實例解析：如何檢測LED系統的EMC和可靠性

LED體積小、耗能低、壽命長、環保、低熱量等優點，促使其飛速發展、被廣泛應用于各個領域。其中，壽命長是LED的很重要的一個優勢。要保證LED的這一優點，研發人員就要保證LED系統的良好的EMC和可靠性。本文根據實例解析如何檢測LED系統的EMC和可靠性。

1.電源系統的兼容性

向LED或LED陣列提供電功率是LED照明器件與系統從設計到實施，以及保證終端用戶都可靠的工作狀態，并與供電源系統有良好兼容性必須考慮的重要問題。電源系統包括了人們日常生活中的各種電氣基礎設施和市電電網公共設施。

研究表明，通常情況下，用戶具備并操作的電源設備通常會存在種種不太合理的連線或者接地處理錯誤。當外部公共電源設施發生普遍電流干擾時，不合理甚至錯誤的連線或接地處理會加劇干擾的程度，增加用戶電子照明器件的損壞幾率，嚴重時還會造成器件的永久性破壞。LED照明器件和系統必須具有能在日常電氣環境下正常工作的能力。典型的日常電氣環境包括室內外照明、商場和工廠等建筑內外的照明設施以及市政電線桿上的LED路燈、探照燈等。

2.LED照明器件及系統的可靠性

首先，什么是可靠性?其定義為——產品在規定的條件和規定的時間內，完成規定的功能的能力。隨著科學技術的發展，現代化的操作機器、工程裝備、交通工具和各類探索儀器的設計越來越復雜，功能越來越完善，因此這些電子、電氣產品的性能優劣變得越來越明顯。于此同時，這些機器和設備等的可靠性漸漸受到了人們廣泛的重視，這種可靠性就被稱為系統可靠性。可靠性的指標要求是隨著系統越復雜而更高的，如果可靠性達不到系統指標的要求，則系統出故障的可能性愈大、造成的損失也愈大。這些損失包括經濟上、信譽上，甚至是造成生命安全或更嚴重的災難性等后果。譬如汽車的制動系統的不可靠或工作失誤可導致剎車失靈，很有可能造成重大損失甚至生命危險;重大的投票選舉時，如果采用電腦系統統計，若此時系統失效而打亂了統計結果，后果將不堪設想。因此，可以說系統可靠性概念的引入，對電子產品有著重大的意義。

提高系統的可靠性，一方面要提高構成系統的各元件本身的可靠性，如：要提高汽車制動的可靠性，首先要提高剎車位、控制系統等的可靠性。另一方面還要提高系統承受誤操作的可靠性。

提高系統的可靠性的根源在于系統的設計。要使系統的元器件工作在正常狀態下，沒有過載超負荷等現象的發生，并且要有一定的余量。也可以通過設計備用方案，使系統即使有個別元器件或設備出現故障仍能正常工作。當然備用方案的設計有可能增加系統的復雜性和成本，但是如果設計得合理，在成本的增加和使系統的可靠性提高上有很好的性價比，是完全值得的。3.LED照明器件及系統的兼容性

電子產品的兼容性問題主要是電磁兼容性(EMC)，定義為設備、系統、子系統在共同的電磁環境中能一起執行各自功能的共存狀態。即該設備、系統、子系統不會由于受到處于同一電磁環境中其他設備的電磁發射導致或遭受不允許的性能降低，也不會使同一電磁環境中其他設備、系統、子系統因它的電磁發射而導致或遭受不允許的性能降低。電磁兼容性包括兩方面：電磁干擾 (EMI)和電磁耐受(EMS)。前者主要表現為傳導干擾和輻射干擾，傳導干擾主要是電子設備產生的干擾信號通過導電介質或公共電源線互相產生干擾;輻射干擾是指電子設備產生的干擾信號通過空間耦合把干擾信號傳給電網絡或電子設備。而后者主要指系統對諸如靜電放電、輻射、脈沖群、雷擊、傳導等干擾的耐受能力，即抗干擾能力。電子產品一般劃分為民用級、工業級和軍用級產品，不同等級的產品有著不同的標準規定，產品在特定等級下滿足這些標準的產品，被稱為具有電磁兼容性。對于如何來評判產品是否具有電磁兼容性?這就需要通過一系列的兼容性測試來完成了。

4.電磁兼容性測試

前面已提到過，系統的電磁兼容性測試可分為電磁干擾(EMI)和電磁耐受(EMS)兩方面，具體運用在LED照明器件及系統時的幾個重要步驟為：

1)傳導干擾

傳導干擾是指LED照明器件本身產生，從而進行導體傳輸的電磁干擾。這種測試頻率范圍一般為9KHz～30MHz，屬于低頻現象。

2)輻射干擾

輻射干擾也是由器件自身產生，并通過空間傳播形成的干擾電磁波。LED照明器件由內部電路通過產品的電線電纜或結構件外殼形成對外的輻射干擾，相當于天線發射效應。

3)諧波電流干擾

產生諧波電流的原因之一是非線性的負載，諧波電流干擾將影響電源電流的波形，使其畸變，這種干擾會對電網造成污染，必須加以控制。

4)靜電放電抗干擾能力

人體帶有靜電，這種現象在干燥的冬季更為嚴重，在這種環境下的摩擦很容易導致人體攜帶大量的靜電，此時如果人體觸摸LED產品或與其鄰近設備，會形成直接或間接的放電，產生的脈沖電壓可能導致LED的擊穿損毀，因此對LED產品的抗靜電能力有非常高的要求。5)快速瞬變脈沖群干擾的抵抗能力

產品的繼電器開合或開關通斷，也會對同一電路中的其他電子器件產生干擾，具有脈沖成群出現、脈沖重復頻率較高及脈沖波形的上升時間短暫等特征。

6)雷擊浪涌抗干擾能力

雷擊在電纜上形成能量很大的浪涌電壓和電流，很容易導致器件的損壞。此外，大型開關切換瞬間也會在供電線路上形成浪涌電壓和電流。

7)周波跌落抗干擾能力

電壓跌落、短時中斷和電壓變化統稱為周波跌落。周波跌落干擾的抵抗能力指標考核了該LED照明器件是否具備工作在不穩定的電網中的能力。

以上測試步驟，前三項為EMI指標，后四項為EMS指標。值得注意的是，對于自整流的LED照明產品，測試時只需要對輸入端進行試驗，而非自整流的LED照明產品，則需要分別試驗配套的驅動控制電路的輸入、輸出和LED產品的輸入端。