在电源整机的 CE 认证体系中，EMC 电磁兼容指令 2014/30/EU 的合规性判定依赖于多项专项测试，其中谐波电流测试 EN 61000-3-2 占据着不可替代的核心地位。谐波电流是指设备从电网中汲取的非正弦电流波形中，除基波频率外的各次谐波分量。开关电源、变频驱动器和 LED 驱动电源等非线性负载因其输入整流电路的特性，在工作时会产生大量的奇次谐波电流，这些谐波电流注入电网后将导致公共供电点的电压波形发生畸变，影响同一电网中其他设备的正常运行，还可能引发电网的中性线过载、电力电容器的过热损坏以及保护装置的误动作。EN 61000-3-2 标准对电源整机注入电网的谐波电流规定了逐次谐波的最大允许值以及总谐波畸变率或部分加权谐波畸变率的限值要求。谐波电流测试在电源整机 CE 认证中扮演着技术可行性判定、设计裕度验证和合规风险预警的三重角色——它不仅决定了产品是否能够通过 EMC 指令的合规审查，还直接影响到电源的拓扑结构选择和 PFC 功率因数校正电路的设计方案。系统化的谐波电流合规设计需要从标准的适用判定、电路拓扑的选型优化、滤波网络的参数整定以及测试工况的合理设定四个维度建立完整的技术保障。
一、谐波电流的来源与 EN 61000-3-2 标准的适用判定
理解谐波电流的产生机制和标准的适用条件是开展合规设计的理论基础，也是避免因适用范围判断错误导致认证路径偏差的前提。
（一）开关电源输入整流电路产生的谐波机理
绝大多数电源整机在其输入级采用了桥式整流电容滤波电路——交流市电经整流桥后对储能大电容充电。整流二极管仅在交流输入电压瞬时值高于电容电压的极短时间内导通，导通角通常仅为三十度至六十度，远小于一百八十度的理想导通角。这种非线性导通行为使输入电流波形呈现为尖峰脉冲状而非正弦波，根据傅里叶级数分析，该脉冲电流包含基波分量以及三、五、七、九等奇次谐波分量。谐波电流的幅值随谐波次数的升高而呈递减趋势，但其中三、五、七次谐波的幅值通常较为显著。电源的输入功率越大，整流导通角越窄，谐波电流的绝对幅值和相对比例均随之升高。在不采取 PFC 功率因数校正措施的情况下，典型电源的三次谐波电流可达基波电流的百分之八十以上，五、七次谐波可达百分之四十至六十，总谐波畸变率可达百分之一百以上。
（二）EN 61000-3-2 标准的适用判定
EN 61000-3-2 标准的适用判定基于设备的类别和每相输入电流两个维度。标准将设备分为 A、B、C、D 四类——A 类为平衡三相设备及除 B、C、D 类外的其他设备，B 类为便携式电动工具，C 类为照明设备，D 类为输入电流具有特殊波形且每相输入电流不大于十六安培的设备。电源整机通常归属于 A 类或 D 类，具体归类取决于其输入电流波形特征和额定输入功率。每相输入电流不大于十六安培是 EN 61000-3-2 的适用范围上限，超过该限值的设备适用 EN 61000-3-12 标准。额定功率低于七十五瓦的设备在某些条件下可获得豁免——对于 A 类设备，额定功率不大于七十五瓦的电源整机通常不需要进行谐波电流测试；对于 D 类设备，该功率阈值仍须结合波形特征进行判定。
二、EN 61000-3-2 标准中的限值体系与判定方法
EN 61000-3-2 标准对各次谐波电流规定了逐次限值，不同类别的设备适用不同的限值表，判定方法也因设备类别而异。
（一）A 类设备的逐次谐波限值
A 类设备的谐波电流限值以绝对电流值的形式给出，单位安培。奇次谐波的限值随谐波次数的升高而递减，三、五、七、九、十一、十三次谐波的限值逐次降低，从三至五安培区间下降至零点三安培以下。偶次谐波的限值约为奇次谐波相邻两限值之间的一定比例。A 类设备的判定相对直接——各次谐波电流的实测值均不得超过对应的绝对限值。
（二）C 类设备的限值转换
