Πώς να επιλέξετε μια πιστοποιημένη γεννήτρια υπερτάσεων IEC 61000‑4‑5 για δοκιμές συμμόρφωσης με την ατρωσία σε υπερτάσεις ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας

Περίληψη
Μια Γεννήτρια Υπερβολικών Ρεύματος IEC 61000‑4‑5 χρησιμεύει ως το βασικό όργανο δοκιμών για την αξιολόγηση της ατρωσίας σε υπερτάσεις ηλεκτρονικών προϊόντων. Η απόδοσή της καθορίζει άμεσα την εγκυρότητα των αποτελεσμάτων των δοκιμών ατρωσίας σε υπερτάσεις EMC και αποτελεί θεμελιώδη προϋπόθεση για την παγκόσμια πιστοποίηση ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας. Το πρότυπο IEC 61000‑4‑5 καθορίζει πλήρεις τεχνικές απαιτήσεις, συμπεριλαμβανομένων των κυματομορφών δοκιμών, των επιπέδων δοκιμών, της ρύθμισης δοκιμών και των διαδικασιών δοκιμών για δοκιμές ατρωσίας σε υπερτάσεις, και το κινεζικό ισοδύναμο πρότυπο είναι το GB/T 17626.5‑2019. Επικεντρώνεται στις βασικές τεχνικές προδιαγραφές μιας Γεννήτριας Υπερβολικών Ρεύματος IEC 61000‑4‑5 και σε συνδυασμό με το LISUN Γεννήτρια υπερτάσεων σειράς SG61000‑5, η παρούσα εργασία διεξάγει ανάλυση επιλογής προϊόντος και περιγράφει τα τεχνικά χαρακτηριστικά και τις εφαρμογές μηχανικής αυτού του πλήρως ολοκληρωμένου, πλήρως αυτόματου εξοπλισμού δοκιμών ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας (EMC), παρέχοντας μια αξιόπιστη αναφορά σε εργαστήρια Έρευνας και Ανάπτυξης και σε τρίτα ινστιτούτα δοκιμών για την επιλογή οργάνων δοκιμών υπερτάσεων. 

Εισαγωγή

Σε πραγματικά περιβάλλοντα ηλεκτρικού δικτύου, οι υπερτάσεις που προκαλούνται από κεραυνούς και οι λειτουργίες μεταγωγής επαγωγικών και χωρητικών φορτίων μεγάλης χωρητικότητας δημιουργούν παροδικές διαταραχές υψηλής ενέργειας στις γραμμές τροφοδοσίας και στην εσωτερική καλωδίωση του εξοπλισμού. Τέτοιες παροδικές παρεμβολές χαρακτηρίζονται από υψηλό πλάτος τάσης και τεράστια ενέργεια, οι οποίες μπορούν εύκολα να προκαλέσουν ζημιά σε εσωτερικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα, να προκαλέσουν λειτουργικές δυσλειτουργίες ή ακόμη και να οδηγήσουν σε πλήρη βλάβη του εξοπλισμού. Για την αξιολόγηση της ατρωσίας των συσκευών έναντι τέτοιων διαταραχών, απαιτούνται τυποποιημένα όργανα δοκιμών για την αναπαραγωγή πραγματικών συνθηκών παρεμβολών και μια γεννήτρια υπερτάσεων IEC 61000‑4‑5 είναι ο ειδικός εξοπλισμός δοκιμών για αυτήν τη δοκιμή προσομοίωσης.

