Захист реле, коли належний ТВС при навантаженні не може бути реалізований


10

В даний час я розробляю продукт, який має просте реле SPDT, яке може управлятися оператором. Кінцевому користувачеві доступні лише загальні, нормально відкриті та нормально закриті контакти. Реле приводиться в дію схемою в нашому пристрої, яка має належний прохідний діод.

Нещодавно у нас виникла проблема з одним із наших прототипових блоків, коли технік підключив реле безпосередньо до індуктивного навантаження, без будь-якого придушення тимчасового напруги, що призвело до того, що наші бездротові комунікації вибилися із-за EMI, і, ймовірно, також призвели до контакту викривлення.

Переконавшись, що проблема пов’язана з індуктивним шипуванням, її швидко вирішили шляхом підключення належного діода до навантаження.

Хоча в цій ситуації ми мали контроль над навантаженнями, які ми підключали, це дало мені зрозуміти, що я не можу вірити, що наші кінцеві користувачі фактично встановлять належні пристрої придушення перехідної напруги при використанні нашого продукту з індуктивними навантаженнями, незалежно від кількості попереджень і типові схеми програм, які ми можемо запропонувати.

Зараз, очевидно, існує багато рішень для індуктивного шипування, але конкретний набір ситуацій, в яких цей пристрій повинен працювати, робить дуже складним впровадження ТВС:

1) Реле - це реле SPDT загального призначення, що має 250VAC / 120VAC при 10A або 30VDC 8A. Це означає, що мікросхема ТВС повинна мати можливість працювати як змінного струму (або від мережі), і постійного струму, і струмів до 10А. Це робить неможливим знайти запобіжник PTC, оскільки більшість не буде працювати з мережевою напругою, особливо не на 10А.

2) Пристрій буде встановлено в місцях, де неможливо нічого замінити, а безпека - це головна турбота для нас. Якщо клієнт не встановить запобіжник і реле вийде з ладу коротко (що рідко, але це може трапитися), він, швидше за все, звинуватить нас. Це також означає, що я не можу використовувати обмежені терміни служби MOV, газорозрядні трубки або будь-який інший пристрій TVS.

3) Будь-які пристрої TVS ніколи не повинні виходити з ладу, і якщо вони є, я повинен переконатися, щоб захистити навантаження від такого короткого.

Я спробував моделювати мережу RC сноубордів, але тільки вони нічого не зроблять при досить великих індуктивних навантаженнях. Також використання більших конденсаторів означає більше втрат при роботі з змінного струму. В ідеалі 1nF дасть достатній опір (вище 1 МОм @ 50/60 Гц), щоб будь-які втрати були незначними. введіть тут опис зображення

Ось результати моделювання з великим індуктивним навантаженням. Зміна значень резистора та конденсатора впливає лише на час, коли коливання уживаються, а не пікове напруга, що, безумовно, знищить будь-який резистор чи конденсатори, або дуги контактів.

Зернові спини спільно з мережею RC-снуд ефективно обмежують сплеск напруги, але оскільки вони повинні блокувати мережеву напругу, їм доведеться блокувати більше ніж aprox. 350В (мережева пікова напруга), поки вони не почнуть проводити, і я побоююся, що це все ще достатньо високий пік, щоб знищити будь-які бездротові комунікації поблизу з EMI.

введіть тут опис зображення

Отже, я цілком безнадійний у цій ситуації?

Чи існують інші пристрої / методи ТВС, якими я можу користуватися в такій ситуації? Якщо так, чи можу я гарантувати, що вони не пройдуть короткометражну роботу або, принаймні, що я зможу захистити від короткого пристрою TVS?

Або просто RC-снуд насправді є хорошим рішенням цієї проблеми? Якщо так, то чому? І як я можу вибрати для цього відповідні частини?

Пам'ятайте, що я не маю доступу до фактичного навантаження, і я не можу робити жодних припущень щодо того, як користувач може підключити навантаження.


Виявляється, у вас вже є рішення. Підключіть "належний діод обертання до навантажувальних" наконечників. Виберіть діод "розумного використання" та розмістіть його через вкладки терміналу навантаження.
Гілл

Відповіді:


11

Останні 15 років я провів у галузі TVSS. Ви переходите до того, що вимагають стандарти UL та ISO, і додаєте етикетки, щоб попередити клієнта про те, що нехтування або зловживання можуть призвести до недійсної гарантії.

Сказавши все це, за оцінкою, яку ви давали, я поставив би її 40 мм MOV, що має принаймні 10 кА або 20 кА 275 В змінного струму, як через NO, так і на NC (загальна потужність 2 MOV). Це буде міцно затискати при 420 В змінного струму / постійному струмі або близько того. Дуже дорогим рішенням є використання гігантських сидаків, і вони мають різкий відкат при максимально дозволеній напрузі. 275 VAC / DC означає саме це, але вони можуть коштувати 40 доларів США кожен.

Я б також розглядав захист від "відкату" котушки реле, але діод або 20 мм MOV спрацюють нормально.

Існують термічно захищені MOV там (TPMOV), але не для продажу позабіржових. Отримати сторонніх постачальників для запобігання перенапруги було б дуже дорого, оскільки ці продукти мають високу вартість робочої сили.

