如何检测LED系统的EMC和可靠性

 LED体积小、耗能低、寿命长、环保、低热量等优点，促使其飞速发展、被广泛应用于各个领域。其中，寿命长是LED的很重要的一个优势。要保证LED的这一优点，研发人员就要保证LED系统的良好的EMC和可靠性。本文根据实例解析如何检测LED系统的EMC和可靠性。

　　1.电源系统的兼容性

　　向LED或LED阵列提供电功率是LED照明器件与系统从设计到实施，以及保证终端用户都可靠的工作状态，并与供电源系统有良好兼容性必须考虑的重要问题。电源系统包括了人们日常生活中的各种电气基础设施和市电电网公共设施。

　　研究表明，通常情况下，用户具备并操作的电源设备通常会存在种种不太合理的连线或者接地处理错误。当外部公共电源设施发生普遍电流干扰时，不合理甚至错误的连线或接地处理会加剧干扰的程度，增加用户电子照明器件的损坏几率，严重时还会造成器件的永久性破坏。LED照明器件和系统必须具有能在日常电气环境下正常工作的能力。典型的日常电气环境包括室内外照明、商场和工厂等建筑内外的照明设施以及市政电线杆上的LED路灯、探照灯等。

　　2.LED照明器件及系统的可靠性

　　首先，什么是可靠性？其定义为——产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定的功能的能力。随着科学技术的发展，现代化的操作机器、工程装备、交通工具和各类探索仪器的设计越来越复杂，功能越来越完善，因此这些电子、电气产品的性能优劣变得越来越明显。于此同时，这些机器和设备等的可靠性渐渐受到了人们广泛的重视，这种可靠性就被称为系统可靠性。可靠性的指标要求是随着系统越复杂而更高的，如果可靠性达不到系统指标的要求，则系统出故障的可能性愈大、造成的损失也愈大。这些损失包括经济上、信誉上，甚至是造成生命安全或更严重的灾难性等后果。譬如汽车的制动系统的不可靠或工作失误可导致刹车失灵，很有可能造成重大损失甚至生命危险；重大的投票选举时，如果采用计算机系统统计，若此时系统失效而打乱了统计结果，后果将不堪设想。因此，可以说系统可靠性概念的引入，对电子产品有着重大的意义。

　　提高系统的可靠性，一方面要提高构成系统的各元件本身的可靠性，如：要提高汽车制动的可靠性，首先要提高刹车位、控制系统等的可靠性。另一方面还要提高系统承受误操作的可靠性。

　　提高系统的可靠性的根源在于系统的设计。要使系统的元器件工作在正常状态下，没有过载超负荷等现象的发生，并且要有一定的余量。也可以通过设计备用方案，使系统即使有个别元器件或设备出现故障仍能正常工作。当然备用方案的设计有可能增加系统的复杂性和成本，但是如果设计得合理，在成本的增加和使系统的可靠性提高上有很好的性价比，是完全值得的。

　　3.LED照明器件及系统的兼容性

　　电子产品的兼容性问题主要是电磁兼容性(EMC)，定义为设备、系统、子系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即该设备、系统、子系统不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射导致或遭受不允许的性能降低，也不会使同一电磁环境中其他设备、系统、子系统因它的电磁发射而导致或遭受不允许的性能降低。电磁兼容性包括两方面：电磁干扰(EMI)和电磁耐受(EMS)。

前者主要表现为传导干扰和辐射干扰，传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰；辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给电网络或电子设备。而后者主要指系统对诸如静电放电、辐射、脉冲群、雷击、传导等干扰的耐受能力，即抗干扰能力。电子产品一般划分为民用级、工业级和军用级产品，不同等级的产品有着不同的标准规定，产品在特定等级下满足这些标准的产品，被称为具有电磁兼容性。对于如何来评判产品是否具有电磁兼容性？这就需要通过一系列的兼容性测试来完成了。

　　4.电磁兼容性测试

　　前面已提到过，系统的电磁兼容性测试可分为电磁干扰(EMI)和电磁耐受(EMS)两方面，具体运用在LED照明器件及系统时的几个重要步骤为：

　　1)传导干扰

　　传导干扰是指LED照明器件本身产生，从而进行导体传输的电磁干扰。这种测试频率范围一般为9KHz～30MHz，属于低频现象。

　　2)辐射干扰

　　辐射干扰也是由器件自身产生，并通过空间传播形成的干扰电磁波。LED照明器件由内部电路通过产品的电线电缆或结构件外壳形成对外的辐射干扰，相当于天线发射效应。

　　3)谐波电流干扰

　　产生谐波电流的原因之一是非线性的负载，谐波电流干扰将影响电源电流的波形，使其畸变，这种干扰会对电网造成污染，必须加以控制。

　　4)静电放电抗干扰能力

　　人体带有静电，这种现象在干燥的冬季更为严重，在这种环境下的摩擦很容易导致人体携带大量的静电，此时如果人体触摸LED产品或与其邻近设备，会形成直接或间接的放电，产生的脉冲电压可能导致LED的击穿损毁，因此对LED产品的抗静电能力有非常高的要求。

　　5)快速瞬变脉冲群干扰的抵抗能力

　　产品的继电器开合或开关通断，也会对同一电路中的其他电子器件产生干扰，具有脉冲成群出现、脉冲重复频率较高及脉冲波形的上升时间短暂等特征。

　　6)雷击浪涌抗干扰能力

　　雷击在电缆上形成能量很大的浪涌电压和电流，很容易导致器件的损坏。此外，大型开关切换瞬间也会在供电线路上形成浪涌电压和电流。

　　7)周波跌落抗干扰能力

　　电压跌落、短时中断和电压变化统称为周波跌落。周波跌落干扰的抵抗能力指标考核了该LED照明器件是否具备工作在不稳定的电网中的能力。

　　以上测试步骤，前三项为EMI指标，后四项为EMS指标。值得注意的是，对于自整流的LED照明产品，测试时只需要对输入端进行试验，而非自整流的LED照明产品，则需要分别试验配套的驱动控制电路的输入、输出和LED产品的输入端。