The LISUN Σειρά SG61000‑5 αστραπιαία γεννήτρια υπερτάσεων, γνωστό και ως δοκιμαστής ατρωσίας σε υπερτάσεις κεραυνού, γεννήτρια συνδυασμένων κυμάτων, γεννήτρια υπερτάσεων ρεύματος, γεννήτρια υπερτάσεων τάσης ή συνδυασμένη γεννήτρια υπερτάσεων τάσης-ρεύματος, είναι μια πλήρως ενσωματωμένη, πλήρως αυτόματη συσκευή δοκιμής ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας. Η βασική της λειτουργία είναι η προσομοίωση παροδικών παρεμβολών υψηλής ενέργειας που προκαλούνται από φυσική επαγωγή κεραυνού και την εναλλαγή επαγωγικών και χωρητικών φορτίων μεγάλης χωρητικότητας. Αξιολογεί την ατρωσία των θυρών τροφοδοσίας και των εσωτερικών καλωδίων σύνδεσης ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού έναντι τέτοιων διαταραχών και παρέχει ένα τυποποιημένο περιβάλλον δοκιμών για την επαλήθευση συμμόρφωσης με την ηλεκτρομαγνητική ατρωσία του εξοπλισμού. Αυτή η σειρά οργάνων υιοθετείται ευρέως από κατασκευαστές, κέντρα Έρευνας και Ανάπτυξης και εργαστήρια δοκιμών τρίτων σε βιομηχανίες, όπως φωτισμός LED, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, νέα ενέργεια, επικοινωνίες και βιομηχανικό έλεγχο. Ωστόσο, μια μεγάλη ποικιλία μοντέλων γεννητριών υπερτάσεων είναι διαθέσιμη στην αγορά. Πολλές συσκευές μπορούν να παράγουν μόνο παλμούς υψηλής τάσης και δεν πληρούν πλήρως τις αυστηρές τεχνικές απαιτήσεις που ορίζονται για μια γεννήτρια υπερτάσεων IEC 61000‑4‑5 σχετικά με την ακρίβεια της κυματομορφής, την αντίσταση εξόδου και τα δίκτυα σύζευξης-αποσύνδεσης. Η ακατάλληλη επιλογή θα παράγει μη πιστοποιήσιμα δεδομένα δοκιμών, θα προκαλέσει εσφαλμένη κρίση προϊόντος και θα οδηγήσει σε αποτυχία πιστοποίησης και σε κινδύνους αγοράς.

Γεννήτρια υπερτάσεων SG61000-5

Βασικές τεχνικές απαιτήσεις για γεννήτρια υπερτάσεων IEC 61000‑4‑5

Το πρότυπο IEC 61000‑4‑5 για Γεννήτρια Υπερτάσεων επιβάλλει σαφείς υποχρεωτικές απαιτήσεις κυματομορφής για γεννήτριες συνδυαστικών κυμάτων. Οι δοκιμές θυρών ισχύος υιοθετούν κυρίως την κυματομορφή τάσης ανοιχτού κυκλώματος 1.2/50μs και την κυματομορφή ρεύματος βραχυκυκλώματος 8/20μs, ενώ οι θύρες σήματος επικοινωνίας απαιτούν την κυματομορφή τάσης ανοιχτού κυκλώματος 10/700μs και την κυματομορφή ρεύματος βραχυκυκλώματος 5/320μs με επιτρεπόμενη απόκλιση χρονικής παραμέτρου ±20%. Το πρότυπο ορίζει επίσης τιμές σύνθετης αντίστασης εξόδου γεννήτριας: 2 Ω και 12 Ω χρησιμοποιούνται συνήθως για δοκιμές υπερτάσεων ισχύος και απαιτείται σύνθετη αντίσταση εξόδου 500 Ω για δοκιμές γραμμής επικοινωνίας. Η σύνθετη αντίσταση εξόδου καθορίζει άμεσα εάν οι κυματομορφές τάσης εξόδου και ρεύματος της γεννήτριας υπό διαφορετικές συνθήκες φορτίου συμμορφώνονται με το πρότυπο.

Εκτός από τις παραμέτρους κυματομορφής, το πρότυπο IEC 61000‑4‑5 της Γεννήτριας Υπερβολικών Τάσεων ορίζει λεπτομερείς προδιαγραφές για τα δίκτυα σύζευξης-αποσύνδεσης (CDN), την πολικότητα των υπερτάσεων, τον έλεγχο συγχρονισμού φάσης και τον αριθμό των παλμών υπερτάσεων. Για τον εξοπλισμό εναλλασσόμενου ρεύματος που υπόκειται σε δοκιμή, οι παλμοί υπερτάσεων θα πρέπει να ενεργοποιούνται σε οποιαδήποτε γωνία φάσης από 0° έως 360°, με θετική και αρνητική πολικότητα, και θα πρέπει να παρέχεται μια καθορισμένη ποσότητα παλμών υπερτάσεων για κάθε πολικότητα. Ένα δίκτυο σύζευξης-αποσύνδεσης συνδέει την παρεμβολή υπερτάσεων στον υπό δοκιμή εξοπλισμό, αποτρέποντας παράλληλα την ανατροφοδότηση της ενέργειας των υπερτάσεων στο εξωτερικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Μια Γεννήτρια Υπερτάσεων που συμμορφώνεται με το πρότυπο IEC 61000‑4‑5 δεν μπορεί να ολοκληρώσει μια πλήρη δοκιμή χωρίς ένα αντίστοιχο CDN. Οι συνηθισμένες πηγές παλμών υψηλής τάσης μπορούν να παράγουν υψηλή τάση, αλλά δεν διαθέτουν τα τυπικά καθορισμένα χαρακτηριστικά συνδυασμού κυμάτων και τα υποστηρικτικά CDN, επομένως δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επίσημη πιστοποίηση ατρωσίας ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας από υπερτάσεις. Απαιτείται τακτική μετρολογική βαθμονόμηση κατά τη λειτουργία του εξοπλισμού για τη διατήρηση της μακροπρόθεσμης συμμόρφωσης με τις κυματομορφές.

