JP5508104B2 - Surge test circuit - Google Patents
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Description
本発明は、サージ試験回路に関するものである。 The present invention relates to a surge test circuit.
ブロードバンドサービスが普及し、通信機器以外に、情報機器、家電機器がネットワークに接続されるようになっている。これらの機器に、例えば、雷により発生する雷サージ電流・電圧などのような単発の外乱信号が侵入すると、装置の故障・誤動作が発生し、大きな社会的損失を生じることがある。このような外乱信号による装置の故障や誤動作を防止するためには、機器の過電圧耐力を確保する必要がある。そのため、通信機器に関しては、2004年12月、過電圧・過電流に対する対策指針となるITU-T勧告K.66（非特許文献１）が発行された。 Broadband services have become widespread, and in addition to communication devices, information devices and home appliances are connected to the network. For example, if a single disturbance signal such as a lightning surge current or voltage generated by lightning enters these devices, a failure or malfunction of the device may occur, resulting in a great social loss. In order to prevent the breakdown and malfunction of the device due to such disturbance signals, it is necessary to ensure the overvoltage tolerance of the device. For this reason, ITU-T Recommendation K.66 (Non-Patent Document 1) was issued in December 2004 as a countermeasure guideline for overvoltage and overcurrent for communication equipment.
この勧告をもとに、2008年1月に情報通信ネットワーク産業協会より「雷過電圧に対する通信機器の保護ガイドライン：CES-Q007-1」（非特許文献２）が発行され、通信機器の過電圧耐力規定とその試験法が示されている。ネットワークに接続される機器は、一般的にAC電源が接続されるため試験条件として、通信ポート−電源ポート、通信ポート−接地ポート、電源ポート−接地ポートの過電圧耐力規定、試験法が規定されている。さらに通信線間、電源線間の過電圧耐力規定、試験法が規定されている。またIECにおいても「IEC61000-4-5：サージイミュニティ試験」（非特許文献３）として規定されている。 Based on this recommendation, the Information and Communication Network Industry Association issued “Guidelines for Protection of Communication Equipment against Lightning Overvoltage: CES-Q007-1” (Non-Patent Document 2) in January 2008. And the test method is shown. Equipment connected to the network is generally connected to an AC power supply, so the test conditions include overvoltage tolerance specifications and test methods for communication ports-power ports, communication ports-ground ports, power ports-ground ports. Yes. Furthermore, overvoltage tolerance regulations and test methods between communication lines and between power lines are stipulated. The IEC also defines “IEC61000-4-5: Surge immunity test” (Non-patent Document 3).
近年、光通信回線を利用する機器が増加している。光回線を利用した機器は、過電圧や、過電流の侵入経路が商用電源線のみとなるため、過電圧・過電流による故障が減少すると考えられていた。しかし、光回線を利用する機器の過電圧・過電流の故障は少なくないことがわかっている。故障の原因は電源線からの過電圧・過電流と考えられており、その過電圧耐力の評価は重要となっており、「雷過電圧に対する通信機器の保護ガイドライン：CES-Q007-1」（非特許文献２）に沿った試験が実施されつつある。試験規定では、機器が動作状態で試験を行うことが規定されており、電源線間の試験回路は図３に示す通りである。この中で、減結合回路５Ａは、１．５ｍＨのインダクタ２個で構成することが規定されている。 In recent years, the number of devices using optical communication lines has increased. Devices that use optical lines were thought to reduce failures due to overvoltage and overcurrent because the intrusion route for overvoltage and overcurrent is only commercial power lines. However, it has been found that there are many failures of overvoltage and overcurrent in devices using optical lines. The cause of the failure is considered to be overvoltage / overcurrent from the power line, and the evaluation of the overvoltage tolerance is important. “Guidelines for protection of communication equipment against lightning overvoltage: CES-Q007-1” (non-patent literature) The test according to 2) is being carried out. The test rules stipulate that the device performs a test in an operating state, and a test circuit between power supply lines is as shown in FIG. In this, it is specified that the decoupling circuit 5A is composed of two 1.5 mH inductors.
