Abstraktní
S rychlým rozvojem elektronických a elektrických systémů, zejména v leteckém a vojenském průmyslu, se poptávka po spolehlivých zařízeních pro testování elektromagnetické kompatibility (EMC) stala stále naléhavější. Napěťové špičky, jako typický signál elektromagnetického rušení (EMI), mohou snadno způsobit poruchy nebo dokonce trvalé poškození citlivých elektronických zařízení. Generátor napěťových špiček 600 V, zastoupená LISUN DO160-S17 model, je základní zařízení určené k simulaci takového rušení napěťovými špičkami a k ověření elektromagnetické kompatibility testovaného zařízení (EUT). Tento článek se zabývá LISUN DO160-S17 Generátor napěťových špiček 600 V jako objekt výzkumu systematicky představuje jeho pracovní princip, podrobné technické parametry, konstrukční charakteristiky a praktické aplikační scénáře v souladu s mezinárodními normami, jako jsou RTCA DO-160 Section 17 a MIL3-DO-160-S17. Prostřednictvím analýzy jeho výkonnostních ukazatelů a testovacího procesu tento článek demonstruje důležitou roli generátoru napěťových špiček 600 V při zajišťování stability a bezpečnosti elektronických systémů v náročném elektromagnetickém prostředí.
V elektronických a elektrických systémech se napěťová špička vztahuje na krátkodobý, vysokoamplitudový přechodový napěťový signál, který obvykle trvá mikrosekundy (μs) a má špičkové napětí mnohem vyšší než normální provozní napětí systému. Napěťové špičky mohou být generovány řadou zdrojů, včetně spínacích operací výkonových elektronických zařízení (jako jsou střídače a usměrňovače), úderů blesku, zkratů v elektrických sítích a elektromagnetické indukce v sousedních obvodech. Například v leteckých a kosmických systémech může spínání palubních napájecích zdrojů nebo provoz vysoce výkonných aktuátorů generovat napěťové špičky na napájecích vedeních, které mohou rušit normální provoz avioniky, jako jsou navigační systémy a komunikační moduly. Ve vojenské technice mohou napěťové špičky způsobené elektromagnetickým prostředím na bojišti přímo ovlivnit bojovou účinnost a spolehlivost zbraní a vybavení.
Aby bylo zajištěno, že elektronická zařízení odolávají rušení napěťovými špičkami během skutečného provozu, je nutné provádět cílené testování EMC během fází vývoje a certifikace produktu. Generátor napěťových špiček 600 V je specializované testovací zařízení, které dokáže generovat standardní signály napěťových špiček se špičkovým napětím až do 600 V, což pokrývá úrovně rušení napěťových špiček požadované většinou leteckých, vojenských a průmyslových norem. Aplikací signálů napěťových špiček generovaných generátorem napěťových špiček 600 V na zkoušené zařízení (například neuzemněné vstupní napájecí vedení) mohou testeři vyhodnotit schopnost zkoušeného zařízení odolávat rušení napěťovými špičkami, předem identifikovat potenciální konstrukční nedostatky a optimalizovat výkon EMC produktu.
Jedno LISUN DO160-S17 Generátor napěťových špiček 600 V, vyvinutý společností LISUN GROUP (https: // www.lisungroup.com/products/emi-and-emc-test-system/voltage-spike-generator.html) je vysoce výkonné zařízení pro testování EMC, které plně splňuje požadavky RTCA DO-160, oddíl 17, a MIL3-DO-160-S17. Tento generátor je určen pro testování odporu napěťových špiček neuzemněných vstupních napájecích vedení elektronických zařízení s frekvencí opakování pulzů 2 Hz a plynule nastavitelným pulzním špičkovým napětím od 100 V do 600 V. Používá operační platformu Android, která nabízí bohaté funkce, pohodlné ovládání, snadnou aktualizaci softwaru a inteligentní ovládání, díky čemuž je široce používán při testování EMC elektronických výrobků v leteckém, vojenském a průmyslovém průmyslu.
Hlavní funkcí generátoru napěťových špiček 600 V je generování přechodného signálu napěťové špičky, který splňuje standardní požadavky. Jeho princip fungování je založen především na ukládání a uvolňování energie kondenzátory v kombinaci s vysokorychlostními spínacími zařízeními pro řízení trvání a doby náběhu špičky. Specifický proces lze rozdělit do tří fází: ukládání energie, tvorba impulsů a vazba signálu.
