实测环境,如图7所示。

现在的测试系统大多数都实现软件自动测试,运行上位机软件,让接收机在150kHz~30MHz的整个频率范围内进行初步测量。在初步测量时发现距离限值的裕量在6dB左右的频率时,应让接收机固定在此频率;同时通过调节触摸开关以使光源负载在不同的亮度变动,以此达到最大骚扰值。

最后,为保证在不同时间或空间测试的结果一致性,应将测试连接图及所使用线缆的种类、长度等均记录在报告里。

4 总结

带控制线缆的照明产品目前市面上并不常见,但对于很多CCC检测机构和实验室来说,则必须掌握如何测试控制端子骚扰电压的方法。本文在基于标准条款的前提下,详细解析了测试方法,并提出了一些易忽略但需注意的试验细节,为相关的检测机构及工程人员提供了一定的理论和实践指导。

图6 实测连接框图Fig.6 Measured connection block diagram

图7 实测环境图Fig.7 The measured environment diagram

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