電子機器の普及により、スイッチング電源を代表としたコンデンサインプット型で整流する機器や位相制御を行う機器、インバータ制御機器などを利用する機器が増えています。
その結果、商用電源ラインには多量の歪み波電流が流れるようになりました。
トランスやコンデンサといった発電・配電機器は、本来50～60Hzで使用することを前提に設計されています。そこへ歪み波電流が流れると、50～60Hzの整数倍の高調波電流が生じ、機器の損失が増加します。
その影響で、発電・配電機器が故障したり、定格出力を十分に取り出せなくなることがあります。結果として、無駄なエネルギーを消費し、必要以上の発電所を稼働させざるを得ない状況になり、社会問題となっています。
（1）高調波電流の発生
理想的な正弦波は、ひとつの周波数成分しか持ちません。一方、理想的な矩形波には、直流成分から無限大の周波数成分まで、非常に幅広い周波数が含まれています。
その中間に位置する歪み波は、基本波から、その波形が持つ最大周波数成分までが組み合わさったものです。
コンデンサインプット方式で整流を行うスイッチング電源では、流れ込む電流が歪み波となり、基本波である50/60Hzに加えて、その整数倍の高調波成分や、さらに高い周波数成分まで含むようになります。
正弦波電流が流れる機器では、力率は電圧と電流の位相差によって決まります。しかし、位相差がない場合でも、歪み波電流が流れると皮相電力と有効電力の値が異なり、結果的に力率が低下します。
したがって、高調波電流を抑制することは、力率の改善につながります。
（2）高調波電流抑制の方法
スイッチング電源の入力電流を正弦波に近づけるために一般的に使われている方法として、
全波整流された電圧を専用の昇圧コンバータで平滑コンデンサの電圧まで昇圧する回路があります。
a. 昇圧コンバータ方式
全波整流波形を専用の昇圧コンバータを使って平滑コンデンサの電圧まで昇圧する回路です。
大電力のスイッチング電源に使用されます。
（3）高調波電流抑制の規格
高調波電流抑制については、IECを中心に国際的に検討が進められており、1982年にIEC555-2の制定以降、現在では、IEC61000-3-2へと規格が変更となっております。
ヨーロッパではEN61000-3-2：2000/A2:2005が発行され、2005年9月1日から適用されています。
① 機器のクラス分け
EN61000-3-2による機器のクラス分けは以下のとおりとなります。
| クラスA | 家庭用電気機器（クラスDの機器を除く）、電動工具、産業用機器 UPS、電源装置（PFC付きを含む）、舞台照明用のプロ向け照明器具 他の３つのクラスに規定されない機器 |
|---|---|
| クラスB | ドリル、グラインダーなどのポータブル電動工具 |
| クラスC | 照明装置 |
| クラスD | 入力電力が 75W を超え、かつ規定された特殊波形（パルス状の電流波形）を満たす機器 パーソナルコンピュータ及びそのモニター、テレビ受信機 |
② 各クラスの限度値
表の値は、入力電圧が230Vの時の値を示します。
これ以外の入力電圧の時は、入力電圧に反比例した値となります。
表 7.1 クラスA限度値
| 順番 | 高調波次数 n |
最大許容高調波電流 ［A］ |
|---|---|---|
| 奇数高調波 | ||
| 1 | 3 | 2.30 |
| 2 | 5 | 1.14 |
| 3 | 7 | 0.77 |
| 4 | 9 | 0.40 |
| 5 | 11 | 0.33 |
| 6 | 13 | 0.21 |
| 7 | 15≦n≦39 | 0.15×15/n |
| 偶数高調波 | ||
| 1 | 2 | 1.08 |
| 2 | 4 | 0.43 |
| 3 | 6 | 0.30 |
| 4 | 8≦n≦40 | 0.23×8/n |
※クラスBはクラスAの1.5倍
表 7.2 クラスC限度値
| 順番 | 高調波次数 n |
照明装置の基本波入力 電流の百分率として表わされる最大値 ［％］ |
|---|---|---|
| 奇数高調波 | ||
| 1 | 3 | 30×λ ※1 |
| 2 | 5 | 10 |
| 3 | 7 | 7 |
| 4 | 9 | 5 |
| 5 | 11≦n≦39 | 3 |
| 偶数高調波 | ||
| 1 | 2 | 2 |
※1 λは回路の力率
表 7.3 クラスD限度値（600W以下）
| 順番 | 高調波次数 n |
電力比例限度値 ［mA/W］ |
最大許容高調波電流 ［A］ |
|---|---|---|---|
| 1 | 3 | 3.4 | 2.30 |
| 2 | 5 | 1.9 | 1.14 |
| 3 | 7 | 1.0 | 0.77 |
| 4 | 9 | 0.5 | 0.40 |
| 5 | 11 | 0.35 | 0.33 |
| 6 | 13≦n≦39 | 3.85/n | クラスAと同じ |
③ 限度値を適用しない機器
- 入力電流が 20A を超える機器（1相あたり）
- 照明機器のうち 5W以下のもの
- 汎用インバータ・サーボアンプ単体（単体使用の場合）
- 20Aを超えるインバータ／サーボアンプを含む機械・装置
④ 国内の高調波規制動向
日本では1994年に「家電・汎用品高調波対策ガイドライン」が発行され、高調波電流に対する自主規制が始まりました。
その後、2003年には JIS C 61000-3-2「高調波電流発生限度値（1相あたり入力電流20A以下の機器）」が制定されました。
これを受けて、2004年には従来のガイドラインが廃止され、規制は JIS C 61000‑3‑2 に一本化されました。
さらに2005年には JIS C 61000‑3‑2：2005 が発行され、IEC 国際規格との整合が図られています。
最新の2019年改訂版 JIS C 61000‑3‑2:2019 では、国内外の照明業界（JLMA）にも適用され、より幅広い機器の高調波対策が反映されています。
