Test di immunità EMC: Interruzioni e buchi di tensione CA (IEC 61000 4-11, 4-34)
In questo blog vengono illustrati i requisiti relativi al tempo di salita e discesa della tensione del generatore di sorgente CA, come previsto dalla sezione 6.1.2, Tabella 4 della norma di prova IEC 61000-4-11 Ed. 3 e dalla sezione 6.1.1, Tabella 4 della norma IEC61000-4-34. È inclusa anche una revisione della norma IEC61000-4-11 Ed.3, Allegato D, sezioni 3, 4 e 5, che affronta questo requisito in modo più dettagliato e ne fornisce una razionalizzazione. Questo requisito può creare confusione.
IEC 61000-4-11 Sezione 6.1.2, Tabella 4, Testo
| Descrizione | Specifiche tecniche |
|---|---|
| Tempo di salita (e discesa) della tensione tr (e tf), vedi figure 1b) e 2, durante la variazione brusca, generatore caricato con carico resistivo di 100 Ω | Tra 1 μs e 5 μs |
Motivazione della necessità di tempi di caduta rapidi
In caso di cortocircuito sulla linea, la tensione ai terminali di ingresso dell'apparecchiatura potrebbe azzerarsi in meno di 5 μs. Se il cortocircuito proviene dalla rete pubblica, il tempo di caduta sarà relativamente lento, dell'ordine di centinaia di microsecondi o di alcuni millisecondi. Se, invece, il cortocircuito avviene sul posto, ad esempio a causa del guasto di un'altra apparecchiatura installata nelle vicinanze, la tensione di rete si azzera in pochi microsecondi, con tempi di caduta inferiori a 1 μs riportati in alcuni casi.
In questo caso, i diodi raddrizzatori di ingresso dell'apparecchiatura saranno commutati dalla modalità di conduzione a quella di blocco con un'improvvisa ed elevata tensione inversa a causa del tempo di salita della tensione molto rapido. Poiché questi diodi sono solitamente progettati per la commutazione naturale della linea con un tempo di salita della tensione nell'ordine dei millisecondi, questo evento rappresenta un maggiore stress per i diodi raddrizzatori. Più in generale, i transitori di tensione veloci possono disturbare anche l'elettronica, causando il danneggiamento delle apparecchiature.
I test eseguiti con un tempo di caduta rapido dell'ordine di alcuni microsecondi che emula la condizione di cortocircuito possono essere utilizzati per verificare la robustezza delle apparecchiature contro i cortocircuiti transitori rapidi della linea.
Si noti che la norma IEC 61000-4-34 prevede lo stesso requisito per i tempi di salita e discesa per gli EUT che richiedono meno di 75A/fase. Per gli EUT di potenza superiore, sono consentiti fino a 50 usec per i test di conformità completa.
La maggior parte delle sorgenti di alimentazione CA programmabili non soddisfa questo requisito di tempo di salita e discesa della tensione CA, a meno che non siano fortemente sovradimensionate e/o utilizzino la tecnologia degli amplificatori lineari.
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 Commutatore elettronico di trasferimento di potenza - trifase, 100A per fase
I tempi di transizione per i cali di tensione e le interruzioni sono determinati dagli interruttori elettronici a stato solido che commutano tra le due sorgenti di tensione CA. Ciò richiede la sincronizzazione della sorgente di alimentazione CA programmabile che fornisce i livelli di interruzione e di caduta di tensione con la sorgente di tensione CA nominale, tipicamente 230Vac e 50Hz o 120Vac e 60Hz fornita dall'azienda elettrica locale. Questo concetto è illustrato nella figura seguente.
Schema di sistema dell'interruttore elettronico di trasferimento di potenza (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.
Tempi di salita e discesa della tensione EPTS
Sintesi
Per soddisfare pienamente i requisiti della clausola 6.1.2 della norma IEC 61000-4-11, tuttavia, sarebbe necessario l'uso di un EPTS. La clausola 6.1.2 richiede la verifica dei tempi di salita e discesa a 90 e 270 gradi con un carico resistivo di 100 Ohm per un generatore di test dips/interruzione pienamente conforme.
Questo approccio è particolarmente utile in Asia e in Europa. Le unità EPTS sono disponibili in versione monofase o trifase e fino a 100Arm per fase. Per i modelli disponibili, consultare il sito https://pacificpower.com/products/epts-option. Le unità EPTS consentono inoltre di soddisfare i requisiti di picco di spunto previsti dalle norme IEC61000-4-11 e IEC61000-4-34. Vedere la nota applicativa "Test IEC 61000-4-11 e 34 e corrente di picco della sorgente CA".
Per le applicazioni negli Stati Uniti, è necessaria una seconda sorgente di corrente alternata o un generatore di corrente alternata per eseguire il test con una tensione nominale di 50 Hz, 230VLN monofase o trifase.