Pruebas HIPOT y condensadores Y

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La prueba de resistencia eléctrica O la prueba de resistencia dieléctrica O el nivel de voltaje de prueba HIPOT especificado en la norma EN 60730 es 2860 VCA para un producto de radio de clase II que estoy desarrollando. La PCB tiene una fuente de alimentación de modo conmutado aislado con un tapón en Y 2n2F que une el primario y el secundario por razones de control de emisiones radiadas. La PCB también tiene un conector SMA que sobresale de la carcasa de plástico y dificulta las cosas.

¡El producto no supera las pruebas HIPOT por encima de 1600 VCA! Retire la tapa en Y y pasa a 2860VAC. Reduje la falla a la reactancia del Y-cap y, a través de pruebas iterativas, obtuve un pase a 2860VAC con un valor del Y-cap de 100pF. Sin embargo, esto provocó que el producto dejara de emitir emisiones. Después de esto, investigué un poco y encontré varios artículos en los que se aconseja eliminar el casquillo Y para la prueba HIPOT o usar un voltaje equivalente a CC, que en este caso será de 4044 VCC (2860 * 1.414). Probé a 4044VDC y obtuve un pase con el Y-cap original de 2n2F.

Regresé a la norma 60730 y encontré en las 'notas' que, de hecho, se pueden eliminar los componentes electrónicos que pueden hacer que la prueba sea impracticable y también que se puede aplicar un potencial de CC equivalente a 1,414 veces el voltaje de prueba.

No estoy convencido porque en un escenario de la vida real en el campo donde aparece una sobretensión de 2860VAC en la fuente de alimentación, una persona que está tocando el conector de RF podría recibir una descarga que haga que el producto no sea seguro. Entonces, ¿cuál es la razón detrás de los estándares de aprobación de productos que aconsejan la eliminación de Y-cap antes de las pruebas HIPOT o el uso de voltaje de CC para obtener un pase cuando, de hecho, en la práctica, podría aparecer una sobretensión de CA en las líneas eléctricas y representar un riesgo de electrocución? ¿Me estoy perdiendo algún principio clave?

Muchas gracias en anticipación por su ayuda para entender el problema.

    
pregunta Sam

2 respuestas

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El riesgo real es una interrupción por impulso a un voltaje elevado. Se prueba durante 60 segundos o se eleva un 10% durante 1 segundo.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La razón es que cada producto debe pasar la prueba HIPOT dieléctrica para garantizar que la fuga no exceda los 250uA a la tensión nominal. La duración predeterminada de la prueba es de 1 minuto, que puede reducirse a 1 segundo por un aumento adicional del 10% en el voltaje. No es posible que la red mantenga estos niveles de voltaje, lo que puede ocurrir debido a un transitorio de la máquina inductiva o un rayo inducido por rayos cercanos. La duración real del evento sería corta, pero esta prueba es para resaltar el aislamiento en caso de que la ruptura de la ionización provoque fallas.

Sin embargo, los topes en Y inducen una corriente constante a los voltajes de línea para derivar el ruido conducido por SMPS que causaría un fallo HIPOT por esta prueba HIPOT constante.

La prueba HIPOT es una prueba de umbral de ruptura dieléctrica y no está destinada a probar la corriente de la tapa Y del filtro de línea a voltajes elevados en estado estable. Está destinado a enfatizar la falla del proceso de fabricación (juego de palabras intencionado) debido a los espacios de separación insuficientes o la falta de aislamiento de silicona añadida en el proceso.

Una vez califiqué un suministro OEM de PowerOne que luego se transfirió a la producción de México. También comencé a probar todos los HIPOT con conexión a tierra secundaria de CC para reflejar las tensiones de la aplicación. Cuando se conecta a tierra, el transformador de aislamiento que tiene una pequeña capacitancia de acoplamiento pero a velocidades de conmutación ahora tiene una impedancia mucho menor que la capacitancia parásita de los espacios primarios en la frecuencia de línea. Esto eleva el voltaje a través de esos huecos y acentúa los huecos primarios con más voltaje con CC a tierra secundaria. Resultó en un 30% de fallas en HIPOT con más de 6 puntos débiles y el proveedor fue descalificado hasta que se corrigió.

NB para todos los ingenieros de pruebas.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Debo señalar que junto con el análisis de Tony Stewarts, está el hecho de que un capacitor de 2.2 nF tiene 22 veces el área de superficie de un capacitor de 100 pF. Eso ofrece mucha más corriente de fuga, incluso a 50/60 HZ. También hay muchas más posibilidades de romperse y formarse un arco interno, por lo que la tapa debe ser reemplazada.

Tiene sentido que, en ciertas condiciones, un capacitor Y de alto valor no sobreviva a una prueba de alta potencia designada que un capacitor con las mismas capacidades de voltaje máximo pero con mucha menos capacidad de sobrevivencia (prueba de CA).

Si construí un dispositivo de prueba, a menudo usé un condensador de disco cerámico con calificación de 5 nF 3 Kv para el circuito Y. Pasó la prueba habitual de alta frecuencia de 1.5 kVAC pero no una prueba de 3 kVAC.

Se le permite retirar un capacitor con clasificación Y si su valor capacitivo solo hará que falle la prueba de alta potencia. El índice DE DEBE pasar por el voltaje de CC sigue siendo válido para los capacitores de alto valor, utilizando el método de CC * 1.414 clasificado. Los condensadores de pequeño valor DEBEN pasar la prueba de CA según los estándares requeridos. Esto evita un problema de ingeniería donde el ingeniero jefe debe decidir entre un buen filtro o uno que pase cualquier prueba de alta potencia.

    
respondido por el Sparky256

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