RJ45集成磁性连接器的耐压特性说明及其测试原则.docx

RJ45集成磁性连接器的耐压特性说明及其测试原则.docx

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RJ45集成磁性连接器的耐压特性说明及其测试原则

1.简介

1.1（适用范围）

本文件适用于RJ45集成磁性组件连接器（简称ICM）。

例如：

单口，单排多口，双层多口，USB/RJ45，POE系列的RJ45电子连接器。

1.2（目的）

本文件描述了ICM产品耐压的测试原理、基本原则和判定标准，以便设计、生产和检验三方统一思想，消除误解，达成共识，从而进一步规范耐压测试的标准和检验方法。

（对于各测试仪器的操作方法，夹治具的连接和使用方法以及产线测试作业方法，请见相应的文件）

2.进行耐压测试的原因：

耐压测试就是检测产品绝缘结构是否能够承受电力系统的内部过电压，正常情況下,电力系统中的电压波形是正弦波.电力系统在运行中由于雷击，操作，故障或电气设备的参数配合不当等原因，引起系统中某些部分的电压突然升高，大大超过其额定电压，这就是过电压。

过电压按其发生的原因可分为两大类，一类是由于直接雷击或雷电感应而引起的过电压，称为外部过电压。

雷电冲击电流和冲击电压的幅值都很大，而且持续时间很短，破坏性极大。

另一类是因为电力系统内部的能量转换或参数变化引起的，例如切合空载线路，切断空载变压器，系统内发生单相弧光接地等，称为内部过电压。

内部过电压是确定电力系统中各种电气设备正常绝缘水平的主要依据。

也就是说，产品的绝缘结构的设计不但要考虑额定电压而且要考虑产品使用环境的内部过电压，一般来讲，耐压测试主要目的是检查绝缘耐受工作电压或过电压的能力，进而检验产品设备的绝缘性能是否符合安全标准，是检验设备电气安全性能的重要指标之一。

3.RJ45集成磁性连接器的耐压测试标准，规格符合IEEE802.3标准所定，如下所示：

8.3.2MAUelectricalcharacteristics

8.3.2.1Electricalisolation

TheMAUmustprovideisolationbetweentheAUIcableandthecoaxialtrunkcable.Thisisolationshallwithstandatleastoneofthefollowingelectricalstrengthtests:

a）1500Vrmsat50to60Hzfor60s,appliedasspecifiedin5.3.2ofIEC60950:

1991;

b）2250Vdcfor60s,appliedasspecifiedin5.3.2ofIEC60950:

1991.

c）Asequenceoften2400Vimpulsesofalternatingpolarity,appliedatintervalsofnotlessthan1s.Theshapeoftheimpulsesshallbe1.2/50μs（1.2μsvirtualfronttime,50μsvirtualtimeofhalfvalue）,asdefinedinIEC60060.

Thereshallbenoisolationbreakdown,asdefinedin5.3.2ofIEC60950:

1991,duringthetest.Theresistanceafterthelestshallbeatleast2MΩ,measuredat500Vdc.Inaddition,theisolationimpedancebetweentheDTEandthecoaxialcableshieldshallbelessthan15Ωbetween3MHzand30MHz.

4.耐压测试原理及方框图

4.1耐压测试原理：

把一个高于正常工作的电压加在被测设备的绝缘体上，并持续一段规定的时间，如果其间的绝缘性足够好，加在上面的电压就只会产生很小的漏电流。

如果一个被测设备绝缘体在规定的时间内，其漏电电流保持在规定的范围内，就可以确定这个被测设备可以在正常的运行条件下安全运行。

进行耐压测试时（如下图所示），技术规格不同的被测试品，测量标准也就不同。

对一般被测设备，耐压测试是测量火线与机壳之间的漏电流值。

4.2测试系统有三大模块：

程控电源模块、信号采集调理模块和计算机控制系统

5.通用耐压测试程序介绍

5.1测试程序

耐压测试（以华仪EXTECH7142为例：

）程序设置及仪器操作方法详见《华仪EXTECH7142操作指南》

5.1.1打开电源。

5.1.2选择AC或DC耐压测试。

5.1.3设置测试电压值。

●交流1500V或直流2250V.

5.1.4设置测试电流值。

●最高测试电流限定值=每个port交流1mA,或所有port直流1mA.

●最低测试电流限定值=交流0.05mA,或直流0mA.