C 类照明设备的限值以基波电流百分数的形式给出，这对带有主动 PFC 的照明电源提出了较高的功率因数要求。三、五、七、九、十一、十三、十五至三十九次谐波的百分数限值逐次递减，五、七次谐波的百分数限值较为严格，超过该限值的照明电源将无法通过测试。
（三）D 类设备的加权限值体系
D 类设备的限值体系在 A 类的基础上引入了功率因数相关的加权判定——对于额定功率不大于六百瓦的 D 类设备，三次谐波的限值以基波电流的百分数给出而非绝对电流值，而五次及以上的奇次谐波仍以绝对电流值的形式给出限值。D 类限值在低功率条件下比 A 类限值更为严格。
三、谐波电流合规设计的电路实现策略
谐波电流的抑制从电源设计阶段即应纳入整体方案，不同功率等级和不同拓扑结构的电源需匹配不同的谐波抑制策略。
（一）被动 PFC 方案的适用功率范围
被动 PFC 通过在整流桥与储能电容之间串联滤波电感，利用电感的电流平滑作用延长整流二极管的导通角，降低输入电流的峰值和尖峰度，从而减少谐波电流的幅值。被动 PFC 可以将总谐波畸变率从百分之一百以上降低至百分之三十至五十，通常仅能使电源通过额定功率二百瓦以下的 A 类设备限值要求。被动 PFC 的滤波电感体积较大且重量较重，在要求高功率密度的电源设计中应用受限。
（二）主动 PFC 方案的设计要点与控制策略
主动 PFC 通过升压变换器对输入电流的波形进行主动控制，使输入电流跟踪输入电压的正弦波形，实现单位功率因数或接近单位功率因数的输入特性。主动 PFC 可以将总谐波畸变率降低至百分之五以下，功率因数提升至零点九五以上，使电源能够轻松满足 EN 61000-3-2 的限值要求。主动 PFC 控制器的工作频率、电流环带宽和输出电压环的响应速度决定了谐波抑制的效果。PFC 电感的设计应使电流纹波在合理范围内，电感量过大将增加体积，电感量过小将增加谐波电流的高频成分。PFC 控制器的采样电阻和分压电阻网络的分辨率和抗干扰能力影响电流波形跟踪的精度。
（三）单级 PFC 与两级 PFC 的拓扑选择
单级 PFC 将 PFC 级与主功率变换级合并为一级，电路结构简单、成本较低，但其 PFC 效果通常不如两级方案。单级 PFC 的总谐波畸变率通常只能做到百分之十至二十，适合对功率因数和谐波要求不十分苛刻的照明电源和中低功率的适配器电源。两级 PFC 将 PFC 级与主功率变换级分离，PFC 级独立完成输入电流的整形，后级变换器完成电压变换和隔离输出。两级 PFC 的总谐波畸变率可稳定在百分之五以下，适合对大功率电源或对谐波要求严格的高端设备电源。
四、谐波电流测试的实施与不合格的整改路径
谐波电流测试的实施需要在标准的试验条件下进行，测试结果的不合格整改应遵循系统化的排查和优化流程。
（一）测试条件的选择与设备工作状态的确立
谐波电流测试应在电源整机的额定输入电压和额定负载条件下进行，测试过程中输入电压的波动应控制在标准规定的范围内。对于多路输出电源，各路输出均应加载至额定值。对于具有待机模式的电源，应在额定工作状态和待机状态分别进行测试，以确认各状态下的谐波电流是否均满足限值要求。测试设备的精度和频率响应范围应符合标准要求。
（二）不合格原因的定位
当谐波电流测试结果显示某一或某几次谐波超出限值时，应从 PFC 电路的反馈回路稳定性、PFC 电感的电感量偏差、输入 EMI 滤波器的阻抗匹配以及整流桥的导通特性四个方面排查。某次谐波的超标通常指向特定的电路环节——三次谐波超标往往与 PFC 电流环的带宽不足或整流桥的导通角过窄有关，五次和七次谐波超标通常与 PFC 电感在峰值电流点的磁芯饱和相关。
（三）整改措施的实施与验证
针对定位出的不合格原因实施对应的整改措施，整改后在相同测试条件下重新进行谐波电流测试，确认整改后的各次谐波电流均满足限值要求且留有足够的裕度。整改措施的实施应同时评估其对电源其他性能指标的影响——PFC 电感量的调整可能影响电源的效率，PFC 电流环参数的调整可能影响电源的动态响应特性。整改后应同步完成对受影响性能指标的重新验证。