• Fáze akumulace energie: Generátor nejprve použije vysokonapěťový stejnosměrný zdroj k nabití vysoce výkonného kondenzátoru pro akumulaci energie. Napětí stejnosměrného zdroje lze nastavit podle požadovaného špičkového napětí napěťové špičky (v rozmezí od 100 V do 600 V pro LISUN DO160-S17). Během této fáze je spínací zařízení ve vypnutém stavu a kondenzátor stabilně ukládá elektrickou energii.
• Fáze formování pulzu: Když je přijat spouštěcí signál ( LISUN DO160-S17 (přijme režim automatického spouštění), vysokorychlostní spínací zařízení (například tyristor nebo IGBT) se rychle zapne. Energie uložená v kondenzátoru se rychle uvolní přes zátěž (včetně vnitřní impedance generátoru a zkoušeného zařízení), čímž se vytvoří přechodný napěťový hrot. Doba náběhu hrotu je určena rychlostí spínání spínacího zařízení a parazitní indukčností a kapacitou v obvodu. Pro LISUN DO160-S17, doba náběhu je řízena na ≤2 μs, což splňuje požadavky RTCA DO-160, oddíl 17. Délka impulsu (>10 μs pro LISUN DO160-S17) je určena kapacitou kondenzátoru pro ukládání energie a ekvivalentním odporem vybíjecího obvodu, který lze upravit výběrem různých parametrů kondenzátoru.
• Fáze propojení signálů: Generovaný signál napěťové špičky musí být efektivně propojen s napájecím vedením zkoušeného zařízení, aby se simuloval skutečný scénář rušení. LISUN DO160-S17 je vybaven vestavěnou vazební oddělovací sítí (CDN) – jednofázovou CDN s proudem AC440V/16A. CDN má dvě hlavní funkce: na jedné straně připojuje signál napěťové špičky generovaný generátorem k napájecímu vedení zkoušeného zařízení; na druhé straně odděluje zkoušené zařízení od elektrické sítě, čímž zabraňuje šíření signálu napěťové špičky zpět do elektrické sítě a rušení jiných zařízení, a také zabraňuje ovlivňování výsledků měření napětím sítě.
Jedno LISUN DO160-S17 Generátor napěťových špiček 600 V se skládá z několika klíčových obvodových modulů, z nichž každý hraje důležitou roli v zajištění výkonu generátoru:
• Modul vysokonapěťového stejnosměrného napájení: Tento modul poskytuje plynule nastavitelné stejnosměrné napětí od 100 V do 600 V, které se používá k nabíjení kondenzátoru pro ukládání energie. Používá vysoce přesný obvod pro regulaci napětí, který zajišťuje stabilní a přesné výstupní napětí, a tím zajišťuje konzistenci špičkového napětí generovaného napěťového skoku.
• Modul pro ukládání a vybíjení energie: Tento modul obsahuje vysoce výkonné kondenzátory pro ukládání energie, vysokorychlostní spínací zařízení a rezistory omezující proud. Kondenzátor pro ukládání energie je vybrán pro svůj vysoký napěťový odpor, nízkou parazitní indukčnost a dobrou stabilitu. Vysokorychlostní spínací zařízení zajišťuje rychlé vybíjení kondenzátoru a generuje napěťovou špičku s rychlým náběhem. Rezistor omezující proud se používá k ochraně spínacího zařízení a zkoušeného zařízení a zabraňuje poškození nadměrným proudem během vybíjení.
• Modul řízení spouště: Modul řízení spouště je zodpovědný za generování spouštěcích signálů pro řízení zapnutí a vypnutí spínacího zařízení. LISUN DO160-S17 využívá automatický spouštěcí režim, který dokáže generovat spouštěcí signály s nastavenou pulzní frekvencí (max. 2 Hz). Časování spouštění je přesně řízeno, aby se zajistilo, že napěťové špičky jsou generovány v pravidelných intervalech, což je pro testery výhodné pro pozorování odezvy zkoušeného zařízení.
