emc检测技术对led灯具辐射危害的整改设计
【】在现今社会,随着电子产品技术的飞速进步及检测技术的发展,原来基本的测量技术已经不能满足要求。20世纪60年代电磁兼容（EMC）应运而生。现如今LED灯具成为市场上主流的照明灯具。同时一些LED灯具的对人体的辐射危害（蓝光），以及对电网的危害也出现，通过电磁兼容（EMC）检测技术检测出LED灯具中电路板中的辐射源所在，对电路元器件进行更换，电路模块的更改，达到降低辐射的目的，主要讲述灯具的发展史以及电磁兼容技术的发展。
目录
引言 1
一、 LED灯具兴起与辐射问题 2
（一）LED灯具的兴起 2
（二） LED灯具的电磁、蓝光辐射危害 2
（三）LED灯具的发光原理 4
二、 LED灯具组成部分及电磁兼容检测 4
（一） LED灯具组成部分及主要元器件 4
（二）EMC检测未经整改的LED灯具实验结果 6
（三） 对LED灯驱动做出整改设计 9
1.传导干扰设计的滤波模块 9
2.辐射整改方案 13
三、 LED电源实物图 15
（一） LED电源驱动图 15
（二） 整改后的实验数据 17
（三） 数据对比 18
结论与展望 19
参考文献 20
致谢 21
附录 22
一、 PCB板图 22
二、 原理图 23
引言
随着社会的飞速发展，照明设备也在不断地革新。从起初的功率高、发光率低的白炽灯到后来的功率低、发光率高但是使用时间短的日光灯。而如今的LED灯具却是有着发光率高、成本低、使用时间长等优点。但是在革新的过程中，LED灯具出现了各种各样的问题。灯珠异常损坏。使用时间没有预先设计的时间长。LED灯具调光时会有较强的脉冲信号。以及设计完好的LED灯具做电磁兼容检测时发现测试结果不能达到生产出售的标准。以及LED灯具的蓝光问题这都是以往灯具所不具有的。这就需要电磁兼容技术来对LED灯具进行整改以达到能够正常使用的目的。
LED灯具兴起与辐射问题
（一）LED灯具的兴起
低碳节能已成为当 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
前社会人们关注的焦点。若是照明设备也有有效的节能手段。将会对减少能源消耗有显著的效果。
LED光源作为新兴半导体光源，属于冷光源对环境没有汞污染。同时与普通的白炽灯、卤素灯、荧光灯相比，能耗低、发光率高、使用时间长。在同一种亮度下LED灯的耗电量仅为白炽灯的八分之一、荧光灯的二分之一，如图1.1就是主流的LED灯具。
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图1.1LED灯具
LED灯具的电磁、蓝光辐射危害
如今不少场合下，LED光源和LED灯具已经成为市场上的主流光源。例如家里安装的天花灯、手电筒等，同时LED灯具又遇到了传统光源的挑战。比如光效、节能度、使用寿命、电磁兼容性和可靠性的挑战。其中电磁兼容性是传统光源所不需要去研究的。但是由于LED灯具的中心部件LED光源的反向特性和灯具的电气结构容易造成EMI超标。其中电磁干扰又分为传导干扰和辐射干扰其中传导干扰又分为差模干扰和共模干扰，差模干扰在电源火线L和零线之间以相反的方向流动（相位差180度）。而共模干扰就是两根电源线与大地之间的流动，电源线之间电源流动方向相同与地参考平面流向相反。这种传导辐射主要对电网有一定的危害影响电网的稳定性。如图1.2所示的共模（左）与差模干扰（右）。
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图1.2共模、差模干扰示意图
而辐射干扰主要来自LED灯恒流驱动里的一些元器件在工作过程中产生du/dt（电压变化率）和di/dt（电流变化率）信号，这些噪声源信号会通过电路中隐藏的天线辐射到周围的环境中去，若是这些信号与周边仪器有相同的工作频率则有可能产生耦合是周围电气不能正常的工作。或者是对本身产品工作状态产生影响。如图1.3就是隐藏的电磁辐射。
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图1.3隐藏的电磁辐射