光通信回線を利用する機器の消費電力は、数W〜数十W程度であることから、電源線間のインピーダンスは、数百Ω〜数百ｋΩになる。そのため、上記試験回路により試験を実施すると、減結合回路のインピーダンスが、試験波形の領域において最大でも500Ω程度しかないため、被試験機器に流れずに電源側に電流が回り込むことになる。図４に示すように被試験機器の消費電力と印加電流の割合は、消費電力が小さいほど、被試験機器への流入電流の割合が小さくなることがわかる。 Since the power consumption of the device using the optical communication line is about several watts to several tens of watts, the impedance between the power supply lines is several hundred Ω to several hundreds kΩ. Therefore, when the test is performed by the test circuit, the impedance of the decoupling circuit is only about 500Ω at the maximum in the region of the test waveform, so that the current flows to the power supply side without flowing to the device under test. As shown in FIG. 4, the ratio of the power consumption and the applied current of the device under test indicates that the ratio of the inflow current to the device under test decreases as the power consumption decreases.
過電圧試験規定のおいては印加用のサージ発生器の充電電圧で規定されているため、上述のように、被試験機器の消費電力により、同じ印加電圧でも印加される電流が変化してしまうため、同一の試験条件とならないという問題がある。そのため、消費電力の多い機器では、印加されたサージ電流の多くが機器内に流入することになり、対策に使用する素子の電流耐量を大きくすることになり、消費電力の小さい機器ではあまりサージ電流が流入しないので、対策に使用する素子の電流耐量が小さくてよいことになる。しかし、実際に発生する過電圧・過電流は、機器の線間インピーダンスにあまり依存しないため、上記試験法で対策した機器のフィールドでの故障発生頻度が異なることになる。 Since the overvoltage test is defined by the charging voltage of the surge generator for application, as described above, the applied current changes even at the same applied voltage due to the power consumption of the device under test. There is a problem that the test conditions are not the same. For this reason, in devices with high power consumption, most of the applied surge current flows into the device, increasing the current withstand capability of the elements used for countermeasures, and in devices with low power consumption, there is not much surge current. Does not flow in, the current withstand capability of the element used for the countermeasure may be small. However, since the overvoltage / overcurrent that actually occurs does not depend much on the line impedance of the device, the frequency of failure occurrence in the field of the device treated by the above test method differs.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被試験機器の消費電流によらず、同一の試験条件を実現できるサージ試験回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a surge test circuit capable of realizing the same test conditions regardless of the current consumption of the device under test.
上記の課題を解決するために、本発明に係るサージ試験回路は、電源と被試験機器とを結ぶ電源線に接続されたサージ発生器と、前記電源線におけるサージ発生器の接続箇所と前記被試験機器との間に介挿された減結合回路と、前記減結合回路と前記サージ発生器の接続箇所との間に介挿された昇圧回路とを備え、前記減結合回路は、前記電源線を構成する２つの線のうちの一方の線に介挿された１００ｍＨのインダクタと前記２つの線のうちの他方の線に介挿された１００ｍＨのインダクタとを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the surge test circuit according to the present invention, the surge generator connected to a power line connecting the power source and the UUT, the connection points of the surge generator in the power line to be A decoupling circuit interposed between the test equipment and a booster circuit interposed between the decoupling circuit and a connection point of the surge generator, the decoupling circuit including the power line and a inductor via interpolated 100mH the other line of the one line and 100mH inductor interposed in the two lines of the two lines that make up the features of Rukoto.
例えば、サージ試験回路は、前記減結合回路と前記被試験機器との間に介挿された電圧測定器と、前記電圧測定器と前記昇圧回路とに接続され、前記電圧測定器で測定された電圧に基づいて前記昇圧回路の出力電圧を制御する制御回路とを備える。 For example, the surge test circuit is connected to the voltage measuring instrument interposed between the decoupling circuit and the device under test, the voltage measuring instrument and the booster circuit, and measured by the voltage measuring instrument. And a control circuit for controlling the output voltage of the booster circuit based on the voltage.
