RJ45集成磁性連接器的耐壓特性說明及其測試原則

1、標題：RJ45集成磁性連接器的耐壓特性說明及其測試原則發(fā)行日期頁 碼第 13 頁 共 13 頁1. 簡介1.1 （適用范圍）本文件適用于RJ45集成磁性組件連接器(簡稱ICM) 。例如：單口，單排多口，雙層多口，USB/RJ45，POE系列的RJ45電子連接器。1.2（目的）本文件描述了ICM產(chǎn)品耐壓的測試原理、基本原則和判定標準，以便設計、生產(chǎn)和檢驗三方統(tǒng)一思想，消除誤解，達成共識，從而進一步規(guī)范耐壓測試的標準和檢驗方法。（對于各測試儀器的操作方法，夾治具的連接和使用方法以及產(chǎn)線測試作業(yè)方法，請見相應的文件）2. 進行耐壓測試的原因：耐壓測試就是檢測產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)是否能夠承受電力系統(tǒng)的內(nèi)部過電

2、壓，正常情況下,電力系統(tǒng)中的電壓波形是正弦波.電力系統(tǒng)在運行中由于雷擊，操作，故障或電氣設備的參數(shù)配合不當?shù)仍?，引起系統(tǒng)中某些部分的電壓突然升高，大大超過其額定電壓，這就是過電壓。過電壓按其發(fā)生的原因可分為兩大類，一類是由于直接雷擊或雷電感應而引起的過電壓，稱為外部過電壓。雷電沖擊電流和沖擊電壓的幅值都很大，而且持續(xù)時間很短，破壞性極大。另一類是因為電力系統(tǒng)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)換或參數(shù)變化引起的，例如切合空載線路，切斷空載變壓器，系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生單相弧光接地等，稱為內(nèi)部過電壓。內(nèi)部過電壓是確定電力系統(tǒng)中各種電氣設備正常絕緣水平的主要依據(jù)。也就是說，產(chǎn)品的絕緣結(jié)構(gòu)的設計不但要考慮額定電壓而且要考慮產(chǎn)品使用環(huán)

3、境的內(nèi)部過電壓 ，一般來講，耐壓測試主要目的是檢查絕緣耐受工作電壓或過電壓的能力，進而檢驗產(chǎn)品設備的絕緣性能是否符合安全標準，是檢驗設備電氣安全性能的重要指標之一。3. RJ45集成磁性連接器的耐壓測試標準，規(guī)格符合IEEE802.3 標準所定，如下所示：8.3.2 MAU electrical characteristics 8.3.2.1 Electrical isolation The MAU must provide isolation between the AUI cable and the coaxial trunk cable. This isolation shall wit

4、hstand at least one of the following electrical strength tests:a) 1500Vrms at 50 to 60 Hz for 60s,applied as specified in 5.3.2 of IEC60950:1991;b) 2250Vdc for 60s, applied as specified in 5.3.2 of IEC60950:1991.c) A sequence of ten 2400V impulses of alternating polarity, applied at intervals of not

5、 less than 1 s. The shape of the impulses shall be 1.2/50 s(1.2s virtual front time, 50s virtual time of half value), as defined in IEC 60060.There shall be no isolation breakdown, as defined in 5.3.2 of IEC 60950:1991, during the test. The resistance after the lest shall be at least 2 M,measured at

6、 500Vdc. In addition, the isolation impedance between the DTE and the coaxial cable shield shall be less than 15 between 3MHz and 30MHz.4. 耐壓測試原理及方框圖4. 1 耐壓測試原理：把一個高于正常工作的電壓加在被測設備的絕緣體上，并持續(xù)一段規(guī)定的時間，如果其間的絕緣性足夠好，加在上面的電壓就只會產(chǎn)生很小的漏電流。如果一個被測設備絕緣體在規(guī)定的時間內(nèi)，其漏電電流保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，就可以確定這個被測設備可以在正常的運行條件下安全運行。進行耐壓測試時（如下圖所

7、示），技術(shù)規(guī)格不同的被測試品，測量標準也就不同。對一般被測設備，耐壓測試是測量火線與機殼之間的漏電流值。 4.2 測試系統(tǒng)有三大模塊：程控電源模塊、信號采集調(diào)理模塊和計算機控制系統(tǒng) 5. 通用耐壓測試程序介紹5.1 測試程序耐壓測試 （以華儀EXTECH7142為例：）程序設置及儀器操作方法詳見華儀EXTECH7142操作指南5.1.1打開電源。5.1.2 選擇AC或DC耐壓測試。5.1.3設置測試電壓值。l 交流1500V 或直流2250V.5.1.4設置測試電流值。l 最高測試電流限定值 = 每個port交流1mA, 或所有port直流1mA.l 最低測試電流限定值 = 交流0.05mA,