5.1.5设置上升时间。

●上升时间=交流0.1s,或直流5s.

5.1.6设置保持时间.

●保持时间=交流和直流60s。

5.1.7设置电弧侦测功能。

●电弧侦测灵敏度等级=5

●关闭电弧侦测功能

5.1.8设置连续测试。

●打开连接

5.1.9用校准盒校验耐压机

5.1.9.1连接方式

Hi-pottester（耐压机）CalibrationBox（校准盒）

HVTerminal（高压端子）1.5KVac/2.25KVdc

ReturnTerminal（低压返回端子）Ground

CONT.CHECK（连续测试端子）AC/DCContinuity

测试夹具仅供参考

5.1.9.2校验耐压机，所有测试应当提示不良。

●当转到AC/DCfail测试档时，耐压机器立即提示不良

●当转到AC/DCpass测试档时，耐压机待电压爬升至1.02mA，2.18KVDC,或10.56mA，1.5KVAC时,提示不良。

（RemovetheHighVoltageTestleadfromtheHi-potTestFailureboxandretest.TheLowlevelFailurewillcomeonACorDC）

5.1.10耐压测试方法及连接

首先，使用RJ45插头组（其终端被短接在一起）将产品的每个Port连接起来，然后再把它连接到耐压机的红色高压测试表笔。

另一方面，把耐压机的黑色低压（零电位）测试表笔连接到产品外壳的一端，黑色连续扫描测试表笔连接到产品外壳的另一端。

5.1.11高压测试典型的连接线路

5.1.12执行耐压测试并确认是合格还是不良。

●合格–下列条件出现表示合格：

绿灯亮，而且没有爆破声。

●不良–下列任何一个条件出现就表示不良：

a）红色不良指示灯亮起，b）耐压测试机提示电压崩溃，c）产品有爆破声，d）蜂鸣器随即发出响声.

5.2备注

●在这里，所有的测试是使用RJ45插头组（其终端被短接在一起）将产品的每个Port连接起来。

因此应当注意：

RJ45插头磨损，接触不可靠而引起电弧。

●如果客户指定了耐压测试设备的，严格按客户要求操作。

而针对所有POE的产品，原则上都用AR5560DT（样品测试）或AR7550DT（批量生产）或相近精度的仪器。

6.ICM产品耐压测试的基本原则：

产品类型

ProductType

测试工位

Station

耐压测试条件

Hi-potTestCondition

连接方法

Connection

POE

半成品

（PCBA,Module）

1500Vac,50/60Hz,1mAcutoffcurrentperhighvoltagecap,ramp0.1s,dwell1s,arcoff.

Hi-V:

Lo-V=

RJcontactpinsincludingpowerpins:

ChipsidepinsincludingHVCap

成品

（FinishedGoods）

1500Vac,50/60Hz,1mAcutoffcurrentperhighvoltagecap,ramp0.1s,dwell60s,arcoff.

Hi-V:

Lo-V=

RJcontactpinsincludingpowerpins:

ChipsidepinsincludingHVCapandshield

NON-POE

不带高压去藕电容的产品

（Partw/oHVcap）

半成品

（PCBA,Module）

1500Vac,50/60HZ,0.5mAcutoffcurrent,ramp0.1s,dwell1s,arcoff.

Hi-V:

Lo-V=

RJcontactpins:

Chipsidepins

成品

（FinishedGoods）

1500Vac,50/60HZ,0.5mAcutoffcurrentperport,ramp0.1s,dwell60s,arcoff.

Hi-V:

Lo-V=

RJcontactpins:

Chipsidepinsincludingtheshield

带高压去藕电容的产品

（PartwithHVcap）

半成品

（PCBA,Module）

2250Vdc,50uAcutoffcurrent,ramp5s,dwell2s,arcoff.

Hi-V:

Lo-V=

RJcontactpins:

ChipsidepinsincludingHVCap

成品

（FinishedGoods）

2250Vdc,1mAcutoffcurrentperproductramp5s,dwell60s,arcoff.

