Cách chọn máy phát xung điện đạt tiêu chuẩn IEC 61000-4-5 để kiểm tra tuân thủ khả năng chống xung điện từ (EMC).

Tóm tắt
Máy phát xung IEC 61000-4-5 đóng vai trò là thiết bị thử nghiệm cốt lõi để đánh giá khả năng chống xung điện của sản phẩm điện tử. Hiệu suất của nó quyết định trực tiếp tính hợp lệ của kết quả thử nghiệm khả năng chống xung điện từ và là điều kiện tiên quyết cơ bản để đạt được chứng nhận tương thích điện từ toàn cầu. Tiêu chuẩn IEC 61000-4-5 quy định đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật bao gồm dạng sóng thử nghiệm, mức thử nghiệm, thiết lập thử nghiệm và quy trình thử nghiệm cho các thử nghiệm khả năng chống xung điện, và tiêu chuẩn tương đương của Trung Quốc là GB/T 17626.5-2019. Tập trung vào các thông số kỹ thuật chính của máy phát xung IEC 61000-4-5 và kết hợp với... LISUN Bài báo này thực hiện phân tích lựa chọn sản phẩm và mô tả các đặc tính kỹ thuật cũng như ứng dụng kỹ thuật của máy tạo xung SG61000-5 series, thiết bị thử nghiệm EMC tự động hoàn toàn tích hợp cao này, cung cấp tài liệu tham khảo đáng tin cậy cho các phòng thí nghiệm R&D và các viện thử nghiệm bên thứ ba trong việc lựa chọn thiết bị thử nghiệm xung. 

Giới thiệu

Trong môi trường lưới điện thực tế, các xung điện do sét đánh và các thao tác chuyển mạch của các tải cảm kháng và điện dung công suất lớn tạo ra các nhiễu thoáng qua năng lượng cao trên đường dây cung cấp điện và hệ thống dây dẫn bên trong thiết bị. Các nhiễu thoáng qua này có biên độ điện áp cao và năng lượng khổng lồ, có thể dễ dàng làm hỏng các linh kiện điện tử bên trong, gây ra sự cố chức năng hoặc thậm chí dẫn đến hỏng hóc hoàn toàn thiết bị. Để đánh giá khả năng chống chịu của thiết bị đối với các nhiễu này, cần có các thiết bị thử nghiệm tiêu chuẩn để tái tạo các điều kiện nhiễu thực tế, và máy phát xung điện IEC 61000-4-5 là thiết bị thử nghiệm chuyên dụng cho thử nghiệm mô phỏng này.

LISUN Dòng SG61000-5 máy phát sétMáy tạo xung điện từ, còn được gọi là máy kiểm tra khả năng chống xung sét, máy phát sóng kết hợp, máy phát xung dòng điện, máy phát xung điện áp, hoặc máy phát xung điện áp-dòng điện kết hợp, là một thiết bị kiểm tra tương thích điện từ hoàn toàn tự động và tích hợp cao. Chức năng cốt lõi của nó là mô phỏng nhiễu thoáng qua năng lượng cao do cảm ứng sét tự nhiên và việc chuyển mạch các tải cảm kháng và điện dung công suất lớn gây ra. Nó đánh giá khả năng chống nhiễu của các cổng cấp nguồn và cáp kết nối bên trong của thiết bị điện và điện tử đối với các nhiễu loạn như vậy và cung cấp môi trường thử nghiệm tiêu chuẩn để xác minh sự tuân thủ khả năng chống nhiễu điện từ của thiết bị. Dòng thiết bị này được các nhà sản xuất, trung tâm R&D và phòng thí nghiệm thử nghiệm bên thứ ba sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp bao gồm chiếu sáng LED, điện tử tiêu dùng, năng lượng mới, truyền thông và điều khiển công nghiệp. Tuy nhiên, trên thị trường hiện có rất nhiều mẫu máy tạo xung điện từ khác nhau. Nhiều thiết bị chỉ có thể tạo ra các xung điện áp cao và không đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt được quy định cho Máy tạo xung điện từ IEC 61000-4-5 về độ chính xác dạng sóng, trở kháng đầu ra và mạng ghép nối-tách rời. Việc lựa chọn không phù hợp sẽ dẫn đến dữ liệu thử nghiệm không đạt tiêu chuẩn, gây ra đánh giá sai về sản phẩm, dẫn đến thất bại trong quá trình chứng nhận và rủi ro trên thị trường.

