Obecnie opracowuję produkt, który ma prosty przekaźnik SPDT, który może być kontrolowany przez operatora. Dla użytkownika końcowego dostępne są tylko wspólne, normalnie otwarte i normalnie zamknięte kontakty. Przekaźnik jest napędzany przez obwód w naszym urządzeniu, które ma odpowiednią diodę flyback.
Ostatnio mieliśmy problem z jednym z naszych prototypowych urządzeń, w którym technik podłączył przekaźnik bezpośrednio do obciążenia indukcyjnego, bez jakiegokolwiek tłumienia napięcia przejściowego, co spowodowało, że nasze bezprzewodowe połączenia komunikacyjne zostały zerwane z powodu zakłóceń elektromagnetycznych i prawdopodobnie również spowodowały kontakt wyginanie się.
Po upewnieniu się, że problem był spowodowany skokiem indukcyjnym, szybko go rozwiązano, podłączając odpowiednią diodę flyback do obciążenia.
Chociaż w tej sytuacji mieliśmy kontrolę nad podłączanymi obciążeniami, uświadomiłem sobie, że nie mogę ufać, że nasi użytkownicy końcowi faktycznie zainstalują odpowiednie urządzenia do tłumienia napięcia przejściowego podczas korzystania z naszego produktu z obciążeniami indukcyjnymi, bez względu na liczbę ostrzeżeń i typowe schematy aplikacji, które możemy zaoferować.
Oczywiście istnieje wiele rozwiązań w zakresie indukcyjnego wzbogacania, ale szczególny zestaw sytuacji, w których to urządzenie musi działać, bardzo utrudnia wdrożenie TVS:
1) Przekaźnik jest przekaźnikiem SPDT ogólnego przeznaczenia o napięciu znamionowym 250 VAC / 120 VAC przy 10 A lub 30 V DC 8 A. Oznacza to, że obwód TVS musi być w stanie obsłużyć zarówno prąd przemienny (sieciowy lub nie), jak i prąd stały oraz prądy do 10A. Uniemożliwia to znalezienie bezpiecznika PTC, ponieważ większość nie będzie w stanie wytrzymać napięcia sieciowego, szczególnie nie przy 10A.
2) Urządzenie zostanie zainstalowane w miejscach, w których nic nie będzie można wymienić, a bezpieczeństwo jest dla nas najważniejsze. Jeśli klient nie zainstaluje bezpiecznika, a przekaźnik ulegnie zwarciu (co jest rzadkie, ale może się zdarzyć), najprawdopodobniej będzie nas winić. Oznacza to również, że nie mogę używać MOV, lamp wyładowczych ani żadnego innego urządzenia TVS o ograniczonej żywotności.
3) Każde urządzenie TVS nigdy nie może ulec zwarciu, a jeśli tak, muszę zadbać o zabezpieczenie ładunku przed takim zwarciem.
Próbowałem symulacji sieci tłumiącej RC, ale same one nie zrobią nic przy wystarczająco dużych obciążeniach indukcyjnych. Ponadto stosowanie większych kondensatorów oznacza większe straty podczas pracy z prądem przemiennym. Idealnie 1nF dawałby wystarczającą impedancję (powyżej 1Mohm @ 50 / 60Hz), aby wszelkie straty były nieznaczne.
Oto wyniki symulacji z dużym obciążeniem indukcyjnym. Zmiana wartości rezystora i kondensatora wpływa tylko na czas potrzebny oscylacjom na ustabilizowanie się napięcia, a nie na napięcie szczytowe, co z pewnością zabije każdy rezystor lub kondensator lub spowoduje wyładowanie łukowe styków.
Zenery back-to-back wraz z siecią tłumiącą RC skutecznie ograniczają skok napięcia, ale ponieważ muszą blokować napięcie sieciowe, musieliby blokować więcej niż około. 350 V (szczytowe napięcie sieciowe), dopóki nie zaczną przewodzić, i obawiam się, że wciąż jest to wystarczająco wysoki szczyt, aby zabić wszelkie bezprzewodowe komunikacje w pobliżu z EMI.
Czy w tej sytuacji jestem całkowicie beznadziejny?
Czy są inne urządzenia / techniki TVS, których mogę użyć w takiej sytuacji? Jeśli tak, to czy mogę zagwarantować, że nie ulegną zwarciu lub przynajmniej będę w stanie chronić się przed zwartym urządzeniem TVS?
A może tylko tłumik RC jest dobrym rozwiązaniem tego problemu? Jeśli tak, to dlaczego? Jak mogę wybrać odpowiednie części?
Pamiętaj, że nie mam dostępu do rzeczywistego obciążenia i nie mogę przyjąć żadnych założeń dotyczących sposobu podłączenia obciążenia przez użytkownika.
Odpowiedzi:
Ostatnie 15 lat spędziłem w branży TVSS. Postępujesz zgodnie z wymogami UL i ISO i dodajesz etykiety, aby ostrzec klienta, że zaniedbanie lub nadużycie może spowodować unieważnienie gwarancji.
Powiedziawszy to wszystko, dla ocen, które podałeś, wysłałbym go z 40 mm MOV, który ma co najmniej 10 kA lub 20 kA 275 VAC, na obu połączeniach NO i NC (łącznie 2 MOV). Będzie twardo zaciśnięty przy około 420 V AC / DC. Bardzo drogim rozwiązaniem jest użycie gigantycznych sidaków, które mają ostry stacz przy maksymalnym dopuszczalnym napięciu. 275 VAC / DC oznacza właśnie to, ale mogą kosztować 40 USD każdy.
Rozważałbym również ochronę przed odrzutem cewki przekaźnika, ale dioda lub MOV o średnicy 20 mm będzie działać dobrze.
Dostępne są MOV chronione termicznie (TPMOV), ale nie do sprzedaży OTC. Pozyskanie zewnętrznego dostawcy do tłumienia przepięć byłoby bardzo kosztowne, ponieważ produkty te mają wysokie koszty pracy.
Najpierw spróbowałbym 40 mm 275 VAC / DC MOV. Mogą przyjąć 15 trafień 20 kA (ponad 2 godziny) i nadal zdać test 1 mA.
SNUBBERY: tłumiki RC w obwodach prądu przemiennego nie są dobrym pomysłem, ponieważ pozwalają na obejście przekaźnika przez niewielką ilość prądu przemiennego, nawet jeśli jest on WYŁĄCZONY. Nie wiedząc, czy użytkownik końcowy będzie używał prądu przemiennego czy stałego, oznacza, że graj bezpiecznie i unikaj go. Nie mogą robić tego, co robi MOV lub Sidac.
UWAGI: MOV i Sidacs widzą tylko odrzut lub prąd udarowy , który jest krótkim skokiem około 20 uS lub więcej. Nie widzą normalnego prądu roboczego, ponieważ znajdują się w trybie bardzo wysokiej rezystancji. Tylko styki przekaźnika widzą prąd „rozruchowy”.
Jeśli prąd rozruchowy spawa styki, potrzebny jest przekaźnik o wyższej wartości prądu styku. Dodaj 50% margines bezpieczeństwa dla długiej żywotności. Jeśli to możliwe, użyj przekaźnika nieprzepuszczającego wilgoci.
Rośliny przetwarzające produkty cytrynowe, takie jak sok pomarańczowy, mają kwaśną atmosferę, która szybko powoduje korozję stali i miedzi.
Bezpiecznik: Powinienem dodać, że właściwym bezpiecznikiem dla MOV 40 mm lub dużego Sidaca jest bezpiecznik 30 A 600 V o napięciu 200 kA. Są one dostarczane w pudełku po dziesięć za około 50 USD. nie są to tanie bezpieczniki, ponieważ są wykonane z dziurkowanego paska platynowego, specyficznego do szybkiego nadmuchiwania silnych udarów, ale tolerują prądy rozruchowe silnika. Możesz użyć wbudowanych opraw bezpieczników. Spełniają one specyfikacje 3 i 4 edycji UL1449 dotyczące bezpieczników MOV 40 mm. Link do odpowiednich bezpieczników:
http://www.cooperindustries.com/content/dam/public/bussmann/Electrical/Resources/product-datasheets-b/Bus_Ele_DS_1023_LP-CC.pdf
źródło
Możesz zabezpieczyć przekaźnik warystorem z tlenku metalu (MOV), ale poza tym niewiele możesz zrobić, co nie usunie korzyści z bycia przekaźnikiem.
Sugeruję zmianę specyfikacji poprzez wyraźne stwierdzenie, że jest to przekaźnik sterujący, a nie przekaźnik mocy. Byłbym bardzo konserwatywny przy maksymalnych obciążeniach znamionowych.
źródło