インテリジェントな非静的電源の評価: 合理的な説明

Jun 03, 2023

編集者注: この記事の基になっている論文は、2021 年 9 月にバーチャルで開催された 2021 IEEE International Symposium on Product Compliance Engineering (ISPCE) で元々発表されたものです。

IEEE の好意的な許可を得てここに転載します。 著作権 2021、IEEE。

電力網から供給される主電源とは独立して、通信ケーブルやその他のインフラストラクチャのケーブル配線を介して電力を供給するシステムが考案されるにつれて、電源はより複雑になっています。 この文書では、制御システムが電源に組み込まれており、リモートからのフィードバックが含まれているため、静的主電源として動作しないこれらの電源または電源に関して、電圧、電流、および電力を適切にテストおよび測定する方法を明確にすることを提案します。適切な動作を維持したり、連続的な電力出力を開始したりするために、受電装置や電源への配電ケーブルを接続します。

これらのインテリジェントまたは非静的電源の例には、USB、パワー オーバー イーサネット (PoE)、逆給電 (RPF)、および「インテリジェント障害管理」テクノロジーが含まれます。 これらのテクノロジーおよびインテリジェント障害管理システム (「障害管理電源システム」と呼ばれることもあります) には、一部のリモート機器への指定された接続を感知して電源をオンにしたり、障害状態が発生したときに電圧レベルを切断または低下させたりするソースが含まれる場合があります。感じた。 検出された障害状態には、異常な負荷インピーダンスまたは回路、および/またはシミュレートされた人間によるブリッジが含まれる可能性があります。

ソース機器の評価のみに基づいて適切なテストを実行し、適切な測定を行うことができないと、機器が安全でない状態で使用されることになり、機器または接続されたケーブルに感電や火災の危険が生じる可能性があります。

私たちがトレーニングや経験から深く考えずに実行していることはたくさんあります。 私たちはこれらを基本的な仮定と呼び、それらは私たちの生活のあらゆる部分の一部です。 製品の安全性テストに関しては、被試験装置 (EUT) の実行に必要な電力がすぐに利用でき、DC または AC の主電源から供給されるという前提が常にあります。 そのため、当社では安全規格の要求に応じて製品銘板にのみ記載しており、一般的にはこれで十分です。 しかし、給電装置 (PSE) と呼ばれるテスト対象機器からの二次出力、または受電装置 (PD) と呼ばれるリモート デバイスへの電力の評価を適切に適用するには、これをより詳細に検討する必要があります。 使用されるプロセスはよく知られており、通常はプロビジョニングまたは構成と呼ばれ、この説明ではこれを使用します。 プロビジョニング (通常はソフトウェア/ファームウェア) または構成 (通常はハードウェア) には、ファームウェア/ソフトウェアに加えて、必要なさまざまな正常、異常、および障害のテストに合わせて調整する必要がある負荷機器の提供が含まれます。 また、測定が必要な特定の出力または信号を生成するために、PSE と通信するサポート機器を使用する必要がある場合もあります。

主電源から電力を受ける多くの家電製品、オフィスおよび商業用の単相機器の通常の状況を調べると、電源がテスト ラボで利用可能であり、必要な銘板の電圧と電流を提供し、処理能力を備えていることが期待されます。テスト中の適切な動作に必要な正常電流、異常電流、および障害電流。 このような機器のテストには、生のグリッド電力を使用することで確かに十分です。 中間の調整可能な電源 (ローカル発電機または可変電源) がある場合は、テストを開始する前にさらに精査する必要があります。 このことは、私たちが通常使用する安全基準にも記載されていません。 それが想定されます。

PSE 製品が下流の機器にも電力を供給する場合、特性を仮定せずに PSE 製品を完全に理解するのは難しい場合があります。 PD を評価する場合、定格入力 (電圧と電流または電力) を理解する必要があります。 ただし、PD に電力を供給している PSE の場合、安全基準では通常、これらの電源のラベルを付ける必要はありません。 したがって、テストラボは、PD を評価するためにソースの特性を判断して理解する必要があり、おそらくより重要なのは、PSE 出力ソースを、次のような方法でテストを実行できる状況に確実に置く方法を理解する必要があることです。安全規格の意図を再現しています。 これには、サポート機器、特別なソフトウェア/ファームウェア、さらには代表的な PD の接続など、機器に関するかなりの知識が必要となる場合があります。 これらの概念は、多くの場合、評価のために提出された特定の機器のみを含む多くの製品安全性評価には馴染みのないものである可能性があります。 追加の機器が必要な場合、これはシステムレベルテストと呼ばれることが多く、通常の使用で接続されている機器は不明であることが多く、同じベンダーによって製造されていないこともあるため、多くの安全規格は単一の固有の機器のテストに基づいて作成されています。 。 非静的またはインテリジェントなソースは追加の制御情報を (一方または両方の端で) 使用するため、これを明確に開示する必要があり、ほとんどの場合、回路を動作させるためだけに適切な送信および受信モジュールが提供されます。 必要な負荷機器は、必要となる可能性のある他のプロビジョニング/設定ソフトウェア/ファームウェア機器に加えて提供されます。