Surge Generator SG61000-5

Các yêu cầu kỹ thuật cốt lõi cho máy phát xung điện IEC 61000‑4‑5

Tiêu chuẩn IEC 61000-4-5 về máy phát xung quy định rõ ràng các yêu cầu bắt buộc về dạng sóng đối với máy phát sóng kết hợp. Các thử nghiệm cổng nguồn chủ yếu sử dụng dạng sóng điện áp hở mạch 1.2/50μs và dạng sóng dòng điện ngắn mạch 8/20μs, trong khi các cổng tín hiệu truyền thông yêu cầu dạng sóng điện áp hở mạch 10/700μs và dạng sóng dòng điện ngắn mạch 5/320μs với độ lệch tham số thời gian cho phép là ±20%. Tiêu chuẩn này cũng xác định các giá trị trở kháng đầu ra của máy phát: 2 Ω và 12 Ω thường được sử dụng cho các thử nghiệm xung điện, và trở kháng đầu ra 500 Ω được yêu cầu cho thử nghiệm đường truyền thông. Trở kháng đầu ra quyết định trực tiếp liệu dạng sóng điện áp và dòng điện đầu ra của máy phát trong các điều kiện tải khác nhau có tuân thủ tiêu chuẩn hay không.

Ngoài các thông số dạng sóng, tiêu chuẩn Máy phát xung IEC 61000-4-5 còn quy định các thông số kỹ thuật chi tiết cho mạng ghép-tách (CDN), cực tính xung, điều khiển đồng bộ pha và số lượng xung. Đối với thiết bị dòng điện xoay chiều đang được thử nghiệm, các xung phải được kích hoạt ở bất kỳ góc pha nào từ 0° đến 360°, với cả cực dương và cực âm, và một lượng xung nhất định phải được cung cấp cho mỗi cực. Mạng ghép-tách sẽ ghép nhiễu xung vào thiết bị đang được thử nghiệm đồng thời ngăn năng lượng xung phản hồi ngược trở lại lưới điện bên ngoài. Máy phát xung tuân thủ tiêu chuẩn IEC 61000-4-5 không thể hoàn thành toàn bộ thử nghiệm nếu không có CDN phù hợp. Các nguồn xung cao áp thông thường có thể tạo ra điện áp cao nhưng thiếu các đặc tính sóng kết hợp được xác định theo tiêu chuẩn và các CDN hỗ trợ, do đó chúng không thể được sử dụng để chứng nhận khả năng chống xung EMC chính thức. Việc hiệu chuẩn đo lường thường xuyên là cần thiết trong quá trình vận hành thiết bị để duy trì sự tuân thủ dạng sóng lâu dài.

Phân tích thông số kỹ thuật của LISUN Máy phát xung SG61000-5

LISUN Máy phát xung SG61000-5 hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu của Máy phát xung IEC 61000-4-5. Nó sử dụng thiết kế cơ khí dạng mô-đun, bao gồm các mức điện áp đầu ra hở mạch từ 4.8 kV đến 30 kV, với dòng ngắn mạch tối đa 15 kA, đáp ứng hầu hết các yêu cầu kiểm tra đối với các sản phẩm điện tử dân dụng và thiết bị công nghiệp. Một số mẫu trong dòng sản phẩm này tích hợp đầu dò suy giảm điện áp-dòng điện và dao động ký số. Người vận hành có thể trực tiếp quan sát dạng sóng đầu ra theo thời gian thực trên màn hình cảm ứng LCD mà không cần kết nối thêm các thiết bị đo bên ngoài, giúp trực quan hóa việc xác nhận sự phù hợp của dạng sóng xung, đơn giản hóa đáng kể quy trình kiểm tra và giảm thiểu sai số đo do thiết bị ngoại vi gây ra. Thiết bị chạy trên hệ điều hành điều khiển cảm ứng Android và hỗ trợ số lượng xung có thể cấu hình, chuyển đổi cực tính, kiểm tra đồng bộ pha và không đồng bộ cho các thiết bị cần kiểm tra (DUT) một pha và ba pha. Có thể trang bị thêm một CDN bên ngoài để thực hiện các bài kiểm tra khả năng chống xung điện cho các đường tín hiệu truyền thông. Các thông số kỹ thuật chính của các mẫu SG61000-5 chủ yếu được liệt kê trong bảng bên dưới.