• Modul vazební a oddělovací sítě (CDN): Vestavěná jednofázová CDN síť AC440V/16A je důležitou součástí generátoru. Je navržena v souladu s mezinárodními normami, aby byla zajištěna účinnost vazby signálu napěťové špičky splňující požadavky testu. Zároveň má CDN vysokou impedanci vůči signálu napěťové špičky v opačném směru (směrem k elektrické síti), což účinně izoluje zkoušené zařízení od elektrické sítě.
• Ovládací a zobrazovací modul: Generátor využívá platformu Android, která je vybavena dotykovým displejem a inteligentním řídicím systémem. Testeři mohou nastavovat parametry testu (jako je špičkové napětí, pulzní frekvence) pomocí dotykové obrazovky a systém dokáže v reálném čase zobrazovat stav a parametry testu. Software modulu podporuje online aktualizace, což je výhodné pro aktualizaci funkcí systému a přizpůsobení se novým testovacím standardům.
Výkon generátoru napěťových špiček 600 V se přímo odráží v jeho technických parametrech. Následující tabulka uvádí podrobné technické parametry LISUN DO160-S17 Generátor napěťových špiček 600 V, které jsou klíčové pro posouzení jeho použitelnosti v testování EMC:
| Technické parametry | specifikace LISUN DO160-S17 Generátor napěťových špiček 600 V |
| Model | DO160-S17 |
| Zkušební rozsah napětí | 100 V – 600 V (plynule nastavitelné) |
| Čas vzestupu | ≤ 2 μs |
| Doba trvání impulsu | > 10μs |
| výstupní impedance | 50 Ω ± 10% |
| Výstupní polarita | Pozitivní a negativní |
| Spouštěcí režim | Automatický |
| Pulzní frekvence | Max. 2 Hz |
| Vestavěný CDN | Jednofázový CDN AC440V/16A |
| Operační platforma | Android |
| Standardy shody | RTCA DO-160 sekce 17, MIL3-DO-160-S17 |
Jedno LISUN DO160-S17 má rozsah testovacího napětí 100 V – 600 V, který je plynule nastavitelný. Tento rozsah pokrývá úrovně napěťových špiček požadované většinou leteckých a vojenských norem. Například norma RTCA DO-160, oddíl 17 (která specifikuje požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu pro avionická zařízení), vyžaduje, aby zkouška napěťovými špičkami pro neuzemněné napájecí vedení pokrývala různé úrovně napětí podle typu zkoušeného zařízení (EUT). Plynulá nastavitelnost rozsahu napětí 600 V umožňuje testerům postupně zvyšovat amplitudu napěťových špiček během zkoušky, přesně najít prahové napětí, při kterém EUT začíná fungovat nesprávně, a tak komplexněji vyhodnotit odolnost EUT vůči napěťovým špičkám.
Doba náběhu (≤2 μs) a délka impulzu (>10 μs) napěťové špičky jsou dva klíčové parametry, které ovlivňují přesnost testu. Rychlá doba náběhu (≤2 μs) může simulovat náhlost skutečného rušení napěťovou špičkou, což je klíčové pro testování rychlosti odezvy ochranného obvodu zkoušeného zařízení (EUT). Pokud je doba náběhu příliš pomalá, výsledky testu mohou být optimistické a EUT nemusí odolat skutečné rychlé nárůstu napěťové špičky. Délka impulzu (>10 μs) zajišťuje, že napěťová špička má dostatek času k ovlivnění vnitřních obvodů EUT. Například některé citlivé elektronické součástky (například integrované obvody) nemusí být ovlivněny velmi krátkodobou špičkou, ale špička s dobou trvání delší než 10 μs může proniknout ochranným obvodem a způsobit chyby v datech nebo poškození součástky.
Výstupní impedance 50 Ω ± 10 % je v souladu s charakteristickou impedancí většiny testovacích kabelů a vstupních portů EUT, což může snížit odraz signálu na rozhraní a zajistit, aby byl signál napěťové špičky přenášen do EUT bez zkreslení. Kladná a záporná polarita výstupu umožňuje generátoru simulovat kladné i záporné napěťové špičky, což je v souladu se skutečnou situací, kdy napěťové špičky mohou být buď kladné (vyšší než normální napětí), nebo záporné (nižší než normální napětí, jako jsou poklesy napětí). Například v systému stejnosměrného napájení může náhlé odpojení zátěže způsobit kladnou napěťovou špičku, zatímco náhlé zvýšení zátěže může způsobit zápornou napěťovou špičku. LISUN DO160-S17Schopnost generovat obě polarity zajišťuje komplexnější test.