Hi-V:

Lo-V=

RJcontactpins:

ChipsidepinsincludingHVCapandshield

6.1一般情况下，工程样板必须经过QA根据CD图的Hi-pot要求（即60S）测试后方能出货。

6.2对于量产产品（即出货量必须已达100Kports的产品），基于量产的合格率状况，ME或QA可以另行发文更改测试保持时间和测试项目，但不能与下列要求相抵触或超出下列要求。

●对于需DCHi-pot（2250Vdc60s（有其他耐压值要求的根据客户要求））测试的量产产品，以port为单位，当Hi-pot测试不良率≤4000PPM时，且保证能将其中80%以上的Hi-pot不良品挑选出来,根据生产线实际Hi-pot测试时间的合格率数据，我们可以选择一个合适的耐压测试保持时间作为测试规格，但最终测试保持时间不能少于2s；

●对于有特殊要求做ACHi-pot（1500Vac60s）测试的量产产品，Hi-pot测试如满足以上条件同样可以更改测试保持时间，但最终不能少于2s；

●对需同时做AC和DCHi-pot测试的量产产品，Hi-pot测试如满足以上条件,可以选择其中一种比较严格的Hi-pot测试方式（AC或DC）来更改测试保持时间，但最终不能少于2s；

●如一个新产品与一个成熟产品的Module完全相同，且这个成熟产品的耐压测试要求已经根据以上条件更改了耐压测试保持时间，那么这个新产品可以直接引用更改后的规格作为测试要求。

6.3特殊要求的产品：

●客户有特殊要求的，比如

1、指定了耐压上升时间；

2、指定了漏电流的数值等；

都需要严格按照客户指定要求操作，不依据第6条《ICM产品的耐压测试的基本原则》所列条件。

但耐压测试保持时间可依照6.2所列的各条件做适当地调整。

以上所有的产品（POE、NoN-POEwithoutHivoltagedecouplingcap、NoN-POEwithHivoltagedecouplingcap、DellParts），更改后的测试条件/要求是必须满足的最基本的要求（除非该文件改版做了更新），它以不降低产品的HI-POT承受能力，减少不安全产品交付给客户的风险为宗旨。

对一个产品来说，无论是交流还是直流的耐压测试都是一个破坏性实验，所以在设计和大量生产时我们都要特别小心。

7．相关问题解释：

7.1耐压测试说明

7.1.1交流耐压测试

测试中止（Abort）

假如交流耐压测试正在运行之中,而按“RESET”开关或使用遥控装置中断测试，LCD显示器会显示ACWAbort,如下图.

缓升测试（RamDUP）

如交流耐压测试设定有缓升（RampUp）测试程序，

在本分析仪读到第一笔测试结果之前，测试的结果

会不断的被更新，LCD显示器会显示ACWRamp

Up,如右图。

缓降测试（RampDN）

如果交流耐压测试设定有缓降（RampDN）测试程

序,在本分析仪读到第一笔测试结果之前，液晶显

示器会显示DCWRampDN,如右图。

测试时间（DweIl）

在交流耐压测试运行时，测试的接果会不断的被更

新,在本分析仪读到第一笔测试结果之前，LCD显

示器会显示ACWDwelI,如右图。

漏电电流上限（MaxLmt）

如被测物在做交流耐压测试时的漏电电流量超过上限设定值,会被程式判定为漏电电流上限造成的测试失败,LCD显示器会显示Max-FaIL,如下图.

短路（short）

如被测物在做交流耐压测试时,漏电电流量速超过本分析仪可以量测的范围之外，再加上本分析仪特殊的短路判定电路动作,会被程式判定为短路造成的测试失败，LCD显示器会显示ACWshort，如下图。

耐压崩溃（Breakdown）

如被测物在做交流耐压测试时的漏电电流量速超过本分析仪可以量测的范围，并且电弧的电流量也速超过本分析仪所能够量测的正常数值之外,会被程式判定为耐压崩溃造成的测试失败,LCD显示器会显示ACWBreakdown，如下图。

