3.1.4 谐波电流测试仪器

谐波测量设备一般由两部分组成：精密电源单元与测量仪表单元。

要求电源部分能向被测设备提供良好波形的电压源、负载能力和平坦的阻抗特性。

标准规定测量仪表单元必须是离散付氏变换（FFT）的时域测量仪器，能够连续、准确地同时测量全部各次谐波所涉及的幅值、相位角等需要量。
目前实验室多采用以FFT为频谱分析原理的谐波测量仪。测量仪的前级为采样电路、模-数变化器，后级是FFT分析仪（可以利用PC机实现）。

3.1.5 试验条件

标准中规定了部分类型设备谐波电流的试验条件。

对于没有提到的设备，发射测量应在用户操作控制下或自动程序设定在正常工作状态下，预计产生最大总谐波电流（THC）的模式进行。

这是规定了发射试验时设备的配置，而不是要求测量THC值或寻找最恶劣状态下的发射。

3.2 谐波电流发射的基本对策

解决谐波发射超标问题的基本办法是在原来的电源电路中增加功率因数校正（PFC）电路。或改变已有的PFC电路，使其满足测试标准要求。
功率因数校正一般分为两种类型，即主动式和被动式。

当然对于中小功率的电子、电器设备，尽可能将其消耗的有功功率降低到75W以下，也不失为一种有效的方法。因为标准没有对75W及以下的设备给出限值（照明设备除外）。

对于一些专用的或特殊用途的设备，使其满足标准限值中免于限制条款，也是可行的。

3.2.1 主动式功率因数校正

主动式功率因数校正电路可以最大限度的提高功率因数，使其接近于1，这是目前较为理想的谐波电流解决方案。

这样的开关电源电路必须使用二级开关电路控制，其中一级开关电路用来控制电流谐波，另外一级开关电路用作电压调整。

该方案电路比较复杂，对电路元件要求高，增加的改进成本较高，而且对原来电源电路的设计概念必须作彻底的更新。

使用中还应该注意到，设备注入电源的射频传导骚扰可能因此而增加，这时必须再根据需要增加抑制电源传导骚扰的元件。

显然，因为技术的原因，该方案一般不能应用在采用线形电源变压器供电的设备上。 由于该方案对电路改动太大，一般少在谐波电流测试不通过时作为整改对策使用。

3.2.2 被动式功率因数校正

目前消费类电子、电气产品所采用的开关电源电路多是开关频率比较低、电路结构简单、成本较低的那种形式，其谐波电流发射超过限值的问题也较普遍。

在这种情况下，成本控制可能是主要的考虑。

采用低频滤波电路可以降低谐波成份到标准限值以下，这种措施属于被动式功率因数校正。这种方案适合于中小功率设备。

因为需要滤除的是工频谐波，对功率较大的设备，滤波器的重量和成本可能会超过设备电源本身。

3.2.3 其它解决措施

对那些设备整体呈感性或容性的电子、电气设备（如电动设备等），在正常工作时，其电流波形的峰值出现时间可能会滞后或超前电压波形的峰值，造成产品的功率因素的下降。

对此类设备较常采用的方式是对应的容性或感性补偿，使补偿后的电流波形的峰值出现时间与电压波形的峰值出现时间保持同步。
此类补偿需注意，不要出现过补偿，否则，效果适得其反。

此类补偿方式多用于电力系统的功率因素补偿，一般的电子、电气设备上较少采用。

因为，一般的电子、电气设备的谐波问题主要表现为波形畸变，而不仅是电流波形相位滞后、超前的问题，这种补偿方式效果不明显。

下面首先介绍两种被动式功率因数校正电路，然后再介绍主动式功率因数校正电路。

对一般用电设备来说，这两种被动式功率因数校正电路所增加的元件成本均比较低，体积也不大，一般是可以接受的。

采用主动式功率因数校正电路的比被动式成本略高,但校正效果会比被动式好的多。

对有些采用其它方案不能凑效的产品，主动式功率因数校正电路可能是最后唯一的选择。 当然，有些产品为提高产品质量和档次，也会主动采用主动式功率因数校正电路。

3.3 利用电感储能电流泵式解决方案

该方案适用于直接利用高压整流方式来供电的产品。电路如图7所示。

这个电路仅仅由一个扼流圈L1、一个快速开关二极管D1和一个耐冲击电容C组成。用这三只元件构成一个电流泵电路，取代原来开关电源里的由二极管和RC网络组成的限幅缓冲电路。

扼流圈的电感L1大概是开关变压器的主电感L的4倍。

耦合电容C应该能够耐高压和冲击，它的容量是10到30nF。 对应开关电源的功率从75W到300W的范围。

C1电容应该大到足够满足最大的谐波电流限值，二极管选用快恢复特性功率二极管。 此电路结合主动功率因数校正的原理，利用电感储能延长整流导通的时间，从而有效减少了输入的谐波电流幅度。

应用此电路时，应注意调整开关变压器和开关晶体管的参数，否则易损坏开关晶体管。 此电路宜应用在电源开关频率较高，开关晶体管导通电流大，内阻很小的电源电路中。

    图7：电流泵式被动功率因数校正电路

3.4 低频谐波电流抑制滤波解决方案

电路如图8所示。该方案适用于直接利用高压整流方式来供电的产品。 这个电路仅仅由一个低频扼流圈组成，插入整流桥和滤波电容之间。 其工作原理非常简单，低频扼流圈的电感和整流电容以及低频扼流圈的分布电容共同组成一个低频谐波电流滤波器。

    图8：低频滤波器被动功率因数校正电路

电路参数要设计成对50Hz的基波成份衰减很小，对三次以上谐波成份衰减很大，尤其是第三次谐波（150Hz）的衰减最大。

低频谐波电流抑制滤波器在电源整流之后或者之前的某些点插入电流回路，就可以起到抑制谐波电流的目的。

可以解决300W以下产品的谐波电流问题，并且不需要电路其它参数作任何改变，也不会降低原电源电路的其它性能。

其缺点是体积较大，重量约100-200克。