本発明によれば、被試験機器の消費電流によらず、同一の試験条件を実現することができる。 According to the present invention, the same test conditions can be realized regardless of the current consumption of the device under test.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るサージ試験回路の一例を示す回路図である。
サージ試験回路は、電源（商用電源）と被試験機器１とを結ぶ２線の電源線２に結合回路３Ａ、３Ｂを介して接続されたサージ発生器４と、電源線におけるサージ発生器４の接続箇所と被試験機器１との間に介挿された減結合回路５と、減結合回路５とサージ発生器４の接続箇所との間に介挿された絶縁トランス６と、絶縁トランス６とサージ発生器４の接続箇所との間に介挿された昇圧回路７と、減結合回路５と被試験機器１との間に介挿された電圧測定器８を備える。
被試験機器１は、例えば、通信機器、情報機器、家電機器などである。
サージ発生器４は、例えば、出力インピーダンス２Ωのコンビネーション発生器である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a surge test circuit according to the first embodiment.
The surge test circuit includes a
The device under test 1 is, for example, a communication device, an information device, a home appliance, or the like.
The
減結合回路５は、１００ｍＨ程度のインダクタを２つ備える。一方のインダクタは電源線２の一方の線に介挿され、他方のインダクタは他方の線に介挿されている。なお、減結合回路５のインダクタンスは、１００ｍＨ程度に限られるものではない。
The decoupling circuit 5 includes two inductors of about 100 mH. One inductor is inserted in one line of the
被試験機器１の接地端子は、装置接地９（抵抗）を介して接地されている。装置接地９は、「雷過電圧に対する通信機器の保護ガイドライン：CES-Q001-1」で規定されているものであり、１００Ωである。結合回路３Ａ、３Ｂは、それぞれ１８μＦのコンデンサである。 The ground terminal of the device under test 1 is grounded via a device ground 9 (resistance). The equipment ground 9 is specified in “Guidelines for Protection of Communication Equipment against Lightning Overvoltage: CES-Q001-1” and is 100Ω. The coupling circuits 3A and 3B are each 18 μF capacitors.
サージ発生器４は、電力供給を受けるべく、電源に電源線２を介して接続されている。このサージ発生器４の一方の出力端子は、結合回路３Ｂの入力端子とともに、接地されている。
The
昇圧回路７は、減結合回路５のインピーダンスにより、電源の電圧が分圧されることを考慮して設けられたものである。昇圧回路７により、電源の電圧を昇圧しておくことで、電圧が分圧されても、被試験機器１へ定格電圧を供給することができる。 The booster circuit 7 is provided in consideration of the fact that the voltage of the power supply is divided by the impedance of the decoupling circuit 5. By boosting the voltage of the power supply by the booster circuit 7, the rated voltage can be supplied to the device under test 1 even if the voltage is divided.
被試験機器１のサージ試験を行う際、まず、被試験機器１の定格消費電力／定格消費電力などから、電源線間のインピーダンスを概算し、減結合回路５のインピーダンスとの分圧比を算出する。この値を元に昇圧回路７の出力電圧を設定し、被試験機器１を動作状態にする。次に、電圧測定器８で、被試験機器１へ供給される電源の電圧（２線間の電圧）を測定し、それが定格電圧か否かを確認する。定格電圧でない場合は、定格電圧となるように昇圧回路７の出力電圧を調整する。次に、被試験機器１が動作していることを確認し、サージ発生器４からサージを発生させ、例えば、被試験機器１の挙動を確認する。
When performing a surge test of the device under test 1, first, the impedance between the power supply lines is estimated from the rated power consumption / rated power consumption of the device under test 1, and the voltage division ratio with the impedance of the decoupling circuit 5 is calculated. . Based on this value, the output voltage of the booster circuit 7 is set, and the device under test 1 is put into an operating state. Next, the voltage measuring device 8 measures the voltage of the power supply (voltage between the two wires) supplied to the device under test 1 and confirms whether or not it is the rated voltage. If it is not the rated voltage, the output voltage of the booster circuit 7 is adjusted so as to be the rated voltage. Next, it is confirmed that the device under test 1 is operating, a surge is generated from the
なお、絶縁トランス６は、電源と被試験機器１の間の絶縁が不要なら省略してもよい。また、電源は、交流電源であればよく、商用電源に限られない。
The
したがって、第１の実施の形態によれば、電源と被試験機器とを結ぶ電源線に接続されたサージ発生器と、電源線におけるサージ発生器の接続箇所と被試験機器との間に介挿された減結合回路と、減結合回路とサージ発生器の接続箇所との間に介挿された昇圧回路とを備えることで、被試験機器１の消費電流によらず、同一の試験条件を実現することができる。 Therefore, according to the first embodiment, the surge generator connected to the power supply line connecting the power supply and the device under test, and the connection between the surge generator connection point on the power supply line and the device under test are inserted. The same test conditions can be realized regardless of the current consumption of the device under test 1 by providing the decoupling circuit and the booster circuit interposed between the decoupling circuit and the connection point of the surge generator. can do.
