¿Es seguro este optoacoplador frontal?

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Este es un seguimiento de ¿Es seguro este detector de línea?

Estoy rediseñando el front-end en base a algunos comentarios excelentes de la comunidad. He decidido pasar a la siguiente topología:

  • Lafasedelafuenteseestableceen90ºparamodelarelpeordeloscasosenqueunusuariocierrauninterruptorenlapartesuperiordelacurvadelínea;enestecaso,lastapasaúnnosecargaríanyR1+R2tendríaqueabsorbertodalaenergíadelaoleada
  • Lasobretensiónsería \ $ 168.6 \ text {V} / 1.6 \ text {k} \ Omega / 2 \ approx ~ 53 \ text {mA} \ ll 150 \ text {mA} \ $ , por lo que el opto estaría bien
  • Durante la oleada, el TVS todavía no conduciría, porque \ $ (168.6 \ text {V} / 2) +1.1 \ text {V} = 85.4 \ text {V} \ $ , que es más pequeño que Vbrmin = 86.5 V
  • Durante la sobrecarga, cada resistencia vería una potencia máxima de ~ 4.5W. Si uso el CF14JT1K60 , basado en su curva de reducción de pulso, admitiría 4W para ~ 0.1s, o 50W para ~ 1ms. Como tenemos 4W por menos de 1 ms, deberíamos estar bastante bien.
  • D2 se muestra desconectado: en realidad estaría conectado, pero quería simular el circuito como si el dispositivo de protección nunca se llevara a cabo en condiciones normales de funcionamiento. Tuve la intención de que solo se lleve a cabo si hay un transitorio por encima del voltaje de línea habitual.
  • R1 absorbe energía en el caso de un pico transitorio si D2 conduce.
  • C1 y C2 se eligen para aliviar la carga de R1 y R2, de modo que su disipación de potencia sin sobretensión típica sea pequeña y disminuya la corriente típica del opto mientras se mantiene. La intención es proporcionar unos 10mApk al opto. A 60Hz, la impedancia total es de aproximadamente

\ $ 2 \ left (1.6 \ text {k} \ Omega + \ frac 1 {2 \ pi j \ cdot 60 \ text {Hz} \ cdot 300 \ text {nF }} \derecho) \ approx 18.0 \ text {k} \ Omega \ angle -79.4º \ $

que permite ~ 9.4mApk.

  • Esto equivale a ~ 6.7mA RMS; Cada una de las resistencias disipa aproximadamente 53 mW RMS de potencia cada una. Esto está muy por debajo de los 250 mW para los que están clasificados.

Simulación transitoria

Tensiones:

Actual:

Potenciapicodelresistor:

¿Me he perdido algo? ¿Me suena mi método?

    
pregunta Reinderien

2 respuestas

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No te perdiste nada importante. Hice esto más cada mes durante 15 años en una planta de fabricación de sobretensiones. Si bien la mayoría de la gente puede reducir las curvas y tener una sola fuente de alimentación reactiva basada en RC, es conveniente duplicar la R y la C a veces, especialmente si Vin es propenso a las oleadas. Dos resistencias de 3 vatios distribuyen el calor y generalmente tienen un voltaje de ruptura de 400 voltios, por lo que 2 en serie lo hicieron 800 voltios, con un pequeño margen de seguridad.

También R disipa la corriente real como calor, por lo que incluso para 120 VCA utilizamos 2 resistencias de 18K 3W en serie con un optoacoplador de tipo AC. Para 600 VCA (productos canadienses) utilizamos 2 resistencias de 47K 3W, siempre del tipo a prueba de llamas. Solo usamos condensadores (X2) cuando necesitábamos energía real de una o más fases. No tenía más de 60 mA con un rango de 50 mA a 70 mA, por lo que la tolerancia del capacitor podría ser del 5%.

Debido a las exigencias de UL e ISO por encima de 277 VCA, TENEMOS que utilizar 2 condensadores con una capacidad nominal de 630 V CC para asegurarnos de que no era posible realizar disparos. ver este enlace sobre el problema del condensador y por qué 2 es mucho mejor que uno, incluso para el mejor grado de condensadores.

Parece que tiene una idea muy clara de cómo hacer que la detección reactiva o las fuentes de alimentación reactivas sean seguras, incluso durante un evento de oleada. Por cierto, si se usa en el panel de entrada de servicio principal, se le permite usar tierra como una ruta de retorno para la corriente, ya que la banda de neutro a tierra estaría en ese panel. Para salidas o paneles secundarios, la ruta de retorno debe ser neutral.

Desde nuestro punto de vista, el disparo directo significaba confiar en un solo condensador para que no se arquee internamente durante una oleada, por lo que los resistores de serie son obligatorios para nosotros. Limitan las corrientes de sobretensión y las corrientes de activación si la alimentación se conecta durante un pico de ciclo (90 \ $ ^ {o} \ $ ). Las resistencias protegen cualquier diodo de flujo descendente y optoacopladores al limitar las corrientes máximas posibles a su región segura. Se supone que una fuente de alimentación reactiva bien construida es segura para cortocircuitar, ya que los condensadores establecen la corriente general y las resistencias limitan las corrientes de sobretensión. También utilizamos inductores de 1 mH para bloquear RF o sobretensiones con tiempos de subida / caída bruscos.

Recuerde que los condensadores son transparentes a la radiofrecuencia y aumentos repentinos con tiempos de subida / caída bruscos, por lo que las resistencias son una póliza de seguro que funciona bien. Agregar un inductor (como un choque de RF) es una decisión de costo y espacio permitido.

    
respondido por el Sparky256
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Si todo lo que está buscando es detectar que la CA está presente dentro de límites razonables (¿cuáles son sus límites?), usaría un detector de picos basado en su TVS.

Algo como esto:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Aquí he mostrado dos esquemas, uno con una pinza de 33 V y otro con una pinza de 96 V, solo para mostrar las opciones. Obviamente solo necesitas seleccionar uno de ellos. El circuito se ejecutará bajo el simulador para ver las diferencias en el voltaje de sujeción.

LaseñalquerecibadeloptoaisladorseproduciráenunmomentodesconocidoentrelaconduccióninicialdelTVS(consuumbralvariable)yelCTRdelopto.Sinembargo,laseñalserásimétricaalrededordelpicodeondasinusoidaldelaentradadeCAa90°C,loquedeseabalograr.
Habráalgunasfluctuacionesmenoresdebidoalacapacidaddelostelevisores,porsupuesto,peroestonodeberíapreocuparleporsuaplicaciónparticular.

Sugeriríaque P6KE100CA sería una mejor opción de TVS, pero cualquiera funcionaría.

El problema de la supresión de sobretensiones lo veo separado de su problema de detección de presencia y, por supuesto, debería tener supresión de sobretensiones en la entrada de CA. Normalmente, este sería un supresor de sobretensiones VDR cerca de su entrada de CA.

    
respondido por el Jack Creasey

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