通信系統中信號浪涌保護器的性能試驗及分析

                                  時間: 2021-7-22 8:57:25 發布者: admin

                                  大規模集成電路如通訊、檢測、監控和計算機等設備,作業電壓低,作業速度快,功耗小,對體系電源和信號體系中的過電壓極為敏感,因而抗擊雷電過電壓的才能較差。分流、均壓、接地、屏蔽以及電涌按捺均可有用保護這些設備。信號體系不但要求浪涌保護(浪涌保護)呼應快,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,乃至使信號體系無法運轉。普通電涌按捺和隔離,難以提供牢靠的保護而不影響通訊和信號體系作業?,F在關于信號防雷產品的測驗,首要是由第三方檢測組織諸如防雷中心質監站或測驗中心等進行,而出產廠家迫于本錢和銷售的壓力,無論是對設備器材測驗仍是技術規范解讀,均存在一些不足,致使市場上的防雷產品質量良莠不齊,防雷效果欠佳,乃至影響信號網絡自身的正常運轉。因而,客戶關于該類產品嚴厲依照國家規范進行測驗,將有助于出產廠家在設計和出產過程中進一步改善和完善工藝,提升產品功能,然后保證產品質量,安全、牢靠、高效地運轉。

                                  信號浪涌保護器的實驗辦法

                                  1)實驗內容與設備浪涌保護器的電氣特性實驗,包含測驗絕緣電阻、測驗沖擊約束電壓、交流耐受實驗、沖擊耐受實驗、過載故障形式、盲點實驗。傳輸特性實驗,包含電容、插入損耗、回波損耗、駐波比實驗。本實驗選用的信號浪涌保護器型號為SAC-24,使用于I/O量和420mA模擬量的防雷保護。

                                  2)測驗絕緣阻值依照兩種極性,實驗時各測一次一對端子的絕緣電阻值。將實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)測驗沖擊約束電壓選取快升波(1中的C2)沖擊電壓施加到適當的端子上。根據沖擊耐受實驗確定的浪涌保護器通流容量挑選電流水平。

                                  在不帶負載的狀況下每次正負極性沖擊實驗各5,測得的最大電壓低于規則的電壓保護水平Up,并在2次沖擊實驗之間留有充足的時刻,以免熱量累計。

                                  4交流耐受實驗從表2選取4862Hz每個被測端子上的短路電流(均方根值)。為使浪涌保護器能徹底導通,開路電壓的幅值要取足夠大,注入電流要達到規則的次數。

                                  為防止受試浪涌保護器熱量累積,2次實驗之間應留有足夠的時刻。

                                  5)過載故障形式應選用不同的浪涌保護器在沖擊電流和交流電流的效果下的過載故障形式進行實驗。

                                  沖擊過電流實驗應將制造商規則的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開始。后續的每一次實驗,N增加1,最大6。

                                  如果在這些實驗之后,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形式實驗。溝經過電流實驗值由制造商規則。測驗時電流應施加15min。為使受試浪涌保護器徹底導通,開路電壓的幅值應當足夠高。實驗結束后,裝置的支架應能支承另一個浪涌保護器。

                                  6)盲點實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實驗。

                                  7)測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),一切不參與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)測驗插入損耗運用長1m,具有適宜的特性阻抗的引導線來檢測,檢測值以分貝表明。先選用短接來替代浪涌保護檢測,然后再插入浪涌保護器進行檢測。插入損耗是這兩個檢測值之差。引薦的實驗電平是-10dB·m。在傳輸的頻率規模內,測得的平衡-不平衡轉換器和測驗引入線的歸納損耗每米不超過3dB,而且需在浪涌保護器預定運用的傳輸使用頻率規模內檢測和記載插入損耗。

                                  9)測驗回波損耗將信號施加到浪涌保護器上,檢測由于阻抗不連續而被反射回來的反射信號。應當留意要在浪涌保護器預定運用的傳輸使用頻率規模內檢測和記載回波損耗。

                                  2信號浪涌保護器的樣品測驗成果

                                  1)絕緣電阻測驗成果絕緣電阻測驗數據如表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,保護形式為線地。測驗定論為大于絕緣電阻標稱值,該試品合格。

                                  2)沖擊約束電壓測驗成果沖擊約束電壓測驗數據如表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,實驗波形為C2,保護形式為線-地。測驗定論為殘壓低于電壓保護水平U,該試品合格。

                                  3交流耐受實驗測驗成果交流耐受實驗測驗數據如表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,持續時刻為1s,實驗次數為5,開路電壓為1kV,保護形式為線-地。測驗定論為,絕緣電阻與沖擊約束電壓均契合規范,該試品合格。

                                  4)過載故障形式實驗成果在過載形式中,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,線路不可運轉,可是設備仍遭到短路保護。在實驗中絕緣電阻值由原先大于100MΩ變為200kΩ。

                                  5)盲點實驗成果該試品電壓為700V時存在盲點。

                                  6)電容實驗成果樣品編號為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。測驗定論為實踐電容值小于標稱值,該試品合格。

                                  7插入損耗實驗成果樣品編號為61,溫度為24℃﹐頻率為1MHz,插入損耗標稱值為0.5dB,特性阻抗為100Ω,保護形式為線地。測驗數據如表7所示。測驗定論為實踐值小于標稱值0.5dB,滿意體系設計總插入損耗允許值的預留規模,該試品合格。

                                  8)回波損耗與駐波比實驗成果型號為DK-nDCt/RJ45,首要使用于計算機信息體系網絡線、交換機、集線器RJ45接口的雷電浪涌防護?;夭〒p耗測驗波形如圖1所示。由表8可以看出,測驗定論為回波損耗實測值大于典型設計目標10dB,該試品合格。

                                  駐波比測驗波形如圖所示,由表9可以看出:駐波比在一般狀況下數值合格,只在高頻狀況下略偏高。

                                  3測驗成果分析

                                  在電氣特性實驗方面,其首要的要害參數,諸如殘壓契合產品的標稱值,也經過了交流和沖擊耐受實驗,絕緣阻值也滿意要求。唯一的瑕疵在于700V處存在盲點。該值高于最大運轉電壓24V,可能引起浪涌保護器不徹底動作,造成浪涌保護器中的一些元件遭受過載。

                                  如何避開盲點,需要浪涌保護器出產廠商做好以下三點:一是,注重榜首、第二級動作電壓的合作。一般來說,第二級保護器材的動作電壓應大于或等于榜首級的動作電壓;二是,留意榜首、第二級保護器材的通流容量的合作;三是留意榜首、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,研究以為首要的要害參數諸如插入損耗契合國家規范,電容值與回波損耗值也滿意要求。也就是說,插入浪涌保護器對通訊體系的功率傳輸以及信號的傳輸功能均沒有太大影響。盡管駐波比在高頻區域數值稍微偏大,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,信號就可以非常平穩地向前傳播[5,削減反射并形成駐波的可能,這就能保證信號傳輸的連續性。

                                  在實驗室對浪涌保護器傳輸功能參數的測驗,是在一個徹底抱負的條件下進行的。例如,測驗空間內屏蔽了其他攪擾信號,屢次校準測驗等,所得的測驗成果僅僅從客觀上反映了浪涌保護器自身的傳輸特性。在實踐的選取和運用中,還需要歸納考慮周圍環境的電磁攪擾、傳輸信號的特性﹑所防護設備能承受的衰減規模及端口阻抗等因素,裝置適宜的浪涌保護,既保證通訊信號的牢靠傳輸,又起到有用的防護效果。

                                  4定論

                                  現在,信號浪涌保護器在通訊體系中被大量使用,取得了一定的防護效果,可是信號浪涌保護器對信號體系的傳輸特性必須全面考慮,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體系傳輸的影響。信號防雷產品的設計和出產,首先應保證產品自身的安全性和牢靠性,要考慮到各種防護元件的通流才能、呼應時刻、抗攪擾才能和寄生電容等是否滿意信號體系的要求,其次才是防雷的有用性。二者不可或缺,但這兩者往往是矛盾的,在設計時要根據實踐狀況考慮,取兩者的折衷點。只有這樣,才能真正保證信號設備的運轉安全。

                                  關于浪涌保護器出產廠商,要具備必要的檢測手法,并在產品研制、出產過程中根據相應規范進行嚴厲測驗,在產品上正確地標注重要的技術信息和參數,這樣才有利于客戶的挑選和使用。期望經過本文對信號浪涌保護器的檢測解讀,在一定程度上進步通訊體系浪涌保護器的研制和測驗水平,進一步進步產品質量,愈加有用地保障通訊網絡的防雷安全。

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