Τεχνική Ανάλυση Παραμέτρων του LISUN Γεννήτρια υπερτάσεων SG61000‑5

The LISUN Η γεννήτρια υπερτάσεων σειράς SG61000‑5 συμμορφώνεται πλήρως με τις απαιτήσεις μιας γεννήτριας υπερτάσεων IEC 61000‑4‑5. Υιοθετεί έναν αρθρωτό μηχανικό σχεδιασμό που καλύπτει επίπεδα τάσης εξόδου ανοιχτού κυκλώματος που κυμαίνονται από 4.8 kV έως 30 kV, με μέγιστο ρεύμα βραχυκυκλώματος 15 kA, το οποίο καλύπτει τις περισσότερες απαιτήσεις επιπέδου δοκιμών για αστικά ηλεκτρονικά προϊόντα και βιομηχανικό εξοπλισμό. Επιλεγμένα μοντέλα αυτής της σειράς ενσωματώνουν αισθητήρες εξασθένησης τάσης-ρεύματος και έναν ψηφιακό παλμογράφο. Οι χειριστές μπορούν να παρατηρούν απευθείας κυματομορφές εξόδου σε πραγματικό χρόνο στην οθόνη αφής LCD χωρίς να συνδέουν επιπλέον εξωτερικά όργανα μέτρησης, κάτι που επαληθεύει διαισθητικά τη συμμόρφωση με τις κυματομορφές υπερτάσεων, απλοποιεί σημαντικά τις ροές εργασίας δοκιμών και μειώνει τα σφάλματα μέτρησης που εισάγονται από τον περιφερειακό εξοπλισμό. Το όργανο λειτουργεί με λειτουργικό σύστημα Android με έλεγχο αφής και υποστηρίζει διαμορφώσιμους μετρητές υπερτάσεων, εναλλαγή πολικότητας, συγχρονισμένες και ασύγχρονες δοκιμές φάσης για μονοφασικά και τριφασικά DUT. Ένα εξωτερικό CDN μπορεί προαιρετικά να εξοπλιστεί για την ολοκλήρωση δοκιμών ατρωσίας υπερτάσεων για γραμμές σήματος επικοινωνίας. Οι βασικές προδιαγραφές των κυριότερων μοντέλων SG61000‑5 παρατίθενται στον παρακάτω πίνακα.

Όσον αφορά την τοποθέτηση προϊόντων, τα SG61000‑5SB και SG61000‑5 είναι επιτραπέζιες μονάδες κατάλληλες για δοκιμές Έρευνας και Ανάπτυξης πριν από τη συμμόρφωση των περισσότερων οικιακών συσκευών, προϊόντων φωτισμού LED και ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης. Το μοντέλο SG61000‑5 προσθέτει έναν ενσωματωμένο παλμογράφο για να βοηθά τους μηχανικούς Έρευνας και Ανάπτυξης να επαληθεύουν γρήγορα την ποιότητα της κυματομορφής. Τα SG61000‑5H‑SP και SG61000‑5H15‑SP είναι εκδόσεις υψηλής τάσης τοποθετημένες σε ντουλάπι, σχεδιασμένες για νέα ενεργειακά προϊόντα και βιομηχανικό εξοπλισμό υψηλής ισχύος, υποστηρίζοντας δοκιμές υψηλού επιπέδου υπερτάσεων 10 kV και 15 kV αντίστοιχα. Το SG61000‑5C έχει αναπτυχθεί ειδικά για δοκιμές υπερτάσεων γραμμής σήματος επικοινωνίας και παράγει κυματομορφές 10/700μs και 5/320μs. Εκτός από την κύρια μονάδα, το πλήρες σύστημα μπορεί προαιρετικά να εξοπλιστεί με τη συσκευή προστασίας από υπερτάσεις PD‑E01, τον πάγκο δοκιμών υπερτάσεων SG‑DESK και τον μετασχηματιστή απομόνωσης για τη δημιουργία ενός πλήρους εργαστηριακού περιβάλλοντος δοκιμών υπερτάσεων.

