L'analisi dell'utilizzo di apparecchiature per test di sovratensione e tester di sovratensione

I. Apparecchiatura per test di sovratensione Standard
Lo standard nazionale per tester di sovratensione è GB/T17626.5 (equivalente allo standard internazionale IEC61000-4-5).
Lo standard simula principalmente vari casi dovuti a fulmini indiretti, come ad esempio:
(1) fulmini sui cavi esterni, che provocano un flusso di corrente elevato nei cavi esterni o nella resistenza di terra, generando così tensioni di disturbo;
(2) fulmini indiretti (come fulmini tra strati nuvolosi o all'interno di strati nuvolosi) che inducono tensioni e correnti sui cavi esterni;
(3) fulmini vicino a oggetti, un forte campo elettrico e magnetico stabilito intorno, inducendo tensioni sui fili esterni;
(4) fulmini in prossimità del suolo, che introducono interferenze dovute alla corrente di terra che attraversa l'impianto di terra pubblico.
Oltre a simulare i fulmini, lo standard simula anche le interferenze introdotte dalle operazioni di commutazione in casi come una sottostazione, come:
(1) interferenze dovute alla commutazione del sistema di alimentazione principale (come la commutazione della batteria di condensatori);
(2) interferenze dovute al salto di piccoli interruttori vicino all'apparecchiatura;
(3) interferenza dovuta alla commutazione di dispositivi a tiristori al silicio che coinvolgono circuiti risonanti;
(4) vari guasti sistematici, come cortocircuiti e guasti da arco tra le reti di messa a terra oi sistemi di messa a terra dell'apparecchiatura.

Generatore di picchi SG61000 5 

Lo standard descrive due diversi generatori di forme d'onda: uno è la forma d'onda indotta dai fulmini sulla linea elettrica; l'altro è la forma d'onda indotta sulla linea di comunicazione. Entrambe queste linee sono cavi aerei, ma l'impedenza della linea è diversa: la forma d'onda della sovratensione indotta sulla linea elettrica è più stretta (50 uS) e il bordo d'attacco è più ripido (1.2 uS); mentre la forma d'onda della sovratensione indotta sulla linea di comunicazione è più ampia, ma il bordo anteriore è più lento. Di seguito analizzeremo principalmente il circuito con la forma d'onda indotta dai fulmini sulla linea elettrica e introdurremo anche una breve introduzione alla tecnologia di protezione contro i fulmini della linea di comunicazione.

Nella progettazione del circuito di soppressione dei picchi di modalità comune per prevenire i picchi, si presume che la modalità comune e la modalità differenziale siano indipendenti l'una dall'altra. Tuttavia, queste due parti non sono realmente indipendenti, poiché l'induttanza di modo comune può fornire una significativa induttanza di modo differenziale. Questa induttanza di modo differenziale può essere simulata da un'induttanza di modo differenziale separata. Per sfruttare l'induttanza di modo differenziale, nel processo di progettazione, il modo comune e il modo differenziale non dovrebbero essere eseguiti contemporaneamente, ma secondo un certo ordine. In primo luogo, il rumore di modo comune dovrebbe essere misurato ed eliminato. Utilizzando Differential Mode Rejection Network (DMRN), il componente in modalità differenziale può essere eliminato, quindi il rumore in modalità comune può essere misurato direttamente. Se il filtro di modo comune progettato deve fare in modo che il rumore di modo differenziale non superi contemporaneamente l'intervallo consentito, è necessario misurare il rumore misto di modo comune e modo differenziale. Poiché è noto che il componente di modo comune è al di sotto della tolleranza al rumore, solo il componente di modo differenziale supera lo standard e l'induttanza di dispersione di modo differenziale del filtro di modo comune può essere utilizzata per attenuare. Per alimentatori a bassa potenza, l'induttanza di modo differenziale dell'induttanza di modo comune è sufficiente per risolvere il problema della radiazione di modo differenziale, poiché l'impedenza della sorgente della radiazione di modo differenziale è piccola, quindi solo una piccola quantità di induttanza è efficace. Per sovratensioni inferiori a 4000 Vp, in genere è necessario utilizzare solo circuiti LC per limitare la corrente e filtrare l'uniformità per ridurre il segnale a impulsi a 2-3 volte il livello medio del segnale a impulsi. Poiché L1 e L2 hanno una corrente di rete di 50 settimane che scorre, gli induttori sono facili da saturare, quindi L1 e L2 di solito usano un'induttanza di modo comune con un'induttanza di dispersione molto elevata.

