Per i circuiti collegati alla rete: cosa devo proteggere e come posso farlo?

Non ho molta esperienza con la tensione di rete e la progettazione di circuiti di protezione per loro. Non ne sono sicuro:

A) Di cosa ho bisogno per proteggermi? So che non devo preoccuparmi dei transitori di tensione a 10 kV sulla linea di alimentazione, ma che dire dei picchi di 300 V? La tensione di rete è nominale di 120 Vrms (negli Stati Uniti, per utenti residenziali), ma qual è il massimo che dovrebbe essere previsto e pianificato.

B) Come posso proteggerlo? Per i transitori di tensione posso usare un diodo TVS o un MOV, ma non so selezionarne uno. Quando ne uso uno sopra l'altro? Per la protezione da sovratensione, esiste una versione AC di un piede di porco?

Quali sono le buone linee guida su cosa proteggere e come farlo per i circuiti di rete?

Nota:

Per cercare di evitare gli inevitabili voti "chiudi per troppo vaghi", voglio menzionare che sono interessato solo a:

"quali sono i problemi di tensione comuni che il cablaggio di rete residenziale presenterà a un circuito su di esso" e
"quali sono le basi della protezione da questi problemi"

Mi rendo conto che probabilmente ci sono molti libri scritti sui circuiti di protezione dei circuiti, ma penso che una risposta molto semplice sarebbe molto appropriata qui.

mains circuit-protection

— Andrew Spott
fonte

La tua domanda sarà probabilmente chiusa come troppo ampia. Devi fare una domanda specifica. Inizia con la definizione di ciò che vuoi proteggere. Lampadine o sistemi medici di supporto vitale?

— Transistor

@Transistor: la parte rilevante della pagina "come porre domande" riguarda vaghezza, non ampiezza. Questo non è vago, vero? Se chiudiamo tutto ciò che è "troppo ampio" questo sito diventerà inutilmente pieno di domande che non hanno alcun significato oltre il loro intento specifico.

— Andrew Spott,

@op Sono parzialmente d'accordo con te. Non è possibile rispondere a una domanda troppo ampia, mentre qualcosa di troppo specifico è meno riutilizzabile. La procedura in questo consiglio è di chiudere comunque domande troppo ampie, e non possiamo cambiarle, e la tua domanda è piuttosto ampia. Potresti scrivere un libro a riguardo. Cerca di essere più specifico lasciando spazio anche a risposte generiche e utili.

— Vladimir Cravero,

Sei interessato a proteggere le tue apparecchiature da comportamenti anomali della linea o sei interessato a proteggere i tuoi utenti dalle folgorazioni?

— The Photon,

@VladimirCravero: sto cercando la semplice risposta "Voglio collegare un circuito alla mia tensione di rete, cosa devo fare attenzione e come posso fare attenzione".

— Andrew Spott,

Risposte:

Il wattmetro ha solo un intervallo di soppressione dell'arco impostato su standard 6kV. Quindi puoi aspettarti qualcosa di meno e forse di più, probabilmente in Florida, con transitori che non ionizzano il divario.

Questo è il motivo per cui i LED bruciati in Florida sono così comuni con le lampade PAR economiche.

Un modo per sopprimere la tensione di picco è tramite il filtro di linea utilizzando due tappi X1 e uno starter o un LPF del 3 ° ordine. Ciò riduce i picchi di 10kV a <3kV o anche fino a 300V ma li allunga nel tempo.

Quindi i prodotti Optoisolator presumono che tu lo sappia e sono tutti classificati per l'isolamento a 3kV.

Qualsiasi protezione aggiunta per bloccare queste tensioni deve essere in grado di gestire la corrente che segue.

I tubi del gas possono gestire picchi di 10kA ma si aspettano che si fonda l'ingresso.

I MOV sono economici e buoni, ma possono solo assorbire picchi occasionali e falliranno dopo tanti Joule accumulatori di energia. Le strozzature consentono di limitare la velocità di salita della corrente fino a quando non si saturano, quindi si comportano come resistori a filo.

Ecco alcuni retroscena del design industriale per i filtri di linea. I filtri di linea nelle lampadine a LED devono superare questi test e non tutti i fornitori sono legittimi nel dire che sono conformi.

Non esiste "una soluzione adatta a tutti" a causa di altri requisiti di basso costo, alta affidabilità e nuove regole di conformità EMC per i dispositivi> = 100 W devono avere un fattore di potenza> = 0,9 utilizzando PFC attivo ecc.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Grazie! Qual è la frequenza delle sovratensioni sulla linea (esiste una media nazionale)? Quanta energia c'è in un tipico aumento? Se utilizzo un MOV, devo specificarlo per 1 aumento al giorno, 1 aumento alla settimana, un anno? C'è un motivo per cui non hai parlato dei diodi TVS?

— Andrew Spott,

Vedo che il link che hai fornito lo ha menzionato, grazie.

— Andrew Spott,

@AndrewSpott, perché sei così veloce da contrassegnare le risposte come risposte?

— Ale..chenski,

@ Ali Chen: perché ha risposto a tutte le mie domande. Sono stato un po 'veloce per questo, ma non desidero ulteriori informazioni.

— Andrew Spott,

Ali <se è una consolazione voterò per il tuo link, che descrive tutti gli standard di test PLT ed ELF che ho usato per scrivere per un ambiente aziendale decenni prima.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75,

La protezione delle apparecchiature elettroniche è normalmente definita dalla norma IEC 61000. Comprende la protezione contro ESD (61000-4-2), l'immunità a EFT (61000-4-4), 61000-4-5 (immunità da fulmini), ecc. Lo standard è una saggezza collettiva di che tipo di sovratensioni sono in genere lì e definisce diverse classi di protezione delle apparecchiature. Ecco un esempio di Texas Instruments , con esempi di cosa proteggere e in parte come. Esistono molti altri articoli utili, con esempi di soluzioni di protezione. La parola chiave è "IEC 61000".

— Ale..chenski
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