Về định vị sản phẩm, SG61000-5SB và SG61000-5 là các thiết bị để bàn, phù hợp cho các thử nghiệm R&D tiền tuân thủ đối với hầu hết các thiết bị gia dụng, sản phẩm chiếu sáng LED và thiết bị điện tử tiêu dùng. Mẫu SG61000-5 bổ sung thêm máy hiện sóng tích hợp giúp các kỹ sư R&D nhanh chóng kiểm tra chất lượng dạng sóng. SG61000-5H-SP và SG61000-5H15-SP là các phiên bản điện áp cao gắn trong tủ, được thiết kế cho các sản phẩm năng lượng mới và thiết bị công nghiệp công suất cao, hỗ trợ thử nghiệm xung điện áp cao 10 kV và 15 kV tương ứng. SG61000-5C được phát triển đặc biệt để thử nghiệm xung điện áp trên đường tín hiệu truyền thông và tạo ra các dạng sóng 10/700μs và 5/320μs. Ngoài thiết bị chính, hệ thống hoàn chỉnh có thể được trang bị thêm thiết bị bảo vệ chống xung điện PD-E01, bàn thử nghiệm xung điện SG-DESK và máy biến áp cách ly để tạo nên môi trường phòng thí nghiệm thử nghiệm xung điện đầy đủ chức năng.

Hướng dẫn lựa chọn máy phát xung điện IEC 61000‑4‑5

Khi các doanh nghiệp và phòng thí nghiệm lựa chọn máy phát xung IEC 61000-4-5, điện áp đầu ra tối đa không nên là tiêu chí đánh giá duy nhất. Cần phải đánh giá toàn diện từ nhiều khía cạnh. Thứ nhất, người dùng phải xác nhận rằng thiết bị đáp ứng đầy đủ định nghĩa của máy phát xung IEC 61000-4-5, kiểm tra đầy đủ các tín hiệu sóng kết hợp tuân thủ tiêu chuẩn, kiểm tra các thông số thời gian dạng sóng và giá trị trở kháng đầu ra, và xem xét các chứng chỉ hiệu chuẩn để đảm bảo độ lệch dạng sóng nằm trong giới hạn cho phép. Thứ hai, mức thử nghiệm phải được xác định theo thiết bị cần thử nghiệm. Các thiết bị điện tử tiêu dùng thông thường thường yêu cầu mức thử nghiệm tối đa là 6 kV, trong khi các sản phẩm công nghiệp và năng lượng mới có thể yêu cầu mức đầu ra 10 kV hoặc cao hơn. Người dùng cần phân biệt giữa thử nghiệm cổng nguồn và thử nghiệm cổng tín hiệu truyền thông, trong đó cổng truyền thông yêu cầu khả năng dạng sóng 10/700μs.

