通信設備中的浪涌保護器的性能試驗及分析

                        時間: 2021-11-20 9:02:02 發布者: admin

                        大規劃集成電路如通訊、檢測、監控和計算機等設備,作業電壓低,作業速度快,功耗小,對系統電源和信號系統中的過電壓極為靈敏,因此抗擊雷電過電壓的性能較差。分流、均壓、接地、屏蔽以及電涌抑制均可有用保護這些設備。信號系統不但要求浪涌保護(浪涌保護)照應快,而且通流容量要大、殘壓小,元件級間電容小,不然會使信號畸變,誤碼率變大,甚至使信號系統無法工作。普通電涌抑制和阻隔,難以供給可靠的保護而不影響通訊和信號系統作業?,F在關于信號防雷產品的檢驗,首要是由第三方檢測組織比如防雷中心質監站或檢驗中心等進行,而出產廠家迫于本錢和銷售的壓力,無論是對設備器件檢驗仍是技術標準解讀,均存在一些不足,致使市場上的防雷產品質量良莠不齊,防雷作用欠佳,甚至影響信號網絡本身的正常工作。因此,客戶關于該類產品嚴厲依照國家標準進行檢驗,將有助于出產廠家在規劃和出產過程中進一步改進和完善工藝,提升產品功用,然后確保產品質量,安全、可靠、高效地工作。

                        信號浪涌保護器的試驗方法

                        1)試驗內容與設備浪涌保護器的電氣特性試驗,包括檢驗絕緣電阻、檢驗沖擊束縛電壓、交流耐受試驗、沖擊耐受試驗、過載故障方式、盲點試驗。傳輸特性試驗,包括電容、刺進損耗、回波損耗、駐波比試驗。本試驗選用的信號浪涌保護器型號為SAC-24,運用于I/O量和420mA模擬量的防雷保護。

                        2)檢驗絕緣阻值依照兩種極性,試驗時各測一次一對端子的絕緣電阻值。將試驗電壓除以檢測所得電流,絕緣阻值應大于或許等于制造商給定的絕緣阻值。

                        3)檢驗沖擊束縛電壓選取快升波(1中的C2)沖擊電壓施加到適當的端子上。根據沖擊耐受試驗確定的浪涌保護器通流容量挑選電流水平。

                        在不帶負載的情況下每次正負極性沖擊試驗各5,測得的最大電壓低于規矩的電壓保護水平Up,并在2次沖擊試驗之間留有充足的時間,避免熱量累計。

                        4交流耐受試驗從表2選取4862Hz每個被測端子上的短路電流(均方根值)。為使浪涌保護器能完全導通,開路電壓的幅值要取滿足大,注入電流要到達規矩的次數。

                        為避免受試浪涌保護器熱量累積,2次試驗之間應留有滿足的時間。

                        5)過載故障方式應選用不同的浪涌保護器在沖擊電流和交流電流的作用下的過載故障方式進行試驗。

                        沖擊過電流試驗應將制造商規矩的8/20ps沖擊電流I。按Iest-I(10.5N)施加到浪涌保護器上,序號從N=0開端。后續的每一次試驗,N添加1,最大6。

                        如果在這些試驗之后,浪涌保護器仍沒有進入過載狀態,則應運用交流電流進行過載故障方式試驗。溝經過電流試驗值由制造商規矩。檢驗時電流應施加15min。為使受試浪涌保護器完全導通,開路電壓的幅值應當滿足高。試驗結束后,裝置的支架應能支承另一個浪涌保護器。

                        6)盲點試驗為了確定在多級浪涌保護器中是否存在盲點,應運用一個新的浪涌保護器試品進行試驗。

                        7)檢驗電容選用信號發生器檢測,檢測頻率為1MHz,電壓為1V(均方根值),一切不參加檢測的端子連在一起,并在信號發生器處接地。不能施加直流偏壓。每次檢測時注音材出-P。的電容是與偏置電壓有關的。

                        8)檢驗刺進損耗運用長1m,具有適合的特性阻抗的引導線來檢測,檢測值以分貝標明。先選用短接來替代浪涌保護器檢測,然后再刺進浪涌保護器進行檢測。刺進損耗是這兩個檢測值之差。引薦的試驗電平是-10dB·m。在傳輸的頻率規劃內,測得的平衡-不平衡轉換器和檢驗引進線的概括損耗每米不超越3dB,而且需在浪涌保護器預訂運用的傳輸運用頻率規劃內檢測和記載刺進損耗。

                        9)檢驗回波損耗將信號施加到浪涌保護器上,檢測因為阻抗不接連而被反射回來的反射信號。應當留心要在浪涌保護器預訂運用的傳輸運用頻率規劃內檢測和記載回波損耗。

                        2信號浪涌保護器的樣品檢驗作用

                        1)絕緣電阻檢驗作用絕緣電阻檢驗數據如表3所示。

                        由表3可見,樣品編號為63,型號為SAC-24,溫度為23℃,濕度為63,UR=24V,絕緣電阻標稱值為100Ω,保護方式為線地。檢驗結論為大于絕緣電阻標稱值,該試品合格。

