安雪，陳鈞，賴明宇，賴金泉，曾博，劉國(guó)榮

（威凱檢測(cè)技術(shù)有限公司，廣州 510663）

引言

CISPR 14-1 Ed 7.0《Electromagnetic compatibility –Requirements for household appliances, electric tools and similar apparatus –Part 1: Emission》發(fā)布于2020 年9 月，是電磁兼容領(lǐng)域常用標(biāo)準(zhǔn)之一。我國(guó)國(guó)標(biāo)GB 4343.1 一般等同采用CISPR 14-1，相較于現(xiàn)行的國(guó)標(biāo)GB 4343.1-2018，CISPR 14-1 Ed 7.0 新增了數(shù)個(gè)端口類型和運(yùn)行條件相關(guān)的術(shù)語(yǔ)，并且在運(yùn)行條件和測(cè)試方法方面也有明顯的變化和補(bǔ)充，這些變化對(duì)于USB 產(chǎn)品的應(yīng)用十分典型，且USB 產(chǎn)品在測(cè)試時(shí)遇到的困惑和爭(zhēng)議頗多。研究對(duì)應(yīng)的限值應(yīng)用和測(cè)試方法對(duì)相關(guān)企業(yè)和檢測(cè)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)十分重要。

1 限值應(yīng)用

CISPR 14-1 Ed 7.0 對(duì)于不同頻段不同騷擾類型的限值應(yīng)用不同。對(duì)于連續(xù)騷擾，在30 MHz 以內(nèi)主要針對(duì)不同的端口應(yīng)用不同的限值，在（30 ～1 000）MHz則主要分析不同的運(yùn)行模式執(zhí)行不同的評(píng)估程序。另外限值應(yīng)用還與器具具備的功能、程序以及內(nèi)部時(shí)鐘頻率有關(guān)。

1.1 與USB 產(chǎn)品限值應(yīng)用有關(guān)的端口定義及分析

1）典型的USB 產(chǎn)品一般包含一個(gè)接入電源的USB轉(zhuǎn)換裝置（一般是電源適配器）和一根USB 線，USB 線一端連接轉(zhuǎn)換裝置，另一端連接家電主機(jī)。本文以一個(gè)比較典型的USB剃須刀為例，見圖1所示。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)3.4.1，端口是受試系統(tǒng)電磁能量傳播的物理接口[1]。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)定義經(jīng)分析，電源適配器與USB 線纜和剃須刀主機(jī)組成一個(gè)受試系統(tǒng)，其中電源適配器插頭連接至交流電網(wǎng)給剃須刀充電，該插頭端為交流電源端口。電源適配器是具有自身物理外殼將交流電轉(zhuǎn)換為直流給剃須刀主機(jī)供電的外部電源，按照標(biāo)準(zhǔn)定義3.5.5 和3.5.7，電源適配器是符合定義的外圍設(shè)備，USB 線纜為外圍線纜，主機(jī)連接USB 線的端口屬于外圍端口，詳見圖2[1]。

圖1 帶有USB 連接線的剃須刀

圖2 USB 剃須刀的端口

1.2 與USB 產(chǎn)品限值應(yīng)用有關(guān)的運(yùn)行條件定義及分析

以圖1 剃須刀產(chǎn)品為例，其具備什么運(yùn)行模式呢？根據(jù)剃須刀說(shuō)明書和典型的使用情況，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)3.6 定義和術(shù)語(yǔ)，該設(shè)備具備不只一項(xiàng)預(yù)期功能即具備多種模式。按照定義3.6.3“電網(wǎng)供電-設(shè)備由AC 電網(wǎng)直接供電或通過(guò)專用外部電源供電以執(zhí)行其預(yù)期功能的狀態(tài)?！盵1]和3.6.4 “電池供電-設(shè)備僅由電池供電且無(wú)論直接或通過(guò)外部電源（EPS）單元連接到AC 電網(wǎng)均無(wú)法執(zhí)行預(yù)期功能的狀態(tài)”[1]，該USB 剃須刀具備兩種運(yùn)行模式：第一種，通過(guò)連接外圍設(shè)備（電源適配器）給剃須刀內(nèi)部電池充電，屬于電網(wǎng)供電模式；第二種，不接外圍設(shè)備（電源適配器）時(shí)剃須刀單獨(dú)進(jìn)行正常工作（剃須），屬于電池供電模式[1]。