Thứ ba, cần đánh giá cấu hình của mạng ghép nối-tách rời (CDN). CDN có sẵn ở dạng tích hợp và dạng bên ngoài, và phải phù hợp với số pha và dòng điện hoạt động của thiết bị cần kiểm tra (DUT); CDN ba pha là bắt buộc đối với thiết bị ba pha công suất cao. Thứ tư, cần kiểm chứng các chức năng hoạt động. Điều khiển đồng bộ pha, chuyển mạch cực và đếm xung có thể điều chỉnh là các chức năng bắt buộc được quy định trong tiêu chuẩn, và máy hiện sóng tích hợp giúp ích rất nhiều cho việc thử nghiệm nghiên cứu và phát triển. Thứ năm, cần xem xét các phụ kiện hỗ trợ. Thử nghiệm xung thuộc về các thí nghiệm điện áp cao, và các thiết bị bổ sung như bộ chống xung, bàn thử nghiệm và máy biến áp cách ly giúp cải thiện độ an toàn và tính nhất quán của thử nghiệm. Dịch vụ hậu mãi cũng cần được tính đến, vì hoạt động ổn định lâu dài của phòng thí nghiệm phụ thuộc vào việc hiệu chuẩn đo lường, bảo trì và hỗ trợ kỹ thuật sau này.

Ứng dụng kỹ thuật của máy phát xung SG61000-5

Trong ngành công nghiệp chiếu sáng LED, LISUN Máy tạo xung SG61000-5 theo tiêu chuẩn IEC 61000-4-5 được sử dụng để đánh giá khả năng chống xung của đèn LED và bộ nguồn điều khiển LED. Nó mô phỏng các xung sét đánh vào lưới điện và xác minh xem đèn có bị đóng băng, hư hỏng hoặc kích hoạt chế độ bảo vệ sai dưới tác động của xung hay không, cung cấp bằng chứng thử nghiệm để tối ưu hóa các mạch bảo vệ phần cứng. Đối với thiết bị gia dụng và điện tử tiêu dùng, thiết bị này thực hiện xác minh trước khi tuân thủ cho máy điều hòa không khí, máy giặt, bộ chuyển đổi nguồn và các sản phẩm khác để xác định trước các khiếm khuyết về khả năng chống xung và giảm nguy cơ không đạt chứng nhận. Đối với các ứng dụng năng lượng mới và điều khiển công nghiệp, các mẫu điện áp cao đáp ứng các yêu cầu về khả năng chống xung cao cấp cho bộ biến tần quang điện và bộ nguồn công nghiệp. Các phòng thí nghiệm thử nghiệm bên thứ ba sử dụng thiết bị này. LISUN Máy phát xung SG61000-5 series đạt tiêu chuẩn IEC 61000-4-5, dùng cho các thử nghiệm chứng nhận chính thức, cung cấp dữ liệu thử nghiệm tuân thủ để hỗ trợ các chứng nhận CE, CB và các chứng nhận quốc tế khác, giúp sản phẩm tiếp cận thị trường toàn cầu một cách thuận lợi.

Kết luận

A Máy phát xung IEC 61000‑4‑5 Đây là thiết bị cốt lõi để kiểm tra khả năng chống xung điện từ (EMC). Độ chính xác của dạng sóng, trở kháng đầu ra và cấu hình mạng ghép nối-tách rời quyết định trực tiếp liệu kết quả kiểm tra có hợp lệ để được chứng nhận tuân thủ hay không. LISUN Máy tạo xung sét SG61000-5 series là một thiết bị kiểm tra tương thích điện từ tự động hoàn toàn tích hợp cao. Nó mô phỏng các nhiễu loạn thoáng qua năng lượng cao do sét đánh và chuyển mạch tải gây ra, đánh giá khả năng chống xung của các cổng nguồn và dây dẫn bên trong của thiết bị điện và điện tử, đồng thời cung cấp môi trường thử nghiệm tiêu chuẩn để đánh giá sự phù hợp về khả năng chống nhiễu điện từ. Các phòng thí nghiệm và doanh nghiệp sản xuất nên lựa chọn mô hình phù hợp theo đối tượng thử nghiệm, cấp độ thử nghiệm và yêu cầu chứng nhận. Cần chú ý đến các phụ kiện thử nghiệm hỗ trợ và hiệu chuẩn đo lường thường xuyên để đảm bảo kết quả đo khả năng chống xung chính xác và đáng tin cậy, hỗ trợ các sản phẩm điện tử hoàn thành chứng nhận tuân thủ EMC toàn cầu.