另外LED灯还有与普通白炽灯所没有的蓝光危害，因为白炽灯与日光灯发出的光是与太阳光一样是七色光。而LED灯发出的光只有“RGB”即红、绿、蓝三种颜色。这三种颜色中蓝光最为重要，由于光的基本单位叫做光子，光子波长越长则频率越小，蓝光的波长比较短，所以频率高。我们知道光子的能量等于普朗克常数与光子的频率相乘，因此蓝光所具有的能量也比红光和绿光高，这使得我们可以用蓝光来“激发”出其他颜色的光，比如黄色光就是用蓝色光激发出来的。而我们所看见的发出白色光的LED灯其实是蓝色光和黄色光结合出来的。所以这就是LED灯含有蓝光的成因所在，真是因此若是LED灯具中蓝光的亮度过高，人若是长时间直视光源，则会对视网膜有不可修复性的伤害。 （三）LED灯具的发光原理
LED内部是一块半导体芯片，半导体芯片室友三部分组成，一部分是N半导体里面主要是电子，另一部分是P型半导体，里面主要是空穴。当电流通过导线时空穴和电子就会复合产生光子，这就是LED发光原理。而LED灯的颜色主要取决于半导体材料决定。一般白色LED照明灯主要使用半导体芯片发出蓝色光再与半导体外的黄色荧光粉发生反应形成白光，这也就是白色LED灯含有蓝光的原因。如图1.4是发光原理图。
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图1.4发光原理图
LED灯具组成部分及电磁兼容检测
LED灯具组成部分及主要元器件
LED灯具一般由三部分组成：恒流驱动、LED灯半导体芯片、外壳有些多功能的LED灯还多了一个调光器可以改变光的亮度及颜色。整个LED灯主要部分就是其恒流驱动，质量好坏直接影响LED灯的点亮。LED灯的恒流驱动中主要安规元器件有保险丝、电阻、Y电容、电解电容、变压器、MOS管、继电器、整流桥、二极管等。由于驱动电源的工作频率越来越高，驱动电源里电压和电流的极速变化会产生电磁发射以及电磁耦合，所以emc（电磁兼容）成为检验LED恒流驱动的一个重要要求，而电磁兼容的意义就是让电子设备运行的时候，俩个产品不会有电磁干扰。都能正常运行。从这里可以看出电磁干扰要与三要素：及干扰源（电磁干扰的源头）、路径（电磁的路径）、以及敏感设备。这三者是同时存在的，想要做好兼容性最好的办法就是消除干扰源。
EMI又分为传导干扰和辐射干扰，传导干扰就是通过能导电的物质，将一个电网的信号耦合到另一个电网络。而辐射干扰是指通过空间传输信号耦合到另一个电网络中。电磁兼容中我们一般用人工电源网络（LISN）来测试传导干扰如图2.1就是用人工电源网络测试传导干扰。
目录
引言 1
一、 LED灯具兴起与辐射问题 2
（一）LED灯具的兴起 2
（二） LED灯具的电磁、蓝光辐射危害 2
（三）LED灯具的发光原理 4
二、 LED灯具组成部分及电磁兼容检测 4
（一） LED灯具组成部分及主要元器件 4
（二）EMC检测未经整改的LED灯具实验结果 6
（三） 对LED灯驱动做出整改设计 9
1.传导干扰设计的滤波模块 9
2.辐射整改方案 13
三、 LED电源实物图 15
（一） LED电源驱动图 15
（二） 整改后的实验数据 17
（三） 数据对比 18
结论与展望 19
参考文献 20
致谢 21
附录 22
一、 PCB板图 22
二、 原理图 23
引言
随着社会的飞速发展，照明设备也在不断地革新。从起初的功率高、发光率低的白炽灯到后来的功率低、发光率高但是使用时间短的日光灯。而如今的LED灯具却是有着发光率高、成本低、使用时间长等优点。但是在革新的过程中，LED灯具出现了各种各样的问题。灯珠异常损坏。使用时间没有预先设计的时间长。LED灯具调光时会有较强的脉冲信号。以及设计完好的LED灯具做电磁兼容检测时发现测试结果不能达到生产出售的标准。以及LED灯具的蓝光问题这都是以往灯具所不具有的。这就需要电磁兼容技术来对LED灯具进行整改以达到能够正常使用的目的。
LED灯具兴起与辐射问题
（一）LED灯具的兴起
低碳节能已成为当 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
前社会人们关注的焦点。若是照明设备也有有效的节能手段。将会对减少能源消耗有显著的效果。
LED光源作为新兴半导体光源，属于冷光源对环境没有汞污染。同时与普通的白炽灯、卤素灯、荧光灯相比，能耗低、发光率高、使用时间长。在同一种亮度下LED灯的耗电量仅为白炽灯的八分之一、荧光灯的二分之一，如图1.1就是主流的LED灯具。