また、減結合回路５のインダクタンスは、従来の１．５ｍＨより大きく、例えば、１００ｍＨ程度とすることが好適である。 The inductance of the decoupling circuit 5 is preferably larger than the conventional 1.5 mH, for example, about 100 mH.
第１の実施の形態では、従来の試験法（ＩＥＣやＣＩＡＪの試験法）において、被試験機器への印加電流が均一でないため、同一の試験条件にならない問題を解決している。 In the first embodiment, in the conventional test method (IEC or CIAJ test method), since the current applied to the device under test is not uniform, the problem that the test conditions are not the same is solved.
従来の試験法の問題は、減結合回路のインダクタは１．５ｍＨ×２であるが、印加電流波形の周波数でのインピーダンスが低く、十分な減衰効果が得られないことである。そのため、被試験機器の消費電流により、印加電流比率が大きく変化する。 The problem with the conventional test method is that although the inductor of the decoupling circuit is 1.5 mH × 2, the impedance at the frequency of the applied current waveform is low and a sufficient attenuation effect cannot be obtained. Therefore, the applied current ratio varies greatly depending on the current consumption of the device under test.
このように被試験機器の内部インピーダンスによって、試験条件が変化してしまうのが問題になる。そこで、試験条件を同じにすることが求められている。 Thus, it becomes a problem that the test conditions change due to the internal impedance of the device under test. Therefore, it is required to make the test conditions the same.
本実施の形態では、減結合回路のインピーダンスを大きくすることで問題解決を図っている。ここでは、減結合回路のインダクタを１．５ｍＨから１００ｍＨ程度と大きくしている。この値は大きいほどよいのだが、後述の電源の昇圧との関係で、インダクタを大きくしすぎると、電源電圧が数ｋＶとなってしまうため、１００ｍＨ程度としている。 In the present embodiment, the problem is solved by increasing the impedance of the decoupling circuit. Here, the inductor of the decoupling circuit is increased from about 1.5 mH to about 100 mH. The larger the value, the better. However, the power supply voltage becomes several kV if the inductor is made too large in relation to the step-up of the power supply described later, so it is set to about 100 mH.
これで、サージ試験としては問題なくなるが、このように減結合回路のインピーダンスを大きくすると、被試験機器への給電電圧が下がってしまう。 Thus, although there is no problem as a surge test, when the impedance of the decoupling circuit is increased in this way, the power supply voltage to the device under test is lowered.
これは、５０Ｈｚ／６０Ｈｚの商用周波数でも、１００ｍＨ×２のインダクタは大きな抵抗値に見え、被試験機器との内部インピーダンスと、減結合回路のインピーダンスで給電電圧が分圧されるためである。 This is because a 100 mH × 2 inductor appears to have a large resistance value even at a commercial frequency of 50 Hz / 60 Hz, and the power supply voltage is divided by the internal impedance with the device under test and the impedance of the decoupling circuit.
例えば、減結合回路が１００ｍＨ×２（＝２００ｍＨ)であると、減結合回路のインピーダンスは５０Ｈｚでは約６３Ωとなる。このとき被試験機器が１０Ｗとすると内部インピーダンスは約１０００Ωとなる。 For example, when the decoupling circuit is 100 mH × 2 (= 200 mH), the impedance of the decoupling circuit is about 63Ω at 50 Hz. At this time, if the device under test is 10 W, the internal impedance is about 1000Ω.
これらが電源に直列に接続されることになるため、被試験機器には、約９４Ｖの電圧で給電されることになります。被試験装置は１００Ｖの入力電圧が必要なので、被試験装置によっては動作しない可能性がある。 Since these are connected in series to the power supply, the device under test is supplied with a voltage of about 94V. Since the device under test requires an input voltage of 100 V, it may not operate depending on the device under test.
