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.