Maximální pulzní frekvence 2 Hz znamená, že generátor dokáže generovat až 2 napěťové špičky za sekundu. Tato frekvence je dostatečná pro většinu testů EMC, protože testeři musí po každém přivedení napěťové špičky sledovat odezvu testovaného zařízení (například zda je displej normální, zda nedošlo ke ztrátě dat). Automatický spouštěcí režim snižuje náročnost manuálního provozu testerů, zejména při testech dlouhodobé stability. Testerům stačí nastavit pouze parametry testu a generátor dokáže automaticky generovat napěťové špičky na nastavené frekvenci, což zlepšuje účinnost testu a snižuje chyby způsobené manuálním spouštěním.
Vestavěný jednofázový CDN AC440V/16A je významnou výhodou LISUN DO160-S17Při tradičních testech napěťových špiček musí testeři připojit externí CDN, což nejen zvyšuje složitost testovacího systému, ale také může způsobit další zkreslení signálu v důsledku nesouladu mezi externím CDN a generátorem. Vestavěné CDN zařízení... LISUN DO160-S17 je speciálně navržen tak, aby odpovídal výstupním charakteristikám generátoru a zajišťoval, že signál napěťové špičky je připojen k napájecímu vedení EUT s vysokou účinností a nízkým zkreslením. Specifikace AC440V/16A znamená, že CDN zvládne maximální střídavé napětí 440V a maximální proud 16A, což je vhodné pro většinu malých a středních elektronických zařízení (jako jsou avionické senzory, průmyslové regulátory) s neuzemněnými vstupními napájecími vedeními.
Jedno LISUN DO160-S17 Generátor napěťových špiček 600 V se používá hlavně při testování EMC elektronických zařízení v následujících oblastech:
• Letecký a kosmický průmysl: Avionické vybavení (jako jsou systémy řízení letu, navigační přijímače, komunikační vysílače a přijímače) musí splňovat požadavky RTCA DO-160, oddíl 17. LISUN DO160-S17 dokáže simulovat rušení napěťovými špičkami generovanými palubními napájecími zdroji, akčními členy a dalšími zařízeními a testovat elektromagnetickou kompatibilitu avioniky. Například během certifikační zkoušky navigačního systému civilního letadla se generátor používá k přivedení napěťových špiček 600 V na neuzemněné napájecí vedení systému a testeři kontrolují, zda navigační systém stále dokáže přesně přijímat a zpracovávat satelitní signály bez jakýchkoli poruch.
• Vojenská oblast: Vojenská elektronická zařízení (jako jsou radarové systémy, systémy navádění raket, komunikační zařízení) musí splňovat požadavky normy MIL3-DO-160-S17. Drsné elektromagnetické prostředí bojiště vyžaduje, aby vojenská zařízení měla vyšší odolnost proti napěťovým špičkám. LISUN DO160-S17 dokáže generovat napěťové špičky, které splňují vojenské standardy, což pomáhá ověřovat spolehlivost vojenského vybavení v přítomnosti rušení napěťovými špičkami. Například při testu vojenského komunikačního rádia se generátor používá k přivedení kladných a záporných napěťových špiček (až 600 V) na napájecí vedení rádia a testeři vyhodnocují, zda rádio dokáže udržet normální kvalitu komunikace.
• Průmyslová oblast: Průmyslová elektronická zařízení (jako jsou PLC regulátory, frekvenční měniče, senzory) se často používají v náročných průmyslových prostředích, kde jsou běžné napěťové špičky generované přepínáním elektrické sítě nebo provozem velkých motorů. Ačkoli průmyslové normy (jako je IEC 61000-4-5) mají nižší požadavky na napěťové špičky než letecké a vojenské normy, LISUN DO160-S17Rozsah napětí 600 V lze také použít pro náročné průmyslové testy EMC, zejména pro zařízení používaná v kritických průmyslových procesech (jako jsou elektrárny, chemické závody), které vyžadují vysokou spolehlivost.
