diodo TVS para protección contra sobretensiones: ¿cómo funciona más allá del punto Ipp?

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Necesito proteger el esquema del voltaje transitorio de sobretensión 1,0 kV 1.2 / 50 (modelo de sobretensión estándar).

Para lograr esto, planeé usar dos televisores SMBJ200CA en serie en la entrada y hacer que todos los circuitos siguientes soporten hasta 800 V de voltaje:

Tengounarchivodequeesteesquemafuncionarábien.Sinembargo,TVStrabajaráeneláreanoespecificada.Déjameexplicarte:

Enla hoja de datos se especificó que la tensión de cierre (Vc) de esta parte es 324V y la corriente en este punto (Ipp) debe ser 1.9A:

Simiromásenlahojadedatos,veréelgráficodevoltajeacorrientequeterminaconelpuntoVc/Ipp:

Revisé las hojas de datos de Littlefuse, Bourns y SMC Diode Solutions para obtener información sobre cómo se comportará más allá de este punto: no hay información :(

Creo que 1,9 amperios definitivamente no es suficiente para la protección. Calculé que la situación actual en el peor de los casos debería ser de hasta 500 amperios, 250 veces más de lo especificado y no tengo una fuente de estimación.

Lo único que puedo hacer: poner a prueba el (los) dispositivo (s) real (es) hasta su destrucción y hacer una estimación sobre estas pruebas. Pero no me gusta usar ningún dispositivo en condiciones no especificadas, ya que no puedo estar seguro de estas especificaciones.

Escribiría las preguntas de la siguiente manera:

  1. ¿Compartes mi opinión de que este esquema funcionará bien en el mundo real?
  2. ¿Es TVS un dispositivo adecuado para este propósito? ¿O debería agregar algo adicional al esquema para hacerlo más confiable (o mover los puntos de trabajo al área especificada)? No me gustan los varistores, ya que son grandes, caros y resistentes al fuego.
  3. Por favor comparta cualquiera de sus pensamientos sobre el tema ...
pregunta Roman Matveev

2 respuestas

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1) no, su fuente es una fuente de voltaje ideal . Cada fuente en el mundo real tiene alguna resistencia en serie. Por lo tanto, en la práctica, fluirá menos corriente, pero a menudo lo suficiente como para hacer estallar el TVS.

2) No por sí solo. Cuando el TVS alcanza sus límites, ¿qué opciones tiene? Solo puede explotar y luego convertirse en un circuito abierto (¡así que ahora su circuito obtendrá la sobretensión y se dañará!) O se convertirá en un corto, fluirá más corriente, las pistas de PCB se evaporarán.

¡Tienes que hacer algo para que los televisores sobrevivan!

Las soluciones son: resistencias en serie de entrada para limitar la corriente. A la tensión máxima esperada que conducirá el TVS y las resistencias tomarán toda la tensión, así que asegúrese de que estén calificados para eso.

Otra solución es un fusible que soplará y desconectará la entrada.

La mejor solución es una combinación de un fusible y una resistencia. También hay resistencias que pueden actuar como un fusible.

Si puede garantizar que solo habrá picos de sobretensión cortos en la entrada entonces la única solución de resistencia es suficiente. Los fusibles son lentos, por lo que para transitorios rápidos no hacen nada.

El punto clave es que necesita disipar la energía de la espiga de forma controlada. Los resistores son ideales para esto.

    
respondido por el Bimpelrekkie
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Puede usar un TVS más grande si la duración de su pulso es larga. Esta parte es un SMD TVS pequeño (clasificación 600W).

Una corriente real de 500A a (digamos) 300V de voltaje de sujeción = 150kW sopla los cables de la pieza y atraviesa los talones fundidos durante la duración del 'evento', por lo que necesita volverse real en lo que realmente es la especificación que está tratando de cumplir.

La clasificación de vataje de TVS es \ $ P_ {PP} \ $ para una determinada forma de pulso (8 / 20us o 10 / 100us) y puede estimarse para anchos de pulso más cortos de acuerdo con los Modelo de Wunsch-Bell . También debe reducir para una alta temperatura de operación.

Una parte que realmente puede absorber una duración significativa de 150kW de pulso probablemente se parezca más al tamaño de una perilla de la puerta.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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