そこで、被試験機器に１００Ｖで給電できるように、電源に予め昇圧回路を追加する。上の例では、電源電圧を１０６．３Ｖに昇圧すれば、被試験機器に１００Ｖで給電できることになる。 Therefore, a booster circuit is added to the power supply in advance so that the device under test can be fed with 100V. In the above example, if the power supply voltage is boosted to 106.3V, the device under test can be supplied at 100V.
このように、減結合回路のインダクタを大きくし、電源に昇圧回路を設けることで、同一の試験条件を提供可能になる。 Thus, the same test condition can be provided by increasing the inductor of the decoupling circuit and providing the booster circuit in the power supply.
［第２の実施の形態］
図２は、第２の実施の形態に係るサージ試験回路の一例を示す回路図である。
第２の実施の形態に係るサージ試験回路は、第１の実施の形態と同様の回路構成を有し、同一の構成要素には、同一符号を付与し、重複説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a surge test circuit according to the second embodiment.
The surge test circuit according to the second embodiment has the same circuit configuration as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same components, and redundant description is omitted.
サージ試験回路は、第１の実施の形態に係るサージ試験回路に加えて、制御回路１０を備える。制御回路１０は、電圧測定器８と昇圧回路７とに接続され、電圧測定器８で測定された電圧に基づいて昇圧回路７の出力電圧を制御する。 The surge test circuit includes a control circuit 10 in addition to the surge test circuit according to the first embodiment. The control circuit 10 is connected to the voltage measuring device 8 and the booster circuit 7, and controls the output voltage of the booster circuit 7 based on the voltage measured by the voltage measuring device 8.
例えば、制御回路１０は、電圧測定器８で測定された電圧が被試験機器１の定格電圧となるように昇圧回路７の出力電圧を自動的に制御する。 For example, the control circuit 10 automatically controls the output voltage of the booster circuit 7 so that the voltage measured by the voltage measuring device 8 becomes the rated voltage of the device under test 1.
したがって、第２の実施の形態によれば、減結合回路と被試験機器との間に介挿された電圧測定器と、電圧測定器と昇圧回路とに接続され、電圧測定器で測定された電圧に基づいて昇圧回路の出力電圧を制御する制御回路を備えることで、昇圧回路の出力電圧を人手で調整する手間が不要となる。 Therefore, according to the second embodiment, the voltage measuring instrument interposed between the decoupling circuit and the device under test, the voltage measuring instrument and the booster circuit are connected and measured by the voltage measuring instrument. By including a control circuit that controls the output voltage of the booster circuit based on the voltage, the labor of manually adjusting the output voltage of the booster circuit becomes unnecessary.
１…被試験機器
２…電源線
３Ａ、３Ｂ…結合回路
４…サージ発生器
５…減結合回路
６…絶縁トランス
７…昇圧回路
８…電圧測定器
９…装置接地（抵抗）
１０…制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
10 ... Control circuit
Claims (2)
前記電源線におけるサージ発生器の接続箇所と前記被試験機器との間に介挿された減結合回路と、
前記減結合回路と前記サージ発生器の接続箇所との間に介挿された昇圧回路と
を備え、
前記減結合回路は、前記電源線を構成する２つの線のうちの一方の線に介挿された１００ｍＨのインダクタと前記２つの線のうちの他方の線に介挿された１００ｍＨのインダクタとを備えることを特徴とするサージ試験回路。 A surge generator connected to the power line connecting the power source and the device under test;
A decoupling circuit interposed between the connection point of the surge generator in the power line and the device under test ;
A booster circuit interposed between the decoupling circuit and the connection point of the surge generator ;
The decoupling circuit includes a 100 mH inductor inserted in one of the two lines constituting the power supply line and a 100 mH inductor inserted in the other of the two lines. surge test circuit according to claim Rukoto provided.
前記電圧測定器と前記昇圧回路とに接続され、前記電圧測定器で測定された電圧に基づいて前記昇圧回路の出力電圧を制御する制御回路と
を備えることを特徴とする請求項１記載のサージ試験回路。 A voltage measuring instrument interposed between the decoupling circuit and the device under test;
The surge according to claim 1, further comprising: a control circuit that is connected to the voltage measuring device and the boosting circuit, and that controls an output voltage of the boosting circuit based on a voltage measured by the voltage measuring device. Test circuit.
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