EMC イミュニティ試験：AC電圧ディップ & 遮断 (IEC 61000 4-11, 4-34)
このブログでは、IEC試験規格IEC61000-4-11 Ed.3およびIEC61000-4-34のセクション6.1.1、表4でカバーされているAC電源発電機の電圧上昇および降下時間要件について説明します。また、IEC61000-4-11 Ed.3, Annex D, Section 3, 4 and 5 のレビューも含まれており、この要求事項をより詳細に取り上げ、その合理化を示しています。この要求事項は混乱しやすい。
IEC 61000-4-11 6.1.2 節、表 4、本文
| 説明 | 仕様 |
|---|---|
| 電圧上昇（および下降）時間tr（およびtf）（図1b）および図2参照、急激な変化時、発電機に100Ωの抵抗負荷を負荷した場合 | 1μsから5μsの間 |
迅速なフォールタイムが必要な理由
回線短絡の場合、機器の入力端子の電圧は5μs未満でゼロになる可能性がある。短絡が公衆回線網から発生した場合、降下時間は比較的遅く、数百マイクロ秒から数ミリ秒のオーダーとなる。しかし、短絡がローカル構内で発生した場合、例えば、近くに設置された別の機器の故障が原因である場合、主電源電圧はマイクロ秒以内にゼロになり、1μsより短い降下時間が報告されたケースもある。
この場合、機器の入力整流ダイオードは、非常に速い電圧上昇時間により、突然の高い逆電圧で導通モードから遮断モードに転流される。これらのダイオードは通常、数ミリ秒の電圧上昇時間を持つ自然整流用に設計されているため、この事象は整流ダイオードにとってストレスの増大となる。より一般的には、高速電圧過渡現象は電子機器にも障害を与え、機器の損傷につながります。
短絡状態をエミュレートする数マイクロ秒の範囲の高速降下時間で実行される試験は、ラインの高速過渡短絡に対する機器の堅牢性をテストするために使用することができます。
IEC 61000-4-34 は、75A/phase 未満を必要とする EUT の立ち上がり時間および立ち下がり時間について同じ要件 を有していることに留意されたい。より高出力の EUT に対しては、50usec までの完全適合試験が許容される。
ほとんどのプログラマブルAC電源は、よほど大型でない限り、あるいはリニアアンプ技術を使わない限り、このAC電圧上昇・下降時間要件を満たさない。
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 電子式電力転送スイッチ - 三相、各相100A
電圧ディップと遮断の移行時間は、2つのAC電圧源間を切り替えるソリッドステート電子スイッチによって決定されます。 このため、ディップおよび遮断レベルを供給するプログラマブルAC電源と、公称電圧AC電源（通常は230Vac、50Hzまたは120Vac、60Hz）を同期させる必要があります。この概念を下図に示します。
PPS電子式電力転送スイッチ（EPTS）システム図
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.
EPTS電圧上昇・下降時間
概要
しかし、IEC 61000-4-11 6.1.2項の要求を完全に満たすためには、EPTSの使用が必要となる。6.1.2項では、完全準拠のディップス/割り込み試験発生器について、100オームの抵抗負荷で90度と270度における立ち上がり時間と立ち下がり時間の検証を要求しています。
このアプローチは、アジアやヨーロッパで特に有効です。EPTSユニットには、単相または三相バージョンがあり、各相100Armsまで対応可能です。利用可能なモデルについてはhttps://pacificpower.com/products/epts-option を参照。EPTSユニットは、IEC61000-4-11およびIEC61000-4-34のピーク突入要件を満たす必要性も軽減します。アプリケーションノート「IEC 61000-4-11 & 34試験とAC電源ピーク電流」をご参照ください。
米国のアプリケーションでは、50Hz、230VLN単相または三相の公称電圧でテストするために、第2のAC電源またはACジェネレーターが必要です。