EN 61000-3-3 电压闪烁测试限值

我们来从 数学统计角度 和 电路行为角度，深入剖析 Pst ≤ 1.0 的物理和工程意义：

📐 一、从数学上理解 Pst ≤ 1.0Pst 是统计学意义上的一个波动强度指标，其核心定义基于：

Pst = k × 综合电压波动对视觉影响的加权统计值

IEC 61000-4-15 给出以下计算步骤：
测量电压变化：
得到瞬时电压波动 ΔU(t) 相对于额定电压 Un 的比值（即 ΔU/Un）

通过加权滤波器：
将 ΔU/Un 输入一个专门的人眼感知滤波器，得到感知加权波动信号

进行概率分布统计（累积分布函数）：

• 统计 10 分钟窗口中，闪烁事件出现的持续时间和幅度等级
• 类似于「99% 时间闪烁小于 X%」、「50% 时间闪烁大于 Y%」这样的分析
  
  

组合权重函数计算加权平均值，最终得出一个 Pst 数值

当 Pst = 1.0：

• 表示按照 IEC 定义的人眼响应模型，当前闪烁严重度处在“刚好令人感知”的临界值
• 高于这个值将意味着视觉层面“可察觉”，引起用户不适或抱怨
  
  

⚡ 二、从电路行为上理解 Pst ≤ 1.0本质上，电压闪烁是由 负载在电源系统中造成瞬间电压下沉（电压跌落） 引起的。
电压波动是由于阻抗存在：

• 电源系统不是理想电压源，存在阻抗 Zs（典型值 0.4Ω）
• 负载突变时（如突加800W），会引起：
  ΔU=Zs×ΔI\Delta U = Z_s \times \Delta IΔU=Zs​×ΔI
  

举个例子：

• 电源阻抗 Zs = 0.4Ω
• 负载 800W/230V ≈ 3.48A
  
  

若突然导通：

ΔU=0.4Ω×3.48A≈1.39V≈0.6%\Delta U = 0.4Ω \times 3.48A ≈ 1.39V ≈ 0.6\%ΔU=0.4Ω×3.48A≈1.39V≈0.6%

这属于“轻微波动”，如果频率低（如每分钟一次），Pst 会很低。但如果：

• 频率提高（如每5秒一次）
• 或多个设备同时操作，合并电流高
  
  

那么：

• 电压波动频繁出现在人眼最敏感频段（如 7–9Hz）
• 即使 ΔU 只有 0.6%，Pst 也可能 >1.0
  
  

工程启示：

工况	电路现象	对 Pst 的影响
突加负载	电压瞬间下沉	ΔU 增大，Pst 增加
周期切换	增加波动次数	频率逼近 8.8Hz，人眼更敏感，加权放大
快速斩波调功	会带来更频繁电压扰动	高频闪烁能被滤波器感知到

📈 最终总结图解

指标	数学意义	电路物理意义
ΔU/Un	电压波动幅度	电源阻抗与电流变化导致瞬时电压跌落
Pst	加权后的电压波动感知强度（10分钟平均）	表示当前负载波动对电网影响的“可视程度”
Pst ≤ 1.0	电压波动不易被察觉，合格	拉载频率、幅度、持续时间都在“感知阈值”以内

🛠 如果你是设计工程师，你可以通过以下方式控制 Pst：

• 限幅：限制启动电流（软启动）
• 限频：避免频率落在人眼最敏感范围（8.8Hz）
• 削峰：加装电源缓冲电路、储能电容或移相触发
• 平均化：把耗能分散成多个周期、小功率加载
  
  

Pst = 1.0 这个“1.0”到底从哪来？它在电路角度的意义是什么？这确实是很多工程师都绕不过的问题，我们一步步拆解，用电路、电压扰动、感知模型来还原这个值的物理本质。

🧭 一句话先说明结论：

“1.0”不是直接由某个电压变化值（如 3%）推导来的，而是通过人眼感知模型作用在“实际电压扰动”上所产生的统计感知等效强度指数**。
它代表的是：“等效于人眼刚好感知到的电压扰动频率+幅度组合所造成的灯光波动强度”。

🧩 那么从电路怎么理解呢？

我们看下 Pst 是怎么从电压信号“算出来”的：

📦 1. 设备通断 → 造成电网电压波动

设备（如 800W 热水器）突加时，由于电网阻抗 Zs​，电压会发生下跌：

ΔU=Zs​×iload​

比如：

• 电网阻抗 Zs=0.4Ω
• 热水器电流 𝐼=800𝑊/230𝑉≈3.48𝐴
• 电压跌落约为：ΔU≈0.4×3.48≈1.4V → 占额定电压的 0.6%
  
  

电压下跌幅度 ≠ Pst 值，还得看频率和统计处理

🎛 2. 电压扰动 → 输入“感知滤波器”

闪烁计量器（IEC Flickermeter）把这个电压扰动信号：

• 输入到“人眼感知加权滤波器”中（IEC 61000-4-15 中定义的 5级滤波器）
• 该滤波器对 8.8Hz 电压波动最敏感，会将其“放大”
• 滤波输出信号是一个波动感知的“瞬时闪烁曲线”
  
  

🧮 3. 波动强度 → 统计分布分析

对滤波后的“闪烁感知曲线”，系统统计10分钟内的波动强度分布，使用如下统计量：

• 0.1%、1%、3%、10%、50% 的累积概率闪烁强度
• 然后带入下式：
  
  

Pst​

这是一个经过加权拟合的人眼主观感知函数。

✅ 到此为止，我们可以定义：

Pst = 1.0 是：
“一个模拟人眼对灯光闪烁响应的数学函数，在特定电压扰动频率（8.8Hz）、幅度（约 0.25%–1%）、波形形态和概率组合下，所计算得到的标准化数值”。

🧠 从“电路参数”怎么估算是否会超过 1.0？

虽然你没法直接从电压扰动大小一眼算出 Pst，但可以从以下电路参数估算风险：

参数	影响	说明
电源阻抗 Zs	直接比例	Z 越大，扰动越大，Pst 越高
负载电流变化 ΔI	直接比例	突然导通电流越大，Pst 越高
扰动频率	非线性影响（加权）	8.8Hz 附近会被加权“放大”
通断方式	非线性影响	软启动、慢加载可有效降低 Pst

所以你可以这样想：

Pst = “电路扰动” × “人眼放大倍数” × “统计加权”

---

🧾 实例辅助理解

案例：某电水壶，功率 2000W，每20秒突加一次负载，持续3秒，直接通断

• 每次电流：8.7A
• 电网阻抗：0.35Ω → 电压下沉约 3V → 1.3%
• 频率：0.05Hz（每20s）
• Pst ≈ 0.3~0.5，合格
  
  

但若该水壶每3秒启动一次：

• 频率 ≈ 0.33Hz，更接近 1Hz
• 若持续运行10分钟，统计学波动增大
• Pst 可能接近 1.0，甚至超标
  
  

🎯 结论

问题	回答
“Pst = 1.0” 是怎么来的？	从人眼感知实验统计中定义出的临界感知值
它代表的是电压变化多少？	不是固定的电压变化幅度，而是“感知权重后的电压扰动总强度”
电路上能直接换算成 ΔU 吗？	不能直接换算，但可根据负载大小、电网阻抗、频率估算风险