Я б спробував спочатку 40 мм VAC / DC MOV 40 мм. Вони можуть прийняти 15 ударів 20 кА (понад 2 години) і все-таки пройти тест 1 мА.

SNUBBERS: RC- снумери в ланцюгах змінного струму не є хорошою ідеєю, оскільки вони дозволяють невеликій кількості струму змінного струму обійти реле, навіть якщо воно вимкнено. Не знаючи, чи буде кінцевий користувач використовувати змінного чи постійного струму, це означає, що це безпечно та уникайте їх. Вони не можуть робити те, що робить MOV або Sidac.

ПРИМІТКИ: MOVs і Sidacs бачать лише відкатний або струм високого струму, який є коротким сплеском 20 або більше. Вони не бачать нормального робочого струму, оскільки знаходяться в режимі дуже високого опору. Тільки контакти реле бачать струм "запуску".

Якщо струм "вторгнення" зварює контакти, то вам потрібно реле з більш високим значенням струму контактного струму. Додайте 50% запас міцності для тривалого життя. За можливості використовуйте вологонепроникне реле.

Рослини, що переробляють лимонну продукцію, наприклад апельсиновий сік, мають кислу атмосферу, яка швидко роз’їдає сталь і мідь.

Запобіжник: Я повинен додати, що належним запобіжником для 40-міліметрового МОВ або великого Sidac є запобіжник потужністю 30 ампер потужністю 200 кА потужністю 200 кА. Вони поставляються в коробці по десять приблизно за 50 доларів США. вони недешеві запобіжники, оскільки виготовлені з платиновою смужкою, пробитою отвором, властивою швидкому удару при сильних сплесках, але переносять струми пуску двигуна. Можна використовувати фіксатори запобіжників в режимі реального блокування. Вони відповідають 3-х та 4-ма специфікаціям UL1449 для запобігання 40-мм МОВ. Посилання на правильні запобіжники:

http://www.cooperindustries.com/content/dam/public/bussmann/Electrical/Resources/product-datasheets-b/Bus_Ele_DS_1023_LP-CC.pdf


1
@Chi. Гарантія видається виробником виробу, тому порушення їх правил є підставою для недійсної гарантії. UL і ISO залишаються поза цим, крім того, щоб підтвердити, що компанія "A" дотримується власних процедур маркування.
Sparky256

1
Щодо використання MOV, проблема полягає в тому, що користувачеві буде неможливо замінити їх, коли вони неминуче відключені, оскільки пристрій буде встановлено таким чином, що отримати доступ до нього буде буквально неможливо (це робитиме знищити пристрій). Звичайно, я міг би поставити MOV на зовнішній стороні пристрою (звисаючи по дротах ... маркетингові люди намагатимуться мене вбити!) Або надати їх разом із продуктом, щоб заохотити їх використання ... але було б краще якщо сам пристрій міг би забезпечити належний ТБС, не вимагаючи від клієнта додаткових дій.
Чи

1
Використання SIDAC, DIAC та інших подібних пристроїв (наприклад, Trisil ST) має проблему збою, чи не так? Оскільки, як ви сказали, пристрій бачить лише короткий сплеск струму, чи це означає, що я можу послідовно поставити PTC з ними, на всякий випадок, якщо вони виходять з ладу? Якщо так, то як я взагалі можу вибрати правильний PTC для цього випадку?
Чи

3
@Chi. Ви не розумієте, наскільки довговічний 40 мм ПДВ. У нас було 2 сертифіковані лабораторії для випробувань UL, і я побіг лабораторію 2, яка могла б вдаритися від сплеску 32 кВ постійного струму при 150 кА. UL, а потім ISO вимагали, щоб усі 40-мм MOV змогли пережити 5000 ударів при 10 кА (понад 100 годин) або вижити 15 ударів при 20 кА протягом 2 годин. Лише прямий удар блискавки може завдати шкоди 40 мм ПДВ, і в цьому випадку у замовника виникне багато інших проблем. Стандарти жорсткі, тому що продукт TVSS може потрапити на панель живлення лікарні, яку неможливо вимкнути один раз під час використання.
Sparky256

2
@ Sparky256, Чудова відповідь та цікаві коментарі, дуже інформативні. Здається, що у вас була цікава робота в цій лабораторії.
МайжеДоні

1

Нещодавно у нас виникла проблема з одним із наших прототипних блоків, де технік підключив реле безпосередньо до індуктивного навантаження, без будь-якого придушення тимчасового напруги ...

Ви можете захистити реле за допомогою варістора оксиду металів (MOV), але крім того, що ви не можете зробити, це не дозволить усунути переваги його реле.

Я пропоную вам змінити свою специфікацію, чітко вказавши, що це реле управління, а не силове реле. Я був би дуже консервативний з максимальними номінальними навантаженнями.


Реле "живлення" часто називають "контактором", який перериває струм з обох сторін, використовуючи соленоїд для переміщення контактів. Я бачив і використовував контактори з монстрами з 750-ти змінного струму потужністю 350 амперів 3 полюса. Ви вірно ставитесь до важкого становища ОП.
Sparky256

@ Sparky256 Так. Але є різниця між версіями 10A DIN Rail і 2A PCB.
Jeroen3

Це урок ОП, щоб навчитися ...
Sparky256
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.