Studio sul generatore di sovratensioni da fulmini basato sulla norma IEC 61000-4-5: uno studio di caso di LISUN SG61000-5

Astratto
Le sovratensioni da fulmini rappresentano una minaccia significativa per i dispositivi elettronici, rendendole un argomento cruciale nella ricerca sulla compatibilità elettromagnetica (EMC). Il tester di sovratensione IEC 61000-4-5 fornisce un metodo standardizzato per valutare l'immunità alle sovratensioni delle apparecchiature elettriche ed elettroniche. Questo documento approfondisce i principi di funzionamento dei generatori di sovratensione da fulmini, le metodologie di prova e le applicazioni, con particolare attenzione a: LISUN SG61000-5 Generatore di sovratensioni. Analizzando le specifiche tecniche e i casi d'uso pratici di questo dispositivo, questo studio mira a fornire approfondimenti sulla progettazione e sui test di protezione dalle sovratensioni per le apparecchiature elettroniche.

1. introduzione
Con il rapido progresso della tecnologia elettronica, i dispositivi elettronici sono ampiamente utilizzati in vari campi. Tuttavia, i fulmini e le operazioni di commutazione dei sistemi di alimentazione possono generare sovratensioni transitorie ad alta energia (sovratensioni), causando gravi danni a questi dispositivi. La valutazione e il miglioramento dell'immunità alle sovratensioni sono una parte essenziale della ricerca EMC. Il tester di sovratensione IEC 61000-4-5 svolge un ruolo fondamentale definendo una metodologia di prova standardizzata per la valutazione dell'immunità alle sovratensioni.

2. Panoramica dello standard IEC 61000-4-5
La norma IEC 61000-4-5, pubblicata dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC), definisce i metodi di prova e i requisiti per la valutazione dell'immunità alle sovratensioni, affrontando specificamente le sovratensioni transitorie causate da commutazioni e fulmini. La norma definisce le specifiche delle forme d'onda, i livelli di prova, le apparecchiature di prova e le procedure di prova per fornire un quadro di valutazione uniforme. L'ultima versione, IEC 61000-4-5:2014, ha introdotto aggiornamenti e miglioramenti alle metodologie di prova e ai requisiti tecnici.

Generatore di sovratensioni SG61000-5

3. Principio di funzionamento dei generatori di sovratensioni da fulmini
I generatori di sovratensioni da fulmini sono progettati per simulare sovratensioni transitorie causate da fulmini o operazioni di commutazione, al fine di valutare l'immunità dei dispositivi elettronici. La funzione principale di questi generatori è quella di produrre forme d'onda di sovratensione standardizzate in conformità alla norma IEC 61000-4-5, come ad esempio:

• Forma d'onda della tensione a circuito aperto 1.2/50μs
• Forma d'onda della corrente di cortocircuito 8/20μs

Queste forme d'onda vengono applicate all'apparecchiatura sottoposta a test (EUT) tramite reti di accoppiamento/disaccoppiamento (CDN) per valutarne l'immunità alle sovratensioni.

4. Metodologia del test di sovratensione

4.1 Soggetti del test e ambito di applicazione
Il tester di sovratensione IEC 61000-4-5 è applicabile a dispositivi collegati all'alimentazione, apparecchiature di comunicazione, sistemi di controllo industriale e altro ancora. L'obiettivo principale del test di sovratensione è valutare l'immunità di questi dispositivi alle sovratensioni transitorie, garantendone l'affidabilità in condizioni reali.

4.2 Forme d'onda di sovratensione
LISUN SG61000-5 Il generatore di sovratensione produce due forme d'onda di sovratensione fondamentali:

• Forma d'onda della tensione a circuito aperto (1.2/50μs)
• Tempo di salita della tensione: 1.2μs ±20%
• Durata della tensione: 50μs ±20%
• Forma d'onda della corrente di cortocircuito (8/20μs)
• Tempo di salita della corrente: 8μs ±20%
• Durata della corrente: 20μs ±20%

4.3 Configurazioni di prova
I test di sovratensione vengono in genere eseguiti in due modi:

• Test di modo comune (linea-terra): la sovratensione viene applicata tra la linea di fase (L) o la linea neutra (N) e la terra (PE), simulando le sovratensioni indotte dai fulmini che si propagano attraverso le reti di messa a terra.
• Test in modalità differenziale (linea-linea): la sovratensione viene applicata tra la linea di fase (L) e la linea neutra (N), simulando sovratensioni transitorie all'interno della rete elettrica.

4.4 Applicazione delle sovratensioni
LISUN SG61000-5 Il tester di sovratensione applica le sovratensioni tramite la sua rete di accoppiamento/disaccoppiamento (CDN) integrata per garantire la conformità alle condizioni di prova standard. Le sovratensioni possono essere applicate con polarità positiva, negativa o alternata per una valutazione completa.

5. Analisi dei risultati del test
I risultati dei test possono essere classificati come segue:

• Classe A: il dispositivo funziona normalmente dopo il test senza degradazione.
• Classe B: il dispositivo potrebbe subire interruzioni funzionali temporanee, ma si ripristina senza l'intervento dell'utente.
• Classe C: il dispositivo richiede un intervento manuale per riprendere il normale funzionamento.
• Classe D: il dispositivo è danneggiato in modo permanente e non riesce a ripristinarsi.

6. Conclusione e applicazioni
LISUN SG61000-5 Il generatore di sovratensione è pienamente conforme alla Norma IEC 61000-4-5, rendendolo uno strumento ideale per sistemi di alimentazione, reti di comunicazione, elettronica automobilistica ed elettrodomestici. La sua precisione e automazione lo rendono estremamente prezioso per i laboratori EMC e i produttori di prodotti elettronici.

Man mano che i dispositivi elettronici diventano più complessi, la tecnologia dei test di sovratensione continuerà a evolversi per soddisfare i più rigorosi requisiti EMC. LISUN e altri produttori continueranno a migliorare le soluzioni di collaudo per garantire la sicurezza e l'affidabilità dei prodotti elettronici.