Adaptando a segurança à potência de frequência de áudio

Nota: Esta dica técnica pressupõe uma familiaridade básica com a injeção de ripple de frequência de áudio na energia elétrica de entrada do equipamento de acordo com padrões como MIL-STD-461 CS01/CS101, RTCA/DO-160 seção 18 e ISO 11452-10 ( precedido de SAE J 1113/2) (Referências 1-8).

Esta dica técnica apresenta maneiras mais seguras de realizar testes de suscetibilidade conduzidos por frequência de áudio do que a abordagem padrão descrita nas Referências 1-8. "Mais seguro" aqui significa reduzir a probabilidade de danificar acidentalmente o artigo de teste, seja por excesso de teste ou indução de instabilidade na fonte de alimentação de modo comutado interno do artigo de teste ou causando um desligamento do amplificador de áudio, resultando em possível instabilidade no fonte de alimentação de modo comutado interno do artigo de teste.

Essas são sempre considerações importantes, mas especialmente quando o artigo de teste é um item único cuja entrega está no caminho crítico do cronograma do programa. Finalmente, o problema de estabilidade é mais pronunciado quando o artigo de teste sai de um barramento CC, porque os conversores CC/CC tendem a ter capacitores de retenção muito menores na frente do que se a tampa que fornece a função de retenção também tiver que suavizar a ondulação de um barramento CA de 50/60/400 Hz.

Um excelente exemplo de uma carga sensível saindo de um barramento CC é o equipamento usado em espaçonaves e veículos de lançamento. Além disso, podem ser itens únicos em que a unidade de voo real está sendo qualificada para EMI.

As referências 1-8 fornecem limites e métodos de teste semelhantes. Os limites de suscetibilidade conduzidos por áudio da nave espacial e os métodos de teste são baseados em várias questões de MIL-STD-461/-462, Referências 1-5 (viz. AIAA S-121, Referência 9). Conforme encontrado na Referência 9, a maioria dos limites de suscetibilidade conduzidos por áudio de espaçonaves são ajustados muito abaixo dos limites encontrados em qualquer uma das Referências 3-5, pelas razões descritas na Referência 10.

Outra diferença entre as Referências 1-5 e as derivadas da espaçonave é que as derivadas da espaçonave tendem a calcular um limite de potência com base no limite de tensão CC, enquanto MIL-STD-461 CS01/CS101 usa a potência do limite de ondulação mais alto para potencial mais alto (ac ) ônibus. Isso resulta no uso de amplificadores de pelo menos 100 W de saída e geralmente de 300 W ou mais. Além disso, muitos desses amplificadores têm impedâncias de saída bastante baixas, de modo que podem fornecer muito mais do que a potência pré-calibrada se a impedância de entrada do artigo de teste cair abaixo de 0,5 Ω. Para promover a segurança, é aconselhável não usar mais energia do que o absolutamente necessário e ter uma impedância de saída em torno de 2 Ω (que se transforma em 0,5 Ω nos enrolamentos do transformador de acoplamento).

A Solar Electronics costumava fornecer amplificadores e osciladores de potência de áudio com uma impedância de saída de 2,4 Ω, mas eles não vendem mais fontes de áudio ou amplificadores. Ao usar um amplificador com (normalmente) menor impedância de saída, resistência adicional pode ser adicionada em série entre a saída do amplificador e a entrada do lado primário do transformador de acoplamento. Isso protege o artigo de teste da corrente de ondulação de entrada excessiva, mas também protege o próprio amplificador de uma condição de curto-circuito que pode causar o disparo do circuito de proteção. Quando um amplificador desliga para se proteger, ele pode realmente danificar o artigo de teste porque, se o lado primário do transformador de acoplamento estiver em circuito aberto, o lado secundário parecerá um indutor de um milihenry em série entre a fonte de energia e o artigo de teste (Referência 1, página 33-34). Se o artigo de teste tiver desacoplamento capacitivo insuficiente na frente de seu conversor CC/CC, ele pode ficar instável, consumindo muita corrente de modo comutado através do secundário do transformador de acoplamento. Isso causou danos às fontes de alimentação do hardware de voo (espacial).

Um benefício adicional para um resistor de saída em série em um amplificador de baixa impedância de saída é proteger esse amplificador da ondulação CA refletida quando o artigo de teste é alimentado por um barramento de força CA (50/60/400 ciclos). Se o resistor adicionado for grande em relação à impedância de saída real do amplificador, a maior parte da ondulação CA refletida cai no resistor adicionado, não na própria saída do amplificador.