L'aggiunta di un induttore di modo comune consente di eliminare l'interferenza di modo comune sulla linea parallela (sia a due fili che a più fili). A causa dello squilibrio della resistenza nel circuito, l'interferenza di modo comune si riflette in definitiva nel modo differenziale. È difficile filtrare utilizzando metodi di filtraggio in modalità differenziale.

Dove deve essere utilizzata esattamente l'induttanza di modo comune? L'interferenza di modo comune è solitamente radiazione elettromagnetica o accoppiamento spaziale. In questo caso, indipendentemente dal fatto che si tratti di corrente alternata o continua, se si dispone di una trasmissione su linea lunga, è necessario aggiungere l'induttanza di modo comune per il filtraggio di modo comune. Ad esempio, molti cavi USB aggiungono un anello magnetico. L'ingresso dell'alimentatore dell'interruttore, l'alimentazione CA viene trasmessa da una lunga distanza, quindi è necessario aggiungere. Generalmente, il lato CC non deve essere trasmesso da una lunga distanza, quindi non è necessario aggiungerlo. Senza interferenza di modo comune, aggiungerla è uno spreco e non fornisce guadagno al circuito.

La progettazione di un filtro di potenza può generalmente essere considerata dalla modalità comune e dalla modalità differenziale. La parte più importante del filtro di modo comune è l'induttanza di modo comune. Rispetto alle induttanze in modalità differenziale, il vantaggio più notevole dell'induttanza in modalità comune è che il suo valore di induttanza è estremamente elevato e il volume è ridotto. La cosa importante da considerare quando si progetta l'induttanza di modo comune è la sua induttanza di dispersione, cioè l'induttanza di modo differenziale. Di solito, il modo per calcolare l'induttanza di dispersione è presumere che sia l'1% dell'induttanza di modo comune. Infatti, l'induttanza di dispersione è compresa tra lo 0.5% e il 4% dell'induttanza di modo comune. Nel progettare lo starter con le migliori prestazioni, l'impatto di questo errore non può essere ignorato.

II. L'importanza della sensibilità alle perdite di Tester di sovratensione
Come si forma la sensibilità alle perdite? Strettamente avvolta e avvolta attorno alla bobina anulare, anche senza il nucleo, tutta la sua corrente magnetica si concentra all'interno del “nucleo” della bobina. Tuttavia, se la bobina anulare non viene avvolta per una settimana o non è avvolta strettamente, la corrente magnetica fuoriesce dal nucleo. Questo effetto è proporzionale alla distanza relativa tra le spire del filo e la permeabilità magnetica del nucleo del tubo a spirale. L'induttanza di modo comune ha due avvolgimenti, che hanno lo scopo di far condurre in direzioni opposte la corrente che scorre attraverso il nucleo della bobina, in modo che il campo magnetico sia 0. Se per motivi di sicurezza, la bobina sul nucleo non è avvolta con due linee, allora c'è un notevole divario tra i due avvolgimenti, che provoca naturalmente una "dispersione" di corrente magnetica, cioè il campo magnetico non è realmente 0 nei punti interessati. La sensibilità di dispersione dell'induttanza di modo comune è l'induttanza di modo differenziale. Infatti, il flusso magnetico relativo al modo differenziale ad un certo punto deve lasciare il nucleo, cioè il flusso magnetico forma un anello chiuso all'esterno del nucleo, non solo limitato all'interno del nucleo anulare.

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