An EM test generatora prenapona je posebna oprema koja replicira visokoenergetske tranzijentne prenapone s kojima se proizvod vjerojatno suočava na terenu, omogućujući inženjerima provođenje dosljednih ispitivanja imunosti na prenapone. Ovi generatori namijenjeni su modeliranju dvije fizički različite vrste tranzijentnih događaja, visokonaponskog kombiniranog vala, koji je brz, kratkotrajan i visokog napona, te visokostrujnog kratkotrajnog impulsa, koji je vremenska skala od jedne sekunde izravnih udara groma ili teških tranzijenta preklapanja na dalekovodima. EM Test generator prenapona generiranjem standardiziranih impulsa s vrlo dobro reguliranom amplitudom, vremenom porasta i svojstvima raspada omogućuje laboratoriju da optereti komponente i dovrši električne komponente ili sustave pod uvjetima koji blisko nalikuju stvarnim električnim opasnostima, ali i dalje održavaju sljedivost i ponovljivost.

Arhitektura formiranja impulsa i pohrane energije

Jezgra generatora prenapona je arhitektura oblika impulsa/pražnjenja koja transformira pohranjenu elektrostatsku energiju u željeni prijelazni valni oblik. Energija se pohranjuje u koraku visokonaponskog punjenja koji puni kombinaciju kondenzatorskih baterija do točnog napona. Kada se pohranjeni naboj isprazni pokretanjem kontroliranog sklopnog elementa, povijesnog iskrenog provodnika i čvrstog visokonaponskog prekidača, naboj se isporučuje u mrežu za oblikovanje impulsa. Ta mreža predstavlja pažljivo izrađenu mrežu kapaciteta, induktiviteta i otpora koja određuje vremenski odziv izlaza. Fotometrijski prikaz valnog oblika kako je definiran industrijskim standardom obično je valni oblik napona otvorenog kruga, često dan kao 1.2/50 µs (vrijeme porasta 1.2 µs do vrha i 50 µs do pada polovice vrijednosti) ili valni oblik struje kratkog spoja, često dan kao 8/20 µs. Vremenske konstante nisu proizvoljne, već su postavljene kako bi pružile prikaz fizike prijelaznih pojava induciranih munjama i preklapanja te formirale osnovu na kojoj se može usporediti ponašanje različitih uređaja u pojedinačnim ispitnim laboratorijima i proizvodima.

Kombinirane mreže za generiranje i spajanje valova

Za stvaranje oslabljenog kombiniranog vala potrebna su dva povezana impulsa; korak otvorenog kruga visokog napona, potreban za naprezanje izolacije i spojeva poluvodiča, te komponenta visoke struje, koja simulira put pražnjenja udara groma. Unutarnja impedancija generatora prenapona i mreža vanjskog spajanja dva su čimbenika koja određuju kako će se pohranjena energija podijeliti između napona i struje na ispitnoj opremi (EUT). Mreže spajanja (ili mreže spajanja/razdvajanja ili moduli za spajanje glavnih spojnih vodova) nude željeni put primjene prenapona i izoliraju generator drugih ožičenja ispitnog područja. Referentni povratni put prenapona također se uspostavlja ovim mrežama, što ima značajan utjecaj na ponovljivost ispitivanja. Adekvatno dizajnirane mreže spajanja eliminiraju neželjene refleksije ili artefakte petlje uzemljenja koji bi inače uzrokovali promjenu naprezanja na EUT-u.

Točnost mjerenja i praćenje

Rad generatora uključuje mjerenje i praćenje točnosti. Razdjelnici napona struje s višim dV/dt, visokim vršnim vrijednostima i strujne sonde koriste se za mjerenje stvarnog valnog oblika koji teče do ispitnog uređaja. Generator nudi metrološke kanale koji usklađuju okidački tajmer, poslanu amplitudu, polaritet i energiju s dostupnim reakcijama uređaja. Oprema za EM ispitivanje struje obično uključuje ugrađene digitalizacijske osciloskope i programe koji bilježe valne oblike, provjeravaju usklađenost s ciljanim (ciljnim) omotnicama 1.2/50 i 8/20 te generiraju izvješća o ispitivanju koja se mogu koristiti kao dokaz o usklađenosti kvalitete. Takvi mjerni sustavi također pomažu u provjerama ponovljivosti i proučavanju nesigurnosti, te stoga inženjeri imaju priliku razlikovati hardverske kvarove zbog inherentne slabosti uređaja i problema s rasporedom ispitivanja.