Vezměme si jako příklad test napěťových špiček avionického senzoru (EUT) s neuzemněným vstupním napájecím vedením, typický testovací proces s použitím LISUN DO160-S17 Generátor napěťových špiček 600V je následující:
Příprava testu:
Připojit LISUN DO160-S17 Generátor napěťových špiček 600 V do elektrické sítě (zajištění souladu vstupního napětí s požadavky generátoru).
• Připojte EUT k vestavěné rozvodné síti (CDN) generátoru: vstupní napájecí vodič EUT je připojen k výstupní svorce CDN a vstupní svorka CDN je připojena k elektrické síti. Tím je zajištěno, že signál napěťové špičky generovaný generátorem je připojen k napájecímu vodiči EUT přes CDN a EUT je odděleno od elektrické sítě.
• Zapněte generátor a zkoušené zařízení a předehřejte je po určitou dobu (obvykle 10–15 minut), aby se zajistilo, že zařízení je ve stabilním provozním stavu.
• Nastavte parametry testu na dotykové obrazovce generátoru s operačním systémem Android: vyberte polaritu výstupu (nejprve kladná, poté záporná), nastavte počáteční špičkové napětí (například 100 V), nastavte frekvenci pulzů (2 Hz) a vyberte režim automatického spouštění.
Provedení testu:
• Spusťte spouštěcí funkci generátoru. Generátor automaticky generuje napěťové špičky se špičkovým napětím 100 V, dobou náběhu ≤ 2 μs a dobou trvání pulzu > 10 μs při frekvenci 2 Hz a připojuje je k napájecímu vedení zkoušeného zařízení přes CDN.
• Během testu sledujte provozní stav zkoušeného zařízení (EUT) v reálném čase: zkontrolujte, zda kontrolky EUT svítí normálně, zda jsou výstupní data přesná (například naměřená hodnota senzoru) a zda se nevyskytly nějaké abnormální jevy (jako je havárie, restart nebo ztráta dat).
• Postupně zvyšujte špičkové napětí napěťové špičky (pokaždé o 50 V), dokud zkoušené zařízení (EUT) nezačne vykazovat abnormální chování. Pokud se například výstupní data senzoru náhle stanou nepřesnými nebo senzor přestane fungovat, když špičkové napětí dosáhne 400 V, zaznamenejte tuto hodnotu napětí jako prahovou hodnotu selhání napěťové špičky zkoušeného zařízení.
Po testování s kladnými napěťovými špičkami změňte polaritu výstupu generátoru na zápornou a opakujte výše uvedené kroky pro testování odolnosti zkoušeného zařízení vůči záporným napěťovým špičkám.
Záznam a analýza testovacích dat:
• Během zkoušky zaznamenejte zkušební podmínky (jako je špičkové napětí, pulzní frekvence, polarita), odezvu zkoušeného zařízení (včetně normálního provozu, abnormálních jevů a prahové hodnoty poruchového napětí) a čas každé události.
• Po dokončení zkoušky analyzujte zkušební data. Pokud například zkoušené zařízení odolá napěťovým špičkám 300 V nebo méně bez abnormálního chování, ale při 350 V začne vykazovat poruchy, znamená to, že úroveň odporu zkoušeného zařízení vůči napěťovým špičkám je mezi 300 V a 350 V. Porovnejte výsledky zkoušky s konstrukčními požadavky zkoušeného zařízení a příslušnými normami (například RTCA DO-160, oddíl 17). Pokud zkoušené zařízení odolá napěťovým špičkám až do požadovaného špičkového napětí specifikovaného v normě bez poruchy, znamená to, že splňuje požadavky EMC z hlediska odolnosti vůči napěťovým špičkám; v opačném případě je třeba zkoušené zařízení přepracovat nebo přidat další ochranná opatření.
Ve srovnání s jinými generátory napěťových špiček na trhu, LISUN DO160-S17 Generátor napěťových špiček 600 V má následující výhody:
• Shoda s leteckými a vojenskými normami: Mnoho generátorů napěťových špiček splňuje pouze obecné průmyslové normy EMC, zatímco LISUN DO160-S17 plně splňuje normy RTCA DO-160, oddíl 17, a MIL3-DO-160-S17, které jsou specificky určeny pro letecký a vojenský průmysl. Díky tomu je vhodnější pro testování vysoce spolehlivých elektronických zařízení v těchto oblastech. Například některé generátory napěťových špiček průmyslové třídy nemusí být schopny generovat signály napěťových špiček s přesnou dobou náběhu a dobou trvání impulzu požadovanou leteckými normami.