                        2)沖擊束縛電壓檢驗作用沖擊束縛電壓檢驗數據如表4所示。樣品編號為63,型號為SAC-24,溫度為23℃,濕度為63,U.=20kV,U,=150V,試驗波形為C2,保護方式為線-地。檢驗結論為殘壓低于電壓保護水平U,該試品合格。

                        3交流耐受試驗檢驗作用交流耐受試驗檢驗數據如表5所示。樣品編號為63,型號為SAC-24,溫度為23℃,濕度為46,短路電流為0.1A,持續時間為1s,試驗次數為5,開路電壓為1kV,保護方式為線-地。檢驗結論為,絕緣電阻與沖擊束縛電壓均符合標準,該試品合格。

                        4)過載故障方式試驗作用在過載方式中,浪涌保護器的限壓部分已被其內部一個很小的阻抗所短路,線路不行工作,但是設備仍遭到短路保護。在試驗中絕緣電阻值由原先大于100MΩ變為200kΩ。

                        5)盲點試驗作用該試品電壓為700V時存在盲點。

                        6)電容試驗作用樣品編號為61,檢測頻率為1MHz,電壓(均方根值)1V,電容標稱值為650pF,并聯電容為592.15pF,串聯電容為592.16pF。檢驗結論為實踐電容值小于標稱值,該試品合格。

                        7)刺進損耗試驗作用樣品編號為61,溫度為24℃﹐頻率為1MHz,刺進損耗標稱值為0.5dB,特性阻抗為100Ω,保護方式為線地。檢驗數據如表7所示。檢驗結論為實踐值小于標稱值0.5dB,滿足系統規劃總刺進損耗答應值的預留規劃,該試品合格。

                        8)回波損耗與駐波比試驗作用型號為DK-nDCt/RJ45,首要運用于計算機信息系統網絡線、交換機、集線器RJ45接口的雷電浪涌防護?;夭〒p耗檢驗波形如圖1所示。由表8能夠看出,檢驗結論為回波損耗實測值大于典型規劃目標10dB,該試品合格。

                        駐波比檢驗波形如圖所示,由表9能夠看出:駐波比在一般情況下數值合格,只在高頻情況下略偏高。

                        3檢驗作用分析

                        在電氣特性試驗方面,其首要的要害參數,比如殘壓符合產品的標稱值,也經過了交流和沖擊耐受試驗,絕緣阻值也滿足要求。唯一的瑕疵在于700V處存在盲點。該值高于最大工作電壓24V,或許引起浪涌保護器不完全動作,造成浪涌保護器中的一些元件遭受過載。

                        如何避開盲點,需求浪涌保護器出產廠商做好以下三點:一是,重視第一、第二級動作電壓的協作。一般來說,第二級保護器件的動作電壓應大于或等于第一級的動作電壓;二是,留心第一、第二級保護器件的通流容量的協作;三是留心第一、第二級保護之間的去耦元件的合理運用,首要是去耦元件的電感量。

                        在傳輸特性方面,研討以為首要的要害參數比如刺進損耗符合國家標準,電容值與回波損耗值也滿足要求。也就是說,刺進浪涌保護器對通訊系統的功率傳輸以及信號的傳輸功用均沒有太大影響。雖然駐波比在高頻區域數值略微偏大,但若挑選與所防護設備傳輸線路的特性阻抗所匹配的浪涌保護,信號就能夠非常平穩地向前傳達[5,削減反射并構成駐波的或許,這就能確保信號傳輸的接連性。

                        在試驗室對浪涌保護器傳輸功用參數的檢驗,是在一個完全抱負的條件下進行的。例如,檢驗空間內屏蔽了其他煩擾信號,多次校準檢驗等,所得的檢驗作用僅僅從客觀上反映了浪涌保護器本身的傳輸特性。在實踐的選取和運用中,還需求概括考慮周圍環境的電磁煩擾、傳輸信號的特性﹑所防護設備能承受的衰減規劃及端口阻抗等要素,裝置適合的浪涌保護,既確保通訊信號的可靠傳輸,又起到有用的防護作用。

                        4結論

                        現在,信號浪涌保護器在通訊系統中被大量運用,取得了必定的防護作用,但是信號浪涌保護器對信號系統的傳輸特性有必要全面考慮,不能只考慮浪涌保護器對過電壓的防護,而不考慮浪涌保護器對整個信號系統傳輸的影響。信號防雷產品的規劃和出產,首先應確保產品本身的安全性和可靠性,要考慮到各種防護元件的通流性能、照應時間、抗煩擾性能和寄生電容等是否滿足信號系統的要求,其次才是防雷的有用性。二者不行或缺,但這兩者往往是對立的,在規劃時要根據實踐情況考慮,取兩者的折衷點。只要這樣,性能真正確保信號設備的工作安全。

                        關于浪涌保護器出產廠商,要具有必要的檢測手法,并在產品研發、出產過程中根據相應標準進行嚴厲檢驗,在產品上正確地標重視要的技術信息和參數,這樣才有利于客戶的挑選和運用。期望經過本文對信號浪涌保護器的檢測解讀,在必定程度上前進通訊系統浪涌保護器的研發和檢驗水平,進一步前進產品質量,愈加有用地保證通訊網絡的防雷安全。

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