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图1.1LED灯具
LED灯具的电磁、蓝光辐射危害
如今不少场合下，LED光源和LED灯具已经成为市场上的主流光源。例如家里安装的天花灯、手电筒等，同时LED灯具又遇到了传统光源的挑战。比如光效、节能度、使用寿命、电磁兼容性和可靠性的挑战。其中电磁兼容性是传统光源所不需要去研究的。但是由于LED灯具的中心部件LED光源的反向特性和灯具的电气结构容易造成EMI超标。其中电磁干扰又分为传导干扰和辐射干扰其中传导干扰又分为差模干扰和共模干扰，差模干扰在电源火线L和零线之间以相反的方向流动（相位差180度）。而共模干扰就是两根电源线与大地之间的流动，电源线之间电源流动方向相同与地参考平面流向相反。这种传导辐射主要对电网有一定的危害影响电网的稳定性。如图1.2所示的共模（左）与差模干扰（右）。
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图1.2共模、差模干扰示意图
而辐射干扰主要来自LED灯恒流驱动里的一些元器件在工作过程中产生du/dt（电压变化率）和di/dt（电流变化率）信号，这些噪声源信号会通过电路中隐藏的天线辐射到周围的环境中去，若是这些信号与周边仪器有相同的工作频率则有可能产生耦合是周围电气不能正常的工作。或者是对本身产品工作状态产生影响。如图1.3就是隐藏的电磁辐射。
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图1.3隐藏的电磁辐射
另外LED灯还有与普通白炽灯所没有的蓝光危害，因为白炽灯与日光灯发出的光是与太阳光一样是七色光。而LED灯发出的光只有“RGB”即红、绿、蓝三种颜色。这三种颜色中蓝光最为重要，由于光的基本单位叫做光子，光子波长越长则频率越小，蓝光的波长比较短，所以频率高。我们知道光子的能量等于普朗克常数与光子的频率相乘，因此蓝光所具有的能量也比红光和绿光高，这使得我们可以用蓝光来“激发”出其他颜色的光，比如黄色光就是用蓝色光激发出来的。而我们所看见的发出白色光的LED灯其实是蓝色光和黄色光结合出来的。所以这就是LED灯含有蓝光的成因所在，真是因此若是LED灯具中蓝光的亮度过高，人若是长时间直视光源，则会对视网膜有不可修复性的伤害。 （三）LED灯具的发光原理
LED内部是一块半导体芯片，半导体芯片室友三部分组成，一部分是N半导体里面主要是电子，另一部分是P型半导体，里面主要是空穴。当电流通过导线时空穴和电子就会复合产生光子，这就是LED发光原理。而LED灯的颜色主要取决于半导体材料决定。一般白色LED照明灯主要使用半导体芯片发出蓝色光再与半导体外的黄色荧光粉发生反应形成白光，这也就是白色LED灯含有蓝光的原因。如图1.4是发光原理图。
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图1.4发光原理图
LED灯具组成部分及电磁兼容检测
LED灯具组成部分及主要元器件
LED灯具一般由三部分组成：恒流驱动、LED灯半导体芯片、外壳有些多功能的LED灯还多了一个调光器可以改变光的亮度及颜色。整个LED灯主要部分就是其恒流驱动，质量好坏直接影响LED灯的点亮。LED灯的恒流驱动中主要安规元器件有保险丝、电阻、Y电容、电解电容、变压器、MOS管、继电器、整流桥、二极管等。由于驱动电源的工作频率越来越高，驱动电源里电压和电流的极速变化会产生电磁发射以及电磁耦合，所以emc（电磁兼容）成为检验LED恒流驱动的一个重要要求，而电磁兼容的意义就是让电子设备运行的时候，俩个产品不会有电磁干扰。都能正常运行。从这里可以看出电磁干扰要与三要素：及干扰源（电磁干扰的源头）、路径（电磁的路径）、以及敏感设备。这三者是同时存在的，想要做好兼容性最好的办法就是消除干扰源。
EMI又分为传导干扰和辐射干扰，传导干扰就是通过能导电的物质，将一个电网的信号耦合到另一个电网络。而辐射干扰是指通过空间传输信号耦合到另一个电网络中。电磁兼容中我们一般用人工电源网络（LISN）来测试传导干扰如图2.1就是用人工电源网络测试传导干扰。
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