Évaluation des sources d'énergie intelligentes et non statiques : une clarification rationnelle

Jun 03, 2023

Note de l'éditeur : l'article sur lequel est basé cet article a été initialement présenté lors du Symposium international de l'IEEE 2021 sur l'ingénierie de la conformité des produits (ISPCE), organisé virtuellement en septembre 2021.

Il est reproduit ici avec l'aimable autorisation de l'IEEE. Copyright 2021, IEEE.

Les sources d'énergie deviennent de plus en plus complexes à mesure que des systèmes sont conçus pour fournir de l'énergie via des câbles de communication et d'autres câbles d'infrastructure indépendamment de l'alimentation secteur fournie par le réseau électrique. Ce document propose de clarifier comment tester et mesurer correctement la tension, le courant et la puissance par rapport à ces alimentations ou sources qui ne se comportent pas comme une source secteur statique puisque le système de contrôle est intégré dans la source d'alimentation et inclut un retour d'information de la télécommande. équipement alimenté ou câblage de distribution à la source pour maintenir un bon fonctionnement, ou même initier une sortie de puissance continue.

Des exemples de ces sources d'alimentation intelligentes ou non statiques incluent les technologies USB, Power over Ethernet (PoE), Reverse Power Feeding (RPF) et « gestion intelligente des pannes ». Ces technologies et systèmes intelligents de gestion des pannes (parfois appelés « systèmes d'alimentation gérés par les pannes ») peuvent inclure des sources qui détectent une connexion spécifiée à certains équipements distants, puis mettent sous tension et/ou déconnectent/réduisent le niveau de tension lorsqu'une condition de panne est détectée. senti. Une condition de défaut détectée peut inclure une impédance de charge ou un circuit anormal et/ou un pontage humain simulé.

L'incapacité d'effectuer des tests appropriés et d'effectuer des mesures appropriées basées sur une simple évaluation de l'équipement source peut conduire à la mise en service d'un équipement dangereux et potentiellement créer des risques de choc et d'incendie dans l'équipement ou le câblage connecté.

Il y a beaucoup de choses que nous faisons grâce à notre formation et notre expérience sans y réfléchir à deux fois ; nous appelons ces hypothèses de base et elles font partie de chaque petit élément de notre vie. Lorsqu'il s'agit de tests de sécurité des produits, on suppose toujours que l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'équipement sous test (EUT) est facilement disponible et provient d'une alimentation secteur CC ou CA. A ce titre, nous le référençons sur la plaque signalétique du produit uniquement comme l'exige la norme de sécurité, ce qui est généralement suffisant. Mais nous devons maintenant examiner cela plus en détail pour appliquer correctement l'évaluation des sorties secondaires de l'équipement testé, appelé Power Sourcing Equipment (PSE), ou l'alimentation d'un appareil distant appelé Powered Device (PD). Le processus utilisé est bien connu et généralement appelé provisionnement ou configuration, que nous utiliserons dans cette discussion. L'approvisionnement (généralement logiciel/micrologiciel) ou la configuration (généralement matériel) comprend spécifiquement la fourniture du micrologiciel/logiciel ainsi que de l'équipement de charge qui doit être réglable pour les différents tests normaux, anormaux et de défaut requis. Il peut également être nécessaire d'utiliser un équipement de support qui communique avec le PSE pour générer certaines sorties ou signaux qui doivent être mesurés.

En examinant la situation habituelle de nombreux appareils électroménagers, équipements de bureau et commerciaux monophasés alimentés par le secteur, on s'attend à ce que la source d'alimentation soit disponible dans le laboratoire de test, fournisse la tension et le courant indiqués sur la plaque signalétique et ait la capacité de gérer les courants normaux, anormaux et de défaut nécessaires au bon fonctionnement pendant les tests. L’utilisation de l’énergie brute du réseau sera certainement adéquate pour tester de tels équipements ; disposer d'une alimentation intermédiaire réglable (générateur local ou alimentation variable) nécessite un examen plus approfondi avant le début des tests. Rien de tout cela n’est même mentionné dans les normes de sécurité que nous utilisons habituellement ; il est supposé.

Lorsqu'un produit PSE alimente également des équipements en aval, il peut être difficile de le comprendre pleinement, sans faire d'hypothèses sur ses caractéristiques. Lors de l'évaluation d'un PD, l'entrée nominale (tension et courant ou puissance) doit être comprise. Cependant, pour le PSE qui alimente le PD, les normes de sécurité n'exigent généralement aucun étiquetage de ces sources. Le laboratoire de tests doit donc déterminer et comprendre les caractéristiques de la source pour évaluer une DP, et peut-être plus important encore, doit comprendre comment s'assurer que la source de sortie PSE est placée dans une situation qui permet aux tests d'être effectués d'une manière qui reproduit l’intention de la norme de sécurité. Et cela peut impliquer une connaissance considérable de l’équipement et inclure un équipement de support, un logiciel/micrologiciel spécial et même la connexion d’un PD représentatif. Ces concepts peuvent être étrangers à de nombreuses évaluations de sécurité des produits qui incluent souvent uniquement l'équipement spécifique soumis à l'évaluation. Lorsqu'un équipement supplémentaire est nécessaire, cela est souvent appelé test au niveau du système, et de nombreuses normes de sécurité sont rédigées sur la base du test d'un seul équipement unique, car l'équipement connecté en utilisation normale est souvent inconnu ou peut même ne pas être fabriqué par le même fournisseur. . Étant donné que les sources non statiques ou intelligentes utilisent des informations de contrôle supplémentaires (à une ou aux deux extrémités), celles-ci doivent être clairement divulguées et, dans la plupart des cas, des modules de transmission et de réception appropriés doivent être fournis uniquement pour que le circuit fonctionne. Tout équipement de charge nécessaire fourni s’ajoute aux autres équipements logiciels/micrologiciels d’approvisionnement/configuration qui peuvent être nécessaires.