Razmatranja za postavljanje testa

Topologija ispitnog sustava značajna je za stupanj simulirane reprezentativnosti prijelaznih pojava. U slučaju energetskih priključaka, prenapon se obično inducira između vodiča i zemlje te između vodiča; u slučaju signalnog i podatkovnog priključka, potrebne su posebne, posebno konfigurirane mreže za induciranje prenapona u uobičajenom i diferencijalnom načinu rada. Sheme uzemljenja i povratni put Referentna uzemljena ravnina, uzemljenje i stvarni fizički put kabela čine dio povratnog puta i mogu radikalno promijeniti lokalizirana električna i magnetska polja kojima je EUT izložen. Iz toga bi slijedilo da certificirani laboratoriji posvećuju veliku pozornost rasporedu, duljini kabela i kontinuitetu uzemljenja prilikom postavljanja. Putovi pražnjenja i sigurnosne blokade koriste se za uklanjanje preostalog naboja u sustavu između impulsa kako bi se osigurala sigurnost operatera i instrumentacije.

Slika: Generator prenapona za EM ispitivanje

Napredne mogućnosti testiranja prenapona

Ispitivanje prenapona također pokazuje realne varijacije vremena i polariteta uz golu fiziku. Standardi su propisi za primjenu prenapona negativnog i pozitivnog polariteta te propisi za brzinu ponavljanja, impulse i broj intervala između impulsa kako bi se odrazila realna izloženost u profilu. Važnost svakog od ovih parametara leži u tendenciji poluvodičkih uređaja, kao i elemenata za plinsko pražnjenje, da budu osjetljivi na polaritet ili kumulativnu energiju na asimetričan način. Inženjeri testiraju degradaciju kada postoji ponovljeni prenapon uređaja u proizvodnji i razvoju kako bi znali ne samo trenutne načine kvara već i procese trošenja kao rezultat starosti.
Alternativni faktor koji nadopunjuje moderne generatore prenapona jest to što se mogu testirati na različite energetske razine i valne oblike. Iako standardizirane omotnice 1.2/50 i 8/20 i dalje služe kao referentna točka za ispitivanje sukladnosti na temelju IEC standarda, napredniji zahtjevi za ispitivanje mogu zahtijevati prilagođene valne oblike ili energičnije impulse kako bi se proučila otpornost ili modelirale atipične konfiguracije instalacije. Mreža za formiranje impulsa i tehnologija preklapanja generatora mogu utvrditi njegovu jednostavnost konfiguracije za takve varijacije. Vrijeme porasta, amplituda i ponavljanje mogu se kontrolirati s visokom preciznošću, što omogućuje istraživačima da istraže ovaj odnos između praga kvara i uređaja za zaštitu od prenapona, validiraju uređaje za zaštitu od prenapona i stvore bolje odvodnike prenapona i mreže filtera.

Integracija s EMC-om

Neki sustavi generatora prenapona često se koriste zajedno s drugim EMC i okolišnim ispitnim sustavima u laboratorijima za istraživanje interakcija na razini sustava. Na primjer, kada su u pitanju prenaponska ispitivanja, nekoliko ciklusa na temperaturi ili vibracijama koristi se za otkrivanje složenih lanaca kvarova koji bi inače mogli biti nevidljivi pri korištenju ispitivanja s jednim stresorom. Komplementarni proizvodi - Dobavljači komplementarne opreme, npr. spojnih mreža, sustava za prikupljanje podataka, strujnih sondi itd. Poznato je da proizvođači opreme i ispitne kuće nabavljaju komplementarnu opremu, obično putem specijaliziranih dobavljača. Jedan od takvih dobavljača je LISUN, koja nudi brojne fotometrijske i električne ispitne dodatke, koji u kombinaciji s generatorima prenapona čine cjelovit ispitni ciklus; njihovi mjerni uređaji i nosači mogu pomoći u montaži, mjerenju i snimanju eksperimentiranja imunosti na prenapon. Pouzdana periferna oprema metoda je koja se koristi za poboljšanje dosljednosti u postavljanju, kao i za ubrzavanje puta prema certificiranom proizvodu poput prototipa.

Zaključak

Napokon, an EM test generatora prenapona modelira prolazne prenapone s visokom razinom energije, pretvarajući pohranjenu elektrostatsku energiju u pažljivo oblikovane impulsne valne oblike i isporučujući te impulse projektiranim spojnim mrežama i povratnim putovima te osiguravajući točno mjerenje i praćenje kako bi se osiguralo postizanje željenog naprezanja. Ozbiljnost dizajna generatora i pažnja posvećena rasporedu ispitivanja određuju stupanj u kojem laboratorijska situacija rekreira ono što se može pronaći u stvarnom aspektu prijetnje. Za dizajnere proizvoda, podaci o ispitivanjima imunosti na prenapone koriste se za donošenje odluka o zaštitnoj topologiji, odabir odvodnika prenapona, poboljšanje dizajna i rasporeda filtera, što sve dovodi do minimiziranja kvarova na polju i dugog vijeka trajanja.