8、 或直流0mA.5.1.5 設置上升時間。l 上升時間 = 交流0.1s, 或直流5s.5.1.6 設置保持時間.l 保持時間=交流和直流60s。5.1.7 設置電弧偵測功能。l 電弧偵測靈敏度等級 = 5l 關(guān)閉電弧偵測功能5.1.8 設置連續(xù)測試。l 打開連接5.1.9 用校準盒校驗耐壓機5.1.9.1 連接方式Hi-pot tester(耐壓機) Calibration Box(校準盒)HV Terminal(高壓端子) 1.5KVac /2.25KVdc Return Terminal(低壓返回端子) GroundCONT.CHECK(連續(xù)測試端子) AC/DC Continuity測

9、試夾具僅供參考5.1.9.2 校驗耐壓機，所有測試應當提示不良。l 當轉(zhuǎn)到AC/DC fail 測試檔時，耐壓機器立即提示不良l 當轉(zhuǎn)到AC/DC pass 測試檔時，耐壓機待電壓爬升至1.02mA ，2.18KVDC,或10.56mA ，1.5KVAC時, 提示不良。(Remove the High Voltage Test lead from the Hi-pot Test Failure box and retest. The Low level Failure will come on AC or DC)5.1.10 耐壓測試方法及連接首先，使用RJ45插頭組（其終端被短接在一起）將產(chǎn)

10、品的每個Port連接起來，然后再把它連接到耐壓機的紅色高壓測試表筆。另一方面，把耐壓機的黑色低壓（零電位）測試表筆連接到產(chǎn)品外殼的一端，黑色連續(xù)掃描測試表筆連接到產(chǎn)品外殼的另一端。5.1.11 高壓測試典型的連接線路耐壓機（Hi-pot tester）高壓端 （Hi-pot）低壓端 （GND）Shorted pin1-10Shorted RJ1-RJ85.1.12 執(zhí)行耐壓測試并確認是合格還是不良。l 合格下列條件出現(xiàn)表示合格：綠燈亮，而且沒有爆破聲。l 不良下列任何一個條件出現(xiàn)就表示不良：a）紅色不良指示燈亮起，b) 耐壓測試機提示電壓崩潰，c）產(chǎn)品有爆破聲，d) 蜂鳴器隨即發(fā)出響聲.5.2

11、 備注l 在這里，所有的測試是使用RJ45插頭組（其終端被短接在一起）將產(chǎn)品的每個Port連接起來。因此應當注意：RJ45插頭磨損，接觸不可靠而引起電弧。 l 如果客戶指定了耐壓測試設備的，嚴格按客戶要求操作。而針對所有POE的產(chǎn)品，原則上都用AR5560DT（樣品測試）或AR7550DT（批量生產(chǎn)）或相近精度的儀器。 6. ICM產(chǎn)品耐壓測試的基本原則： 產(chǎn)品類型 Product Type測試工位Station耐壓測試條件Hi-pot Test Condition連接方法ConnectionPOE半成品(PCBA, Module)1500Vac, 50/60Hz, 1mA cutoff cu

12、rrent per high voltage cap, ramp 0.1s, dwell 1s, arc off.Hi-V : Lo-V = RJ contact pins including power pins : Chip side pins including HV Cap成品(Finished Goods)1500Vac, 50/60Hz, 1mA cutoff current per high voltage cap, ramp 0.1s, dwell 60s, arc off.Hi-V : Lo-V = RJ contact pins including power pins :

13、 Chip side pins including HV Cap and shieldNON-POE不帶高壓去藕電容的產(chǎn)品 (Part w/o HV cap)半成品(PCBA, Module)1500Vac, 50/60HZ, 0.5mA cutoff current, ramp 0.1s, dwell 1s, arc off.Hi-V : Lo-V = RJ contact pins : Chip side pins成品(Finished Goods)1500Vac, 50/60HZ, 0.5mA cutoff current per port, ramp 0.1s, dwell 60s,

