Praktyczne testowanie ochrony wejścia AC/DC

1. Cel i znaczenie

Testowanie wydajności pod kątem przepięć i prądów włączania jest niezbędne do potwierdzenia rzeczywistej niezawodności Oporników warystorowych MOV, kondensatorów X2 i termistorów NTC w sieciach wejściowych AC/DC.

Te testy zapewniają zgodność ze standardami IEC i UL oraz potwierdzają odporność komponentów na wielokrotne obciążenia eksploatacyjne.

2. Przygotowanie do testu

Standardy

IEC 61000-4-5: Test odporności na przepięcia

IEC 61000-4-11: Test wahań napięcia i przerw w zasilaniu

UL 1449: Standard certyfikacji warystorów

IEC 60384-14: Standard napięcia wytrzymałości kondensatora X2

Konfiguracja sprzętu

Wyposażenie obejmuje: Generator przepięć (±2 kV), oscyloskop o dużej paśmie, miernik prądu cęgowy oraz kamera termowizyjna do rejestrowania przebiegów przejściowych i zachowania termicznego.

3. Struktura obwodu testowego

Wejście AC ── Bezpiecznik ── MOV ──┬── Mostek ── Szyna DC

                                                     │

X2

                                                    │

NTC ──► Obciążenie

Wyjaśnienie obwodu:

MOV pochłania wysokonapięciowe skoki przepięć, filtr X2 eliminuje zakłócenia w trybie różnicowym, a NTC ogranicza prąd załączania podczas zimnego uruchomienia.

Razem zapewniają pełną ochronę etapu wejściowego dla konwerterów AC/DC.

4. Procedury testowe

Krok 1: Test przepięciowy

Warunki testu: przepięcie w trybie różnicowym ±2 kV (kształt fali 1,2/50 µs)

Model MOV: JARON 10D471K

Wyniki testu: napięcie pozostałościowe 530 V, stabilne ograniczanie, brak degradacji wydajności po 20 powtórzeniach.

Krok 2: Test prądu załączeniowego

Napięcie: AC 230 V

Kondensator: elektrolityczny kondensator 330 µF

NTC: JARON MF72-10D15Ω

Prąd szczytowy podczas zimnego uruchomienia zmniejszył się z 48 A do 8,5 A, osiągając stopień tłumienia 82%.

Krok 3: Test obniżenia napięcia

50% napięcia utrzymywane przez 10 ms → odzysk

Kondensatory X2: 0,22 µF / 275 VAC

Wynik: forma fali wyjściowej powraca płynnie, bez oscylacji; hałas w trybie różnicowym zmniejsza się o 12 dB.

5. Kluczowe metryki wydajności

Streszczenie:

Wszystkie testy zaliczone z zapasem, przy niskim napięciu resztkowym, szybkiej odpowiedzi na przejściowe obciążenia oraz stabilnej wydajności termicznej podczas długotrwałych cykli.

6. Analiza termiczna i trwałości

Wyniki termowizji pokazują, że po 1 godzinie ciągłej pracy przy napięciu przemiennym 230 V:

Temperatura powierzchni MOV ustabilizowała się na poziomie 58°C;

Maksymalny wzrost temperatury NTC wyniósł 63°C, czas odzyskania to 45 sekund;

Kondensator X2 wykazywał niemalże nieznaczny wzrost temperatury.

7. Podsumowanie wyników

Zweryfikowano poprzez rzeczywiste testy:

Efekt tłumienia przepięć jest znaczący, napięcie pozostałościowe zmniejszone o 45%;

Prąd udarowy podczas włączania ograniczony do 5-krotności prądu znamionowego;

Wydajność tłumienia zakłóceń EMI poprawiona o 12 dB;

Kluczowe komponenty charakteryzują się niskim wzrostem temperatury, szybką odpowiedzią i wysoką stabilnością.

8. Wartość inżynieryjna i zastosowanie

To rozwiązanie może być bezpośrednio stosowane w:

Zasilacze impulsowe AC/DC (SMPS);

Przemysłowe zasilacze sterujące;

Zasilacze do sterowania diod LED;

Moduły falowników i stacji ładowania.

9. Wnioski

Trójfunkcyjne rozwiązanie ochrony JARON złożone z MOV + X2 + NTC, zweryfikowane zgodnie ze standardami serii IEC 61000, wykazuje doskonałe właściwości w zakresie pochłaniania przepięć, tłumienia EMI oraz ochrony przed ograniczeniem prądu.

To rozwiązanie nie tylko upraszcza projektowanie obwodów, ale również zapewnia producentom OEM/ODM wysoką niezawodność i spójność masowej produkcji.

Test przepięciowy | Weryfikacja prądu rozruchowego | MOV+X2+NTC | Ochrona wejścia zasilania