Pruebas de inmunidad CEM: Caídas de tensión e interrupciones de CA (IEC 61000 4-11, 4-34)
En este blog se tratan los requisitos de tiempo de subida y bajada de tensión del generador de la fuente de CA contemplados en la sección 6.1.2, tabla 4, de la norma de ensayo IEC61000-4-11 Ed. 3 y la sección 6.1.1, Tabla 4 de IEC61000-4-34. También se incluye una revisión de las secciones 3, 4 y 5 del anexo D de la norma IEC61000-4-11 Ed. 3, que aborda este requisito con más detalle y lo racionaliza. Este requisito puede resultar confuso.
IEC 61000-4-11 Sección 6.1.2, Tabla 4, Texto
| Descripción | Especificaciones |
|---|---|
| Tiempo de subida (y bajada) de tensión tr (y tf), ver figuras 1b) y 2, durante el cambio brusco, generador cargado con carga resistiva de 100 Ω. | Entre 1 μs y 5 μs |
Justificación de la necesidad de tiempos de caída rápidos
En caso de cortocircuito en la línea, la tensión en los terminales de entrada del equipo puede llegar a cero en menos de 5 μs. Si el cortocircuito se origina en la red pública, el tiempo de caída será relativamente lento, del orden de cientos de microsegundos a algunos milisegundos. Si, por el contrario, el cortocircuito se produce en las instalaciones locales, por ejemplo debido al fallo de otro equipo instalado en las proximidades, la tensión de red llegará a cero en cuestión de microsegundos, con tiempos de caída inferiores a 1 μs en algunos casos.
En este caso, los diodos rectificadores de entrada del equipo pasarán del modo de conducción al modo de bloqueo con una alta tensión inversa repentina debido a ese tiempo de subida de tensión tan rápido. Como estos diodos suelen estar diseñados para la conmutación natural de la línea con un tiempo de subida de la tensión del orden de milisegundos, este suceso supone un mayor estrés para los diodos rectificadores. En términos más generales, los transitorios de tensión rápidos también pueden perturbar la electrónica y dañar los equipos.
Las pruebas realizadas con un tiempo de caída rápido en el rango de unos pocos microsegundos emulando la condición de cortocircuito pueden utilizarse para probar la robustez de los equipos frente a cortocircuitos transitorios rápidos de la línea.
Tenga en cuenta que la norma IEC 61000-4-34 establece el mismo requisito para los tiempos de subida y bajada para los EUT que requieran menos de 75 A/fase. En el caso de EUT de mayor potencia, se permiten hasta 50 usec para las pruebas de conformidad total.
La mayoría de las fuentes de alimentación de CA programables no cumplirán este requisito de tiempo de subida y bajada de la tensión de CA a menos que estén muy sobredimensionadas y/o utilicen tecnología de amplificador lineal.
For Pacific Power Source ECTS2 Harmonics and Flicker test systems equipped with the Electronic Power Transfer Switch (EPTS) option, the requirement for voltage rise and fall time capability is handled by the EPTS hardware and not a function of the AC power source used for the test, provided that the power source output inductance is low enough to guarantee that it does not affect rise or fall times. Generally, a power source with < 100 µH will suffice to meet the < 5 us specification.
EPTS-3-75 Interruptor electrónico de transferencia de potencia - Trifásico, 100 A por fase
Los tiempos de transición de los huecos de tensión y las interrupciones vienen determinados por los interruptores electrónicos de estado sólido que conmutan entre las dos fuentes de tensión alterna. Esto requiere la sincronización de la fuente de alimentación de CA programable que proporciona los niveles de caída e interrupción con la fuente de CA de tensión nominal, normalmente 230 V CA y 50 Hz o 120 V CA y 60 Hz suministrada por la compañía eléctrica local. Este concepto se ilustra en la figura siguiente.
Diagrama del sistema del conmutador electrónico de transferencia de potencia (EPTS) PPS
The resulting voltage transients at 90° and 270° where the voltage slew rates have to be fast enough to meet the < 5 µsec rise and fall times. For the case of 230Vac nominal voltage, the resulting voltage waveforms for the EPTS are shown in the two scope images below.
Tiempos de subida y bajada de tensión EPTS
Resumen
Sin embargo, para cumplir plenamente los requisitos de la cláusula 6.1.2 de la norma IEC 61000-4-11, sería necesario utilizar un EPTS. La cláusula 6.1.2 requiere la verificación de los tiempos de subida y bajada a 90 y 270 grados con una carga resistiva de 100 ohmios para un generador de pruebas de caída/interrupción totalmente conforme.
Este enfoque es especialmente útil en Asia y Europa. Las unidades EPTS están disponibles en versión monofásica o trifásica y hasta 100Arms por fase. Consulte https://pacificpower.com/products/epts-option para ver los modelos disponibles. Las unidades EPTS también alivian la necesidad de cumplir los requisitos de picos de corriente de entrada de IEC61000-4-11 y IEC61000-4-34. Consulte por separado nuestra nota de aplicación "Pruebas IEC 61000-4-11 y 34 y corriente de pico de la fuente de CA".
Para aplicaciones en EE.UU., se necesita una segunda fuente de CA o un generador de CA para realizar pruebas con una tensión nominal monofásica o trifásica de 50 Hz y 230 VLN.