1.3 限值的應(yīng)用分析

標(biāo)準(zhǔn)主要在9 kHz ～6 000 MHz 的頻率范圍內(nèi)給出無(wú)線電騷擾限值，包含兩種騷擾類型，連續(xù)騷擾和斷續(xù)騷擾，下面結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.3.1 連續(xù)騷擾

1）9 kHz ～30 MHz 頻段，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)4.3.2，該頻段的最低頻率是針對(duì)特定類型的設(shè)備而擴(kuò)展至9 kHz 的，涉及特定類型設(shè)備的騷擾電壓、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)感應(yīng)電流限值，僅適用于具有有源IPT 功能的設(shè)備和器具騷擾要求，本文討論的典型的USB 剃須刀不屬于該類器具，因此無(wú)需進(jìn)行該頻段的騷擾評(píng)估。

2）150 kHz ～30 MHz 頻段，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)4.3.3，典型的USB 家電產(chǎn)品不屬于工具等特殊產(chǎn)品，適用于表5 的通用傳導(dǎo)發(fā)射限值，表格給出了騷擾電壓和騷擾電流的限值。騷擾電壓在每個(gè)端口進(jìn)行測(cè)量，騷擾電流在相關(guān)引線進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)本文1.1 的端口分析，以圖1 的剃須刀為例，其具備電源端口和外圍端口，分別適用表5第2、3 列電源端口限值和第4、5、6、7 列外圍端口限值。分析端口定義和仔細(xì)觀察表5 中的限值不難看出CISPR 14-1 Ed 7.0， “外圍端口”限值對(duì)應(yīng)于GB 4343.1-2018中“負(fù)載端子和附加端子”，限值數(shù)值并沒有發(fā)生變化，描述更加準(zhǔn)確和清晰。在外圍端口，可以選擇騷擾電壓或騷擾電流測(cè)量方法之一進(jìn)行測(cè)試，另外在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還要留意4.3.3.3 中針對(duì)外圍端口限值不適用的情況。針對(duì)本文案例，若其配線短于2 m 且不可延長(zhǎng)，則該端口無(wú)適用的限值。

3）（30 ～1 000）MHz 頻段，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)4.3.4，該頻段的評(píng)估主要基于不同的運(yùn)行模式來(lái)評(píng)估。根據(jù)本文1.2的分析，仍以圖1 的剃須刀為例，其具備電網(wǎng)供電和電池供電兩種運(yùn)行模式，當(dāng)通過(guò)連接外圍設(shè)備（電源適配器）給剃須刀內(nèi)部電池充電時(shí)，即電網(wǎng)供電模式，適用于標(biāo)準(zhǔn)圖5 的評(píng)估流程，見本文圖3；當(dāng)不接外圍設(shè)備（電源適配器）時(shí)剃須刀單獨(dú)進(jìn)行正常工作（剃須），即電池供電模式，適用于標(biāo)準(zhǔn)圖6 的評(píng)估流程，見本文圖4。兩種模式都要進(jìn)行騷擾評(píng)估。

圖3 （30 ～1 000）MHz 頻段電網(wǎng)供電發(fā)射測(cè)試流程圖[1]

圖4 （30 ～1 000）MHz 頻段電池供電發(fā)射測(cè)試流程圖[1]

圖5 當(dāng)測(cè)試時(shí)未獲得外部電源(EPS)時(shí)的流程

注：（30 ～1 000）MHz 頻段主要基于不同的運(yùn)行模式來(lái)評(píng)估。標(biāo)準(zhǔn)原圖5 圖6 中使用“電網(wǎng)供電”、“電網(wǎng)供電設(shè)備”和“電池供電設(shè)備”，設(shè)備與模式描述混亂，屬于編輯錯(cuò)誤，易造成使用者誤解。筆者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的流程圖進(jìn)行了訂正，將“電網(wǎng)供電設(shè)備”改為“電網(wǎng)供電”，“電池供電設(shè)備”改為“電池供電”。

4）（1 ～6）GHz 頻段，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)4.3.5，該頻段主要基于EUT 內(nèi)部使用的最高時(shí)鐘頻率對(duì)應(yīng)的最高測(cè)量頻率進(jìn)行評(píng)估，本文舉例的USB 產(chǎn)品內(nèi)部時(shí)鐘頻率一般不超過(guò)108 MHz，不需要進(jìn)行騷擾評(píng)估。

1.3.2 斷續(xù)騷擾

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)4.4，斷續(xù)騷擾在器具的電源端口進(jìn)行評(píng)估，采用基于電源端口上的準(zhǔn)峰值騷擾電壓測(cè)量值確定的限值，分析喀嚦聲率和喀嚦聲數(shù)按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行評(píng)估。本文舉例的USB 剃須刀產(chǎn)品，在充電時(shí)接入電源端口，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，該模式一般不會(huì)產(chǎn)生喀嚦聲。

2 測(cè)試方法和運(yùn)行條件

對(duì)于USB 產(chǎn)品的測(cè)試方法和運(yùn)行條件，測(cè)試時(shí)的困惑集中在電源適配器接入AC 電網(wǎng)為剃須刀主機(jī)充電這一電網(wǎng)供電運(yùn)行模式，一般有兩點(diǎn)。問題一是當(dāng)測(cè)試時(shí)未獲得外部電源（EPS）（未一同銷售或測(cè)試時(shí)未獲得）時(shí)的運(yùn)行條件；問題二是在（30 ～1 000）MHz 頻段，騷擾功率項(xiàng)目的測(cè)試方法。

1）針對(duì)問題一，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)A.11.3，如果設(shè)備與EPS一起銷售，則應(yīng)使用提供的EPS 進(jìn)行測(cè)試；如果設(shè)備不隨EPS 一起銷售，則應(yīng)采用使用說(shuō)明中建議的EPS 進(jìn)行測(cè)試；如果設(shè)備在測(cè)試時(shí)未配備EPS，則應(yīng)使用典型電源在其額定輸入電壓下供電進(jìn)行測(cè)試。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)3.5.9 典型電源的定義備注，典型電源通常是市面上可買到的或由制造商在說(shuō)明書中指定的。以本文中的USB 剃須刀為例，當(dāng)測(cè)試時(shí)未獲得電源適配器并且使用說(shuō)明書中未明確建議的EPS 時(shí)（根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，制造商使用說(shuō)明書中一般不會(huì)明確EPS），使用匹配剃須刀額定參數(shù)的適配器作為EPS，是比較典型和易于獲得的。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)A.8.9測(cè)試要求，需要特別注意的是所選取的電源適配器應(yīng)是符合CISPR 14-1 Ed 7.0 標(biāo)準(zhǔn)要求的，即要對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一次評(píng)估。評(píng)估與供電設(shè)備分開銷售的外部電源（EPS）時(shí)，需要在其外圍端口連接典型負(fù)載，無(wú)特殊規(guī)定時(shí)應(yīng)使用阻性負(fù)載。上述流程詳見圖5。

2）針對(duì)問題二，騷擾功率測(cè)試，按照上述1）的分析，使用匹配參數(shù)的符合標(biāo)準(zhǔn)要求的EPS 進(jìn)行供電， 根據(jù)5.3.3.3.應(yīng)將USB 線延長(zhǎng)至約6 m 的長(zhǎng)度；吸收鉗的電流互感器應(yīng)指向EUT（剃須刀），指向外圍設(shè)備（適配器）各進(jìn)行一次測(cè)試。

3 結(jié)論

本文依據(jù)CISPR 14-1 Ed 7.0，明確了通用器具的限值應(yīng)用在150 kHz ～30 MHz 頻段主要基于不同的端口，在30 MHz ～1 000 MHz 頻段主要基于不同的運(yùn)行狀態(tài)。以典型的USB 家電產(chǎn)品為例，分析了其具備的端口類型和兩種運(yùn)行狀態(tài)，從不同的騷擾類型和頻段解析其限值應(yīng)用。并重點(diǎn)分析了測(cè)試時(shí)如果無(wú)法獲得EPS，應(yīng)采用怎樣的EPS 適配，給標(biāo)準(zhǔn)的使用者提供了參考。