14、arc off.Hi-V : Lo-V = RJ contact pins : Chip side pins including the shield帶高壓去藕電容的產(chǎn)品(Part with HV cap)半成品(PCBA, Module)2250Vdc, 50uA cutoff current, ramp 5s, dwell 2s, arc off.Hi-V : Lo-V = RJ contact pins : Chip side pins including HV Cap成品(Finished Goods)2250Vdc, 1mA cutoff current per product ra

15、mp 5s, dwell 60s, arc off.Hi-V : Lo-V = RJ contact pins : Chip side pins including HV Cap and shield 6.1 一般情況下，工程樣板必須經(jīng)過QA根據(jù)CD圖的Hi-pot 要求（即60S）測試后方能出貨。6.2 對于量產(chǎn)產(chǎn)品（即出貨量必須已達100K ports的產(chǎn)品），基于量產(chǎn)的合格率狀況，ME 或QA 可以另行發(fā)文更改測試保持時間和測試項目，但不能與下列要求相抵觸或超出下列要求。l 對于需DC Hi-pot(2250Vdc 60s（有其他耐壓值要求的根據(jù)客戶要求）)測試的量產(chǎn)產(chǎn)品，以port為單

16、位，當Hi-pot測試不良率 4000PPM時，且保證能將其中80%以上的Hi-pot不良品挑選出來, 根據(jù)生產(chǎn)線實際Hi-pot測試時間的合格率數(shù)據(jù)，我們可以選擇一個合適的耐壓測試保持時間作為測試規(guī)格，但最終測試保持時間不能少于2s；l 對于有特殊要求做AC Hi-pot(1500Vac 60s)測試的量產(chǎn)產(chǎn)品，Hi-pot測試如滿足以上條件同樣可以更改測試保持時間，但最終不能少于2s；l 對需同時做AC和DC Hi-pot測試的量產(chǎn)產(chǎn)品，Hi-pot測試如滿足以上條件, 可以選擇其中一種比較嚴格的Hi-pot 測試方式（AC或DC）來更改測試保持時間，但最終不能少于2s；l 如一個新產(chǎn)品與

17、一個成熟產(chǎn)品的Module完全相同，且這個成熟產(chǎn)品的耐壓測試要求已經(jīng)根據(jù)以上條件更改了耐壓測試保持時間，那么這個新產(chǎn)品可以直接引用更改后的規(guī)格作為測試要求。6.3 特殊要求的產(chǎn)品：l 客戶有特殊要求的，比如1、指定了耐壓上升時間；2、指定了漏電流的數(shù)值等；都需要嚴格按照客戶指定要求操作，不依據(jù)第6條ICM產(chǎn)品的耐壓測試的基本原則 所列條件。但耐壓測試保持時間可依照6.2所列的各條件做適當?shù)卣{(diào)整。以上所有的產(chǎn)品 (POE、NoN-POE without Hi voltage decoupling cap、NoN-POE with Hi voltage decoupling cap、Dell Pa

18、rts) ，更改后的測試條件/要求是必須滿足的最基本的要求（除非該文件改版做了更新），它以不降低產(chǎn)品的HI-POT 承受能力，減少不安全產(chǎn)品交付給客戶的風險為宗旨。對一個產(chǎn)品來說，無論是交流還是直流的耐壓測試都是一個破壞性實驗，所以在設計和大量生產(chǎn)時我們都要特別小心。7 相關(guān)問題解釋： 7.1 耐壓測試說明7.1.1 交流耐壓測試測試中止（Abort）假如交流耐壓測試正在運行之中,而按“RESET”開關(guān)或使用遙控裝置中斷測試，LCD顯示器會顯示ACW Abort,如下圖.緩升測試（RamD UP）如交流耐壓測試設定有緩升(Ramp Up)測試程序，在本分析儀讀到第一筆測試結(jié)果之前，測試的結(jié)果會

19、不斷的被更新，LCD顯示器會顯示ACW RampUp,如右圖。緩降測試(Ramp DN)如果交流耐壓測試設定有緩降（Ramp DN)測試程序,在本分析儀讀到第一筆測試結(jié)果之前，液晶顯示器會顯示DCW Ramp DN,如右圖。測試時間（DweIl)在交流耐壓測試運行時，測試的接果會不斷的被更新,在本分析儀讀到第一筆測試結(jié)果之前，LCD顯示器會顯示ACW DwelI,如右圖。漏電電流上限(Max Lmt)如被測物在做交流耐壓測試時的漏電電流量超過上限設定值,會被程式判定為漏電電流上限造成的測試失敗,LCD顯示器會顯示Max - FaIL,如下圖.短路（short)如被測物在做交流耐壓測試時,漏電電

20、流量速超過本分析儀可以量測的范圍之外，再加上本分析儀特殊的短路判定電路動作,會被程式判定為短路造成的測試失敗， LCD顯示器會顯示ACW short，如下圖。耐壓崩潰（Breakdown）如被測物在做交流耐壓測試時的漏電電流量速超過本分析儀可以量測的范圍，并且電弧的電流量也速超過本分析儀所能夠量測的正常數(shù)值之外,會被程式判定為耐壓崩潰造成的測試失敗,LCD顯示器會顯示ACW Breakdown，如下圖。漏電電流下限（Min Lmt）如被測物在做交流耐壓測試時的漏電電流量低于下限設定值, 會被程式判定為漏電電流下限造成的測試失敗，LCD顯示器會顯示MinFail，如下圖。電弧測試失敗（Arc F

21、ail)如被測物在做交流耐壓測試時的漏電電流量在設定的漏電電流上限值以內(nèi)，但是電弧的電流量超過電弧電流的設定值，造成的測試失敗，會被程式判定為被測物的電弧造成的測試失敗，LCD顯示器會顯示Arc FaiI,如下圖。測試通過（Pass）假如被測物在做交流耐壓測試時的整個過程都沒有任何異常的現(xiàn)象發(fā)生時，被設定為通過測試，LCD顯示器會顯示Pass，如下圖。7.1.2 直流耐壓測試：測試中止（Abort)如直流耐壓測試正在運行之中，而按RESET開關(guān)或使用遙控裝置中斷測試時，LCD顯示器會顯示DCW Abort,如下圖。緩升測試（Ramp UP）如果直流耐壓測試設定有緩升（Ramp Up)測試程序，

22、在本分析儀讀到第一筆測試結(jié)果之前，LCD顯示器會顯示DCW Ramp Up，如右圖緩降測試（Ramp DN）如果直流耐壓測試設定有緩降（Ramp DN)測試程序，在本分析儀讀到第一筆測試結(jié)果之前，LCD顯示器會顯示DCW Ramp DN，如右圖。測試時間（Dwell)在直流耐壓測試運行時，,測試的結(jié)果會不斷的被更新，在本分析儀讀到第一筆測試結(jié)果之前，LCD顯示器會顯示DCW Dwell，如右圖。漏電電流上限(Max Lmt)如被測物在做直流耐壓測試時的漏電電流量超過上限設定值，會被程式判定為漏電電流上限造成的測試失敗，LCD顯示器會顯示Max Fail，如下圖短路(Short)如被測物在做直流

23、耐壓測試時，漏電電流量速超過本分析儀可以量測的范圍之外，再加上本分析儀特殊的短路判定電路動作,會被程式判定為短路造成的測試失敗，LCD顯示器會顯示DCW short，如下圖。耐壓崩潰（Breakdown） 如被測物在做直流耐壓測試時的漏電電流量速超過本分析儀可以量測的范圍,并且電弧的電流量速也超過本分析儀所能夠量測的正常數(shù)值之外，會被程序判定為耐壓崩潰造成的測試失敗，LCD顯示器會顯示DCW Breakdown,如下圖。漏電電流下限(Mm Lmt)如被測物在做直流耐壓測試時的漏電電流量低于下限設定值，會被程式判定為漏電電流下限造成的測試失敗，LCD顯示器會顯示MinFail，如下圖。電弧測試失

24、敗（Arc Fail)如被測物在做直流耐壓測試時的漏電電流量在設定的漏電電流上限值以內(nèi)，但是電弧的電流量超過電弧電流的設定值,造成的測試失敗,會被程式判定為被測物的電弧造成的測試失敗，LCD顯示器會顯示Arc Fail,如下圖。測試通過（Pass）假如被測物在做直流耐壓測試時的整個過程都沒有任何異常的現(xiàn)象發(fā)生時,被認定為通過測試，LCD顯示器會顯示DCW Pass, 如下圖。7.2 在AC耐壓測試時，為何需要real current 的判斷？ 電流在輸出時，若受到較大容抗時，反應電流(reactive)會較大，而使得真實測試電流相對變小。若無法準確測量輸出電流給加以補償，會造成測試上的盲點 。7.3 在DC耐壓測試時，為何需要緩升時間？ DC耐壓測試通常會需要加上緩升時間以