Οδηγίες επιλογής για γεννήτρια υπερτάσεων IEC 61000‑4‑5

Όταν οι επιχειρήσεις και τα εργαστήρια επιλέγουν μια Γεννήτρια Υπερτάσεων IEC 61000‑4‑5, η μέγιστη τάση εξόδου δεν θα πρέπει να είναι το μόνο κριτήριο αξιολόγησης. Απαιτείται ολοκληρωμένη αξιολόγηση από πολλαπλές διαστάσεις. Πρώτον, οι χρήστες πρέπει να επιβεβαιώσουν ότι το όργανο πληροί πλήρως τον ορισμό μιας Γεννήτριας Υπερτάσεων IEC 61000‑4‑5, να επαληθεύσουν το πλήρες σύνολο των εξόδων συνδυασμού κυμάτων που συμμορφώνονται με το πρότυπο, να ελέγξουν τις παραμέτρους χρονισμού κυματομορφής και τις τιμές σύνθετης αντίστασης εξόδου και να εξετάσουν τα πιστοποιητικά βαθμονόμησης για να διασφαλίσουν ότι οι αποκλίσεις της κυματομορφής παραμένουν εντός των επιτρεπόμενων ανοχών. Δεύτερον, τα επίπεδα δοκιμών θα πρέπει να καθορίζονται σύμφωνα με τον υπό δοκιμή εξοπλισμό. Τα κοινά ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης απαιτούν γενικά μέγιστο επίπεδο δοκιμής 6 kV, ενώ τα βιομηχανικά και τα νέας ενέργειας προϊόντα ενδέχεται να απαιτούν ονομαστικές ονομαστικές τιμές εξόδου 10 kV ή υψηλότερες. Οι χρήστες θα πρέπει να διακρίνουν μεταξύ των δοκιμών θύρας τροφοδοσίας και των δοκιμών θύρας σήματος επικοινωνίας, όπου οι θύρες επικοινωνίας απαιτούν ικανότητα κυματομορφής 10/700μs.

Τρίτον, πρέπει να αξιολογηθεί η διαμόρφωση των δικτύων ζεύξης-αποσύνδεσης. Τα CDN διατίθενται σε ενσωματωμένους και εξωτερικούς τύπους και πρέπει να ταιριάζουν με την ποσότητα φάσης και το ρεύμα λειτουργίας του DUT. Τα τριφασικά CDN είναι υποχρεωτικά για τριφασικό εξοπλισμό υψηλής ισχύος. Τέταρτον, πρέπει να επαληθεύονται οι λειτουργικές λειτουργίες. Ο έλεγχος συγχρονισμού φάσης, η εναλλαγή πολικότητας και ο ρυθμιζόμενος αριθμός υπερτάσεων είναι υποχρεωτικές λειτουργίες που καθορίζονται στο πρότυπο, και ένας ενσωματωμένος παλμογράφος διευκολύνει σημαντικά τις δοκιμές Ε&Α. Πέμπτον, πρέπει να ληφθούν υπόψη τα υποστηρικτικά αξεσουάρ. Οι δοκιμές υπερτάσεων ανήκουν σε πειράματα υψηλής τάσης και συμπληρωματικός εξοπλισμός, όπως μονάδες προστασίας από υπερτάσεις, πάγκοι δοκιμών και μετασχηματιστές απομόνωσης, βελτιώνουν την ασφάλεια και τη συνέπεια των δοκιμών. Πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη η εξυπηρέτηση μετά την πώληση, καθώς η μακροπρόθεσμη σταθερή λειτουργία του εργαστηρίου βασίζεται στην επακόλουθη μετρολογική βαθμονόμηση, συντήρηση και τεχνική υποστήριξη.

