Protección de retransmisión cuando no se pueden implementar los TVS adecuados en la carga

10

Actualmente estoy desarrollando un producto que tiene un relé SPDT simple que puede ser controlado por un operador. Para el usuario final, solo están disponibles los contactos comunes, normalmente abiertos y normalmente cerrados. El relé es accionado por circuitos en nuestro dispositivo, que tiene un diodo de retorno de retorno adecuado.

Recientemente tuvimos un problema con una de nuestras unidades prototipo en la que un técnico conectó el relé directamente a una carga inductiva, sin ningún tipo de supresión de tensión transitoria, lo que provocó que nuestras comunicaciones inalámbricas se desconectaran debido a la EMI, y probablemente también resultó en arcos de contacto.

Después de asegurarse de que el problema se debió a un pico inductivo, se resolvió rápidamente conectando un diodo de retorno de retorno adecuado a la carga.

Mientras en esta situación teníamos control sobre las cargas que estábamos conectando, esto me hizo darme cuenta de que no puedo confiar en que nuestros usuarios finales realmente instalarán dispositivos adecuados de supresión de voltaje transitorio cuando use nuestro producto con cargas inductivas, sin importar la cantidad de advertencias y esquemas de aplicaciones típicas que podemos ofrecer.

Ahora, obviamente, hay muchas soluciones para el aumento inductivo, pero el conjunto particular de situaciones en las que debe funcionar este dispositivo hace que sea muy difícil implementar TVS:

1) El relé es un relé SPDT de propósito general clasificado para 250VAC / 120VAC @ 10A o 30VDC 8A. Esto significa que los circuitos de TVS deben poder manejar tanto CA (red o no) como CC, y corrientes de hasta 10A. Esto hace que sea imposible encontrar un fusible PTC, ya que la mayoría no manejará el voltaje de la red, especialmente a 10A.

2) El dispositivo se instalará en lugares donde será imposible reemplazar algo, y la seguridad es una preocupación importante para nosotros. Si el cliente no instala un fusible y el relé falla en corto (lo que es raro, pero puede suceder), probablemente nos culparán. Esto también significa que no puedo usar MOV, tubos de descarga de gas o cualquier otro dispositivo de TVS con vida útil limitada.

3) Los dispositivos de TVS nunca deben fallar en corto, y si lo hacen, debo asegurarme de proteger la carga contra un cortocircuito como ese.

He intentado una simulación de una red de amortiguamiento RC, pero esto solo no hará nada con cargas inductivas lo suficientemente grandes. Además, usar condensadores más grandes significa más pérdidas cuando se trabaja con CA. Idealmente, 1nF daría suficiente impedancia (por encima de 1Mohm @ 50 / 60Hz) para hacer que cualquier pérdida sea insignificante.

Aquíestánlosresultadosdeunasimulaciónconunagrancargainductiva.Elcambiodelosvaloresdelaresistenciayelcondensadorsoloafectaeltiempoquetardanlasoscilacionesenestablecerseynoelpicodetensión,loqueseguramentemataráacualquierresistenciaocondensador,oarquearáloscontactos.

Losdispositivoszenback-to-backjuntoconunareddeamortiguadorRClimitanefectivamenteelpicodevoltaje,perocomotienenquebloquearelvoltajedelared,deberíanbloquearmásdeaprox.350V(voltajemáximodelared)hastaquecomenzaranaconducir,ymetemoquetodavíaesunpicolosuficientementealtocomoparamatarcualquiercomunicacióninalámbricacercanaconEMI.

Entonces, ¿estoy completamente desesperado en esta situación?

¿Hay otros dispositivos / técnicas de TVS que pueda usar en tal situación? Si es así, ¿puedo garantizar que no fallarán en corto, o al menos que podré proteger contra un dispositivo de TVS en cortocircuito?

¿O es solo un amortiguador RC realmente una buena solución para este problema? Si es así, ¿por qué? ¿Y cómo puedo seleccionar las partes apropiadas para esto?

Recuerde que no tengo acceso a la carga real y no puedo hacer suposiciones sobre cómo un usuario podría conectar la carga.

    
pregunta Chi

2 respuestas

11

Pasé los últimos 15 años en la industria de TVSS. Siga las normas de UL e ISO y agregue etiquetas para advertir al cliente que la negligencia o el abuso puede resultar en una garantía anulada.

Habiendo dicho todo eso, para las clasificaciones que otorgó, lo enviaría con un MOV de 40 mm que tiene una clasificación de al menos 10 kA o 20 kA 275 VCA, en ambos N.O. y conexiones N.C. (2 MOV's total). Se fijará con fuerza a 420 VCA / CC o menos. Una solución muy costosa es usar sidacs gigantes, y tienen un fuerte descenso en el voltaje máximo permitido. 275 VCA / CC significa exactamente eso, pero pueden costar $ 40 USD cada uno.

También consideraría la protección del 'retroceso' de la bobina del relé, pero un diodo o MOV de 20 mm funcionará bien.

Existen MOV con protección térmica (TPMOV), pero no para ventas de venta libre. Obtener un proveedor externo para la supresión de sobretensiones sería muy costoso, ya que estos productos tienen un alto costo de mano de obra.

Probaría primero el MOV de 40 mm 275 VCA / CC. Pueden tomar 15 'hits' de 20 kA (más de 2 horas) y seguir pasando la prueba de 1 mA.

SNUBBERS: los amortiguadores RC en los circuitos de CA no son una buena idea, ya que permiten que una pequeña cantidad de corriente de CA pase por alto el relé, incluso si está APAGADO. No saber si el usuario final va a utilizar CA o CC significa jugar de forma segura y evitarlos. No pueden hacer lo que hace un MOV o Sidac.

NOTAS: los MOV y Sidacs solo ven el retroceso, o la corriente de subida, que es un breve aumento de 20 uS o menos. No ven la corriente de funcionamiento normal ya que están en un modo de resistencia muy alta. Solo los contactos del relé ven la corriente de 'ejecución'.

Si la corriente de 'arranque' está soldando los contactos, entonces necesita un relé con una clasificación de corriente de contacto más alta. Agregue un margen de seguridad del 50% para una larga vida útil. Utilice un relé estanco a la humedad si es posible.

Las plantas que procesan productos cítricos como el jugo de naranja tienen una atmósfera ácida que corroe el acero y el cobre rápidamente.

Fusionado: Debo agregar que el fusible adecuado para un MOV de 40 mm o un Sidac grande es un fusible clasificado de 30 amperes y 600 voltios 200 kA. Vienen en una caja de diez por alrededor de $ 50 USD. no son fusibles baratos, ya que están hechos con una tira de platino perforada, específica para soplar en oleadas severas rápidamente, pero tolera las corrientes de arranque del motor. Puede utilizar portafusibles de bloqueo en línea. Estos cumplen con las especificaciones UL1449 editons 3 y 4 para fusionar MOV de 40 mm. Un enlace a los fusibles correctos:

enlace

    
respondido por el Sparky256
1
  

Recientemente tuvimos un problema con una de nuestras unidades prototipo en la que un técnico conectó el relé directamente a una carga inductiva, sin ningún tipo de supresión de tensión transitoria ...

Puede proteger el relé con un varistor de óxido metálico (MOV), pero aparte de eso, no hay mucho que pueda hacer que no elimine las ventajas de ser un relé.

Le sugiero que cambie su especificación indicando explícitamente que es un relé de control, no un relé de potencia. Sería muy conservador con las cargas nominales máximas.

    
respondido por el Jeroen3

Lea otras preguntas en las etiquetas