漏电电流下限（MinLmt）

如被测物在做交流耐压测试时的漏电电流量低于下限设定值,会被程式判定为漏电电流下限造成的测试失败，LCD显示器会显示Min~Fail，如下图。

电弧测试失败（ArcFail）

如被测物在做交流耐压测试时的漏电电流量在设定的漏电电流上限值以内，但是电弧的电流量超过电弧电流

的设定值，造成的测试失败，会被程式判定为被测物的电弧造成的测试失败，LCD显示器会显示ArcFaiI,如下图。

测试通过（Pass）

假如被测物在做交流耐压测试时的整个过程都没有任何异常的现象发生时，被设定为通过测试，LCD显示器会显示Pass，如下图。

7.1.2直流耐压测试：

测试中止（Abort）

如直流耐压测试正在运行之中，而按RESET开关或使用遥控装置中断测试时，LCD显示器会显示DCWAbort,如下图。

缓升测试（RampUP）

如果直流耐压测试设定有缓升（RampUp）测试程序，

在本分析仪读到第一笔测试结果之前，

LCD显示器会显示DCWRampUp，如右图

缓降测试（RampDN）

如果直流耐压测试设定有缓降（RampDN）测试程序，

在本分析仪读到第一笔测试结果之前，

LCD显示器会显示DCWRampDN，如右图。

测试时间（Dwell）

在直流耐压测试运行时，,测试的结果会不断的被更新，

在本分析仪读到第一笔测试结果之前，

LCD显示器会显示DCWDwell，如右图。

漏电电流上限（MaxLmt）

如被测物在做直流耐压测试时的漏电电流量超过上限设定值，会被程式判定为漏电电流上限造成的测试失败，LCD显示器会显示Max–Fail，如下图

短路（Short）

如被测物在做直流耐压测试时，漏电电流量速超过本分析仪可以量测的范围之外，再加上本分析仪特殊的短路判定电路动作,会被程式判定为短路造成的测试失败，LCD显示器会显示DCWshort，如下图。

耐压崩溃（Breakdown）

如被测物在做直流耐压测试时的漏电电流量速超过本分析仪可以量测的范围,并且电弧的电流量速也超过本分析仪所能够量测的正常数值之外，会被程序判定为耐压崩溃造成的测试失败，LCD显示器会显示DCWBreakdown,如下图。

漏电电流下限（MmLmt）

如被测物在做直流耐压测试时的漏电电流量低于下限设定值，会被程式判定为漏电电流下限造成的测试失败，LCD显示器会显示Min~Fail，如下图。

电弧测试失败（ArcFail）

如被测物在做直流耐压测试时的漏电电流量在设定的漏电电流上限值以内，但是电弧的电流量超过电弧电流的设定值,造成的测试失败,会被程式判定为被测物的电弧造成的测试失败，LCD显示器会显示ArcFail,如下图。

测试通过（Pass）

假如被测物在做直流耐压测试时的整个过程都没有任何异常的现象发生时,被认定为通过测试，LCD显示器会显示DCWPass,如下图。

7.2在AC耐压测试时，为何需要realcurrent的判断？

电流在输出时，若受到较大容抗时，反应电流（reactive）会较大，而使得真实测试电流相对变小。

若无法准确测量输出电流给加以补偿，会造成测试上的盲点。

7.3在DC耐压测试时，为何需要缓升时间？

DC耐压测试通常会需要加上缓升时间以及放电时间，因为大多的DUT具有电容性而会导致充电电流产生。

为了使充电变位电流（chargecurrent）稳定，需要缓升时间来缓冲，才不会因充电电流而导致漏电流过高，而判断为不良品（FAIL）。

7.4在做耐压测试时，为何需要缓降时间？

耐压测试会使DUT充电，因此在耐压测试结束时需一段时间来进行放电，优良的耐压测试设备会将放电时间减至最少，并且在未达放电标准前会明显标示危险警告，以防止测试人员不当接触而受到电气伤害。

8.耐压测试注意事项:

8.1使用的环境条件要求:

温度:

0°-40℃（32°-104°F）相对湿度:

10-80%

8.2工作场所:

尽可能使用非导电材质的工作桌工作台,操作人员和待测物之间不得使用任何金属。

在耐压测试工序必须特别标明"高压测试工作站"。

8.3操作人员规定:

必须由训练合格的人员使用和操作,操作人员不可穿有金属的衣服或佩戴金属的手饰和手表.（金属饰物很容易造成意外的触电）。

8.4医学规定：

耐压测试仪器绝对不能让有心脏病或配戴心律调整器人员操作。

8.5绝对不可在带电的电路上或设备上使用耐压测试器。

8.6ARC电弧侦测灵敏度有如下9个等级，根据需要选择，一般选择LEVEL5.

注:

选取档案时请注意电流的单位,电流换算单位1A=103mA=106uA

9．参考文件

1.IEEE802.32002

2.IEEE802.3ab1999

3.IEEE802.3af2003

4.IEEE802.3at2009

5.IEC60950：

1991

6.饶利军RJ45连接器电气参数测试方法及原理2005年2月

7.饶利军RJ45综合磁性连接器的耐压测试指南2008年5月