Μηχανικές εφαρμογές της γεννήτριας υπερτάσεων SG61000‑5

Στη βιομηχανία φωτισμού LED, η LISUN Η γεννήτρια υπερτάσεων SG61000‑5 IEC 61000‑4‑5 έχει υιοθετηθεί για την αξιολόγηση της ατρωσίας σε υπερτάσεις φωτιστικών LED και τροφοδοτικών LED driver. Προσομοιώνει τις υπερτάσεις κεραυνού του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας και επαληθεύει εάν οι λαμπτήρες θα παγώσουν, θα υποστούν ζημιά ή θα ενεργοποιήσουν ψευδή προστασία υπό την επίδραση υπερτάσεων, παρέχοντας στοιχεία δοκιμών για τη βελτιστοποίηση των κυκλωμάτων προστασίας υλικού. Για οικιακές συσκευές και ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, αυτό το όργανο εκτελεί επαλήθευση προ-συμμόρφωσης για κλιματιστικά, πλυντήρια ρούχων, προσαρμογείς ισχύος και άλλα προϊόντα για να εντοπίσει εκ των προτέρων ελαττώματα ατρωσίας σε υπερτάσεις και να μειώσει τον κίνδυνο αποτυχίας πιστοποίησης. Για εφαρμογές ελέγχου νέας ενέργειας και βιομηχανικού ελέγχου, τα μοντέλα υψηλής τάσης πληρούν τις απαιτήσεις ατρωσίας σε υπερτάσεις υψηλού βαθμού για φωτοβολταϊκούς μετατροπείς και βιομηχανικά τροφοδοτικά. Εργαστήρια δοκιμών τρίτων κατασκευαστών χρησιμοποιούν το LISUN Γεννήτρια υπερτάσεων σειράς SG61000‑5 IEC 61000‑4‑5 για επίσημες δοκιμές πιστοποίησης, παρέχοντας συμβατά δεδομένα δοκιμών για την υποστήριξη πιστοποιήσεων CE, CB και άλλων διεθνών πιστοποιήσεων και βοηθώντας τα προϊόντα να έχουν ομαλή πρόσβαση στις παγκόσμιες αγορές.

Συμπέρασμα

A Γεννήτρια υπερτάσεων IEC 61000‑4‑5 είναι ο βασικός εξοπλισμός για δοκιμές ατρωσίας ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας (EMC). Η ακρίβεια της κυματομορφής, η σύνθετη αντίσταση εξόδου και η διαμόρφωση δικτύου ζεύξης-αποσύνδεσης καθορίζουν άμεσα εάν τα αποτελέσματα των δοκιμών είναι έγκυρα για πιστοποίηση συμμόρφωσης. LISUN Η γεννήτρια υπερτάσεων κεραυνού σειράς SG61000‑5 είναι ένα πλήρως ενσωματωμένο, πλήρως αυτόματο όργανο δοκιμών ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας. Προσομοιώνει παροδικές διαταραχές υψηλής ενέργειας που προκαλούνται από κεραυνούς και μεταγωγή φορτίου, αξιολογεί την αντίσταση σε υπερτάσεις των θυρών τροφοδοσίας και της εσωτερικής καλωδίωσης ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού και παρέχει ένα τυποποιημένο περιβάλλον δοκιμών για την αξιολόγηση της συμμόρφωσης με την ηλεκτρομαγνητική ατρωσία. Τα εργαστήρια και οι κατασκευαστικές επιχειρήσεις πρέπει να επιλέγουν κατάλληλα μοντέλα σύμφωνα με τα αντικείμενα δοκιμών, τα επίπεδα δοκιμών και τις απαιτήσεις πιστοποίησης. Πρέπει επίσης να δοθεί προσοχή στην υποστήριξη των αξεσουάρ δοκιμών και στην τακτική μετρολογική βαθμονόμηση, ώστε να διασφαλίζονται ακριβή και αξιόπιστα αποτελέσματα μέτρησης ατρωσίας από υπερτάσεις και να υποβοηθούνται τα ηλεκτρονικά προϊόντα στην ολοκλήρωση της παγκόσμιας πιστοποίησης συμμόρφωσης με την ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα.