Ny standard for EMC-test sørger for, at elektronikprodukter, der skal CE-mærkes, kan testes for spændingsudfald fra elnettet.

25. november 2019
Af Per Thåstrup Jensen

Det danske elnet leverer en spænding, der for det meste er fuldstændig stabil og uden forstyrrelser. De fleste private hjem oplever kun sjældent, at man skal genindstille vækkeur og køleskab, fordi strømmen har været borte. Alt elektronisk udstyr testes med et lille udpluk af spændingsudfald i forbindelse med CE-mærkning, som en slags minimumsafklaring af funktionen, hvis nu strømmen en dag forsvinder.

Skarpe pulsflanker i nyeste standard

EMC-test med henblik på CE-mærkning indeholder en række tests med spændingsvariation og spændingsudfald. Teststandarden hedder EN/IEC 61000-4-11, og den nyeste version er netop udkommet i 2019. I standarden er det præciseret, at netop udfald fra fuld spænding og til 0 V skal ske med en meget stejl flanke. Stige-/faldtiden ved udfald og genindkobling skal være mellem 1 μs og 5 μs. Peak strøm fra testgeneratoren skal ikke være mindre end 500 A. Det er skrappe krav for testudstyret og har for selv moderne testudstyr betydet, at generatoren er nødt til at indeholde en speciel halvleder switch for at kunne levere så stor og hurtig en strømpuls.
Standarden indeholder et helt afsnit med argumentation for, at de skarpe flanker jo netop optræder, hvis et apparat pludselig kortslutter netspændingen, så den falder brat til 0 V. I den situation er nettets impedans meget lav, hvilket er lig med stor rådighedsstrøm. I Figur 1 ses et eksempel på brat spændingsfald (faldtiden ser ud til at være 1 ms eller kortere), hvorimod forløbet, når spændingen bliver normal, ser ud til at være mere roligt.

Inputfiltret tømmes for energi

Når elektronik testes med netudfald, så mister strømforsyningen en del af sin evne til at fastholde konstant spænding. Moderne switched mode forsyninger kan sagtens følge med nedad i spænding, men på et tidspunkt er det ikke længere muligt stadig at levere korrekt udgangsspænding, når indgangsspændingen mangler. Det kan betyde reset eller stop i elektronikken. Hvis spændingen har været nul i et stykke tid, kan reservoirkondensatorer i strømforsyningen nå at tømmes helt for energi, og så skal disse fyldes op igen, før strømforsyningen atter bliver normal.

Når strømmen kommer igen

De fleste kredsløb kan mærke, når netspændingen forsvinder og kan nå at gemme vitale data eller bringe sig i en sikker tilstand. Men kombinationen af udfaldsspænding og udfaldets varighed bør testes, så man kender spændingsovervågningens reaktionsmønster. Derfor bør udviklerne teste langt flere kombinationer af spænding og varighed end det minimum, som produktstandarderne kræver.

Produktstandarderne angiver normalt Performance Criterium C for spændingsudfald. Det betyder, at det er acceptabelt, at elektronikken skal genstartes af en operatør efter et udfald. Men det er selvfølgelig mere fordelagtigt for en bruger, hvis elektronikken kan komme til sig selv uden behov for indgreb udefra.
Trefaset spændingsudfald til cirka 17 % af nominel værdi målt på dansk elnet. Udfaldet varer cirka 75 ms eller cirka 3,5 perioder af netfrekvensen (50 Hz). Derefter vender spændingen tilbage til normal.
Figur 1: Trefaset spændingsudfald til cirka 17 % af nominel værdi målt på dansk elnet. Udfaldet varer cirka 75 ms eller cirka 3,5 perioder af netfrekvensen (50 Hz). Derefter vender spændingen tilbage til normal.

Artiklen har været bragt i SPM Magasinet august 2019.