การทดสอบภาคปฏิบัติของการป้องกันขาเข้า AC/DC

1. วัตถุประสงค์และความสำคัญ

การทดสอบสมรรถนะภายใต้แรงดันกระชากและกระแสป้อนเริ่มต้นมีความจำเป็นเพื่อยืนยันความน่าเชื่อถือในสภาพการใช้งานจริงของ วาไรสเตอร์ MOV, ตัวเก็บประจุ X2 และเทอร์มิสเตอร์ NTC ในเครือข่ายไฟฟ้าขาเข้า AC/DC

การทดสอบเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าสอดคล้องกับมาตรฐาน IEC และ UL พร้อมทั้งยืนยันความทนทานของชิ้นส่วนภายใต้สภาวะเครียดซ้ำๆ

2. การเตรียมการทดสอบ

มาตรฐาน

IEC 61000-4-5: การทดสอบความทนต่อแรงดันกระชาก

IEC 61000-4-11: การทดสอบแรงดันตกและการหยุดจ่ายไฟ

UL 1449: มาตรฐานการรับรองวาไรสเตอร์

มาตรฐานแรงดันทนทานของตัวเก็บประจุ X2 ตาม IEC 60384-14

การตั้งค่าอุปกรณ์

อุปกรณ์ประกอบด้วย: เครื่องกำเนิดไฟกระชาก (±2kV), ออสซิลโลสโคปความกว้างแถบสูง, แคลมป์วัดกระแสไฟฟ้า, และกล้องถ่ายภาพความร้อนแบบอินฟราเรด เพื่อบันทึกการตอบสนองชั่วขณะและพฤติกรรมความร้อน

3. โครงสร้างวงจรทดสอบ

ขาเข้า AC ── ฟิวส์ ── MOV ──┬── เบรจ ── บัส DC

                                                     │

X2

                                                    │

NTC ──► โหลด

คำอธิบายวงจร:

MOV จะดูดซับแรงดันกระชากพลังงานสูง X2 กรองสัญญาณรบกวนแบบต่างศักย์ และ NTC จำกัดกระแสไฟเริ่มต้นในช่วงสตาร์ทเย็น

ทั้งหมดนี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้มั่นใจถึงการป้องกันขั้นตอนขาเข้าอย่างสมบูรณ์สำหรับเครื่องแปลงไฟ AC/DC

4. ขั้นตอนการทดสอบ

ขั้นตอนที่ 1: การทดสอบแรงดันไฟฟ้ากระชาก

เงื่อนไขการทดสอบ: แรงดันไฟฟ้ากระชากแบบต่างขั้ว ±2 กิโลโวลต์ (คลื่นรูปแบบ 1.2/50 ไมโครวินาที)

รุ่น MOV: JARON 10D471K

ผลการทดสอบ: แรงดันตกค้าง 530 โวลต์, การควบคุมแรงดันมีความเสถียร ไม่มีการเสื่อมประสิทธิภาพหลังจากรับแรงดันซ้ำ 20 ครั้ง

ขั้นตอนที่ 2: การทดสอบกระแสไฟเริ่มต้นสูง

แรงดันไฟฟ้า: AC 230 โวลต์

คาปาซิเตอร์: คาปาซิเตอร์อิเล็กโทรไลต์ 330 ไมโครฟารัด

NTC: JARON MF72-10D15Ω

กระแสไฟขณะเริ่มต้นเย็นลดลงจาก 48 แอมแปร์ เหลือ 8.5 แอมแปร์ คิดเป็นอัตราการลดได้ 82%

ขั้นตอนที่ 3: การทดสอบแรงดันไฟตก

แรงดันคงที่ที่ 50% เป็นเวลา 10ms → การกู้คืน

ตัวเก็บประจุ X2: 0.22µF/275VAC

ผลลัพธ์: คลื่นสัญญาณขาออกกู้คืนอย่างราบรื่นโดยไม่มีการสั่นสะเทือน; ลดสัญญาณรบกวนโหมดเชิงอนุพันธ์ลง 12dB

5. ตัวชี้วัดประสิทธิภาพหลัก

สรุป:

ผ่านการทดสอบทั้งหมดอย่างสบายตัว โดยมีแรงดันตกค้างต่ำ การตอบสนองต่อสภาวะเปลี่ยนผ่านอย่างรวดเร็ว และสมรรถนะทางความร้อนที่เสถียรภายใต้วัฏจักรที่ใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานาน

6. การวิเคราะห์ความร้อนและความทนทาน

ผลการถ่ายภาพความร้อนแสดงให้เห็นว่าหลังจากทำงานต่อเนื่องเป็นเวลา 1 ชั่วโมงที่ระดับแรงดัน AC 230V:

อุณหภูมิผิวของ MOV คงที่ที่ 58°C;

อุณหภูมิสูงสุดของ NTC เพิ่มขึ้น 63°C โดยใช้เวลาฟื้นตัว 45 วินาที;

ตัวเก็บประจุ X2 ไม่มีการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญ;

7. สรุปผลลัพธ์

ยืนยันผ่านการทดสอบจริง:

ประสิทธิภาพในการลดแรงดันไฟกระชากมีความชัดเจน โดยแรงดันเหลือเพียง 45% ของเดิม;

กระแสไฟเริ่มต้น (surge current) ถูกควบคุมไว้ไม่เกิน 5 เท่าของกระแสไฟตามค่าที่กำหนด;

ประสิทธิภาพในการลดสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า (EMI) ดีขึ้น 12dB;

ชิ้นส่วนหลักแสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิต่ำ การตอบสนองรวดเร็ว และมีความเสถียรสูง

8. วิศวกรรมและคุณค่าการประยุกต์ใช้งาน

โซลูชันนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้โดยตรงกับ:

แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์ชิ่ง AC/DC (SMPS);

แหล่งจ่ายไฟสำหรับระบบควบคุมอุตสาหกรรม;

แหล่งจ่ายไฟสำหรับขับเคลื่อนไฟ LED;

โมดูลอินเวอร์เตอร์และสถานีชาร์จไฟ

9. สรุป

โซลูชันป้องกันรวมสามในหนึ่ง MOV + X2 + NTC จาก JARON ซึ่งผ่านการตรวจสอบตามมาตรฐาน IEC 61000 ชุด แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในการดูดซับแรงกระชาก การลดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และการป้องกันจำกัดกระแสไฟฟ้า

โซลูชันนี้ไม่เพียงแต่ช่วยทำให้การออกแบบวงจรเรียบง่ายขึ้นเท่านั้น แต่ยังมอบการสนับสนุนความน่าเชื่อถือสูงและความสม่ำเสมอในการผลิตจำนวนมากให้กับผู้ผลิต OEM/ODM

การทดสอบแรงกระชาก | การตรวจสอบกระแสป้อนเริ่มต้น | MOV+X2+NTC | การป้องกันขาเข้าของแหล่งจ่ายไฟ