• Operační platforma Android a inteligentní ovládání: Některé tradiční generátory napěťových špiček používají jednoduché ovládání tlačítky nebo základní digitální ovládací rozhraní, která nejsou tak uživatelsky přívětivá jako platforma Android LISUN DO160-S17Platforma Android umožňuje snadné nastavování parametrů, sledování stavu testů v reálném čase a aktualizaci softwaru, což zlepšuje efektivitu a flexibilitu testů. Například s dotykovou obrazovkou Androidu mohou testeři rychle přepínat mezi různými testovacími režimy a prohlížet si historická data testů, zatímco tradiční generátory mohou k dosažení stejných funkcí vyžadovat složité operace.
• Vestavěná síťová jednotka CDN: Zatímco některé generátory napěťových špiček vyžadují připojení externí sítě CDN, vestavěná jednofázová síťová jednotka CDN s proudem AC440V/16A LISUN DO160-S17 zjednodušuje připojení testovacího systému a zajišťuje lepší výkon propojení signálu. Externí CDN mohou způsobit další útlum signálu nebo rušení v důsledku nesprávného připojení nebo impedančního nesouladu, což je méně pravděpodobné u vestavěného CDN v LISUN DO160-S17.
Generátor napěťových špiček 600 V, zejména LISUN DO160-S17 Model hraje klíčovou roli v testování EMC. Díky přesné simulaci rušení napěťovými špičkami se špičkovým napětím až 600 V dokáže efektivně vyhodnotit odolnost elektronických zařízení vůči napěťovým špičkám. Jeho pracovní princip založený na ukládání energie v kondenzátorech a vysokorychlostním řízení spínacích zařízení zajišťuje generování vysoce kvalitních signálů napěťových špiček. Díky bohatým technickým parametrům, jako je nastavitelný rozsah napětí, rychlá doba náběhu a vhodná délka impulsu, je vhodný pro širokou škálu aplikací v leteckém, vojenském a průmyslovém průmyslu.
S neustálou miniaturizací a vysokou integrací elektronických zařízení, stejně jako s rostoucí složitostí elektromagnetického prostředí, se požadavky na generátory napěťových špiček v budoucnu zpřísní. Z hlediska technologického vývoje mohou mít budoucí generátory napěťových špiček následující trendy:
• Vyšší napětí a přesnost: Pro splnění potřeb extrémnějších scénářů elektromagnetického rušení, jako jsou vysokonapěťové napájecí systémy nebo letecká zařízení nové generace, mohou být vyžadovány generátory napěťových špiček, které generují signály s vyššími špičkovými napětími (i přesahujícími 600 V) s vyšší přesností regulace napětí, doby náběhu a řízení délky pulzu.
• Multifunkční integrace: Budoucí generátory mohou integrovat více funkcí, například schopnost generovat kombinované rušivé signály (včetně napěťových špiček a dalších typů elektromagnetického rušení, jako jsou elektromagnetické impulsy nebo vysokofrekvenční harmonické) pro simulaci složitějších elektromagnetických prostředí reálného světa. Zároveň mohou být integrovány se systémy pro sběr a analýzu dat, které dokáží automaticky analyzovat data odezvy zkoušeného zařízení a poskytovat komplexnější zprávy o zkouškách EMC.
• Bezdrátový a přenosný design: S rozvojem bezdrátových komunikačních technologií a poptávkou po testování na místě mohou generátory napěťových špiček přijmout bezdrátové ovládání a přenosný design. Testeři mohou ovládat generátor pomocí bezdrátových zařízení (jako jsou tablety nebo chytré telefony) na určitou vzdálenost, což je výhodné pro testování na místě ve velkých zařízeních nebo v náročných prostředích, kde je obtížné kabelové připojení.
Na závěr, Generátor napěťových špiček 600 Vjako důležité zařízení pro testování elektromagnetické kompatibility (EMC) se bude i nadále vyvíjet a inovovat, aby splňovalo rostoucí výzvy v oblasti zajištění elektromagnetické kompatibility a spolehlivosti elektronických systémů.
Tagy:DO160-S17Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *