Spændingsudfalds påvirkning af elektriske apparater

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 væk.

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 fylder meget i testsandarden 

EMC-test med henblik på CE-mærkning indeholder en række tests med spændingsvariation og spændingsudfald. Teststandarden hedder EN/IEC 61000-4-11.

I standarden er det præciseret, at:

• Udfald fra fuld spænding 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.

De skrappe krav 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.

Reservoirkondensatorer tømmes for energi

Når elektronik testes med netudfald, 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.

Test mere og få viden om spændingsovervågningens reaktionsmønster

De fleste kredsløb kan mærke, når netspændingen forsvinder og kan nå at gemme vitale data eller bringe sig i en sikker tilstand. Kombinationen af udfaldsspænding og udfaldets varighed bør imidlertid testes, så man kender spændingsovervågningens reaktionsmønster. Udviklerne bør derfor 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. Det er dog naturligvis mere fordelagtigt for en bruger, hvis elektronikken kan komme til sig selv uden behov for indgreb udefra.

Artiklen har været bragt i SPM Magasinet august 2019.