Attualmente sto sviluppando un prodotto che ha un semplice relè SPDT che può essere controllato da un operatore. Per l'utente finale sono disponibili solo i contatti comuni, normalmente aperti e normalmente chiusi. Il relè è pilotato da circuiti nel nostro dispositivo, che ha un diodo flyback adeguato.
Di recente abbiamo avuto un problema con una delle nostre unità prototipo in cui un tecnico ha collegato il relè direttamente a un carico induttivo, senza alcun tipo di soppressione della tensione transitoria, il che ha provocato la fuoriuscita delle nostre comunicazioni wireless a causa dell'IME e probabilmente ha portato anche al contatto inarcando.
Dopo essersi accertato che il problema fosse dovuto a spike induttivi, è stato risolto rapidamente collegando un diodo flyback adeguato al carico.
Mentre in questa situazione avevamo il controllo sui carichi che stavamo collegando, questo mi ha fatto capire che non posso fidarmi che i nostri utenti finali installeranno effettivamente dispositivi di soppressione della tensione transitoria adeguati quando usano il nostro prodotto con carichi induttivi, indipendentemente dalla quantità di avvertenze e schemi di applicazioni tipiche che possiamo offrire.
Ora, ovviamente, ci sono molte soluzioni allo spionaggio induttivo, ma la particolare serie di situazioni in cui questo dispositivo deve funzionare sta rendendo molto difficile l'implementazione di TVS:
1) Il relè è un relè SPDT per uso generico valutato per 250 V CA / 120 V CA a 10 A o 30 V CC 8 A. Ciò significa che i circuiti TVS devono essere in grado di gestire sia AC (rete o meno) che DC e correnti fino a 10A. Ciò rende impossibile trovare un fusibile PTC, poiché la maggior parte non gestirà la tensione di rete, specialmente a 10A.
2) Il dispositivo verrà installato in luoghi in cui sarà impossibile sostituire qualsiasi cosa e la sicurezza è una delle principali preoccupazioni per noi. Se il client non installa un fusibile e il relè non riesce a cortocircuitare (il che è raro, ma può accadere), molto probabilmente ci biasimeranno. Questo significa anche che non posso usare MOV, tubi a scarica di gas o qualsiasi altro dispositivo TVS con durata limitata.
3) Eventuali dispositivi TVS non devono mai essere messi in corto circuito e, in tal caso, devo assicurarmi di proteggere il carico da un corto simile.
Ho provato una simulazione di una rete di snubber RC, ma questi da soli non faranno nulla con carichi induttivi abbastanza grandi. Inoltre, l'uso di condensatori più grandi significa maggiori perdite quando si lavora con AC. Idealmente, 1nF darebbe un'impedenza sufficiente (sopra 1Mohm @ 50 / 60Hz) per rendere insignificanti eventuali perdite.
Ecco i risultati di una simulazione con un grande carico induttivo. La modifica dei valori dei resistori e dei condensatori influisce solo sul tempo impiegato dalle oscillazioni per stabilizzarsi e non sulla tensione di picco, che sicuramente ucciderà qualsiasi resistore o condensatore o incurterà i contatti.
Gli zener back-to-back insieme a una rete di snubber RC limitano efficacemente il picco di tensione, ma poiché devono bloccare la tensione di rete, dovrebbero bloccare più dell'aprox. 350 V (tensione di picco di rete) fino a quando non inizierebbero a condurre, e temo che questo sia ancora un picco abbastanza alto da uccidere eventuali comunicazioni wireless nelle vicinanze con EMI.
Quindi, sono completamente senza speranza in questa situazione?
Ci sono altri dispositivi / tecniche TVS che posso usare in una situazione del genere? In tal caso, posso garantire che non mancheranno in corto circuito o almeno che sarò in grado di proteggere da un dispositivo TVS in corto?
O è solo un snubber RC in realtà una buona soluzione a questo problema? Se è così, perché? E come posso selezionare le parti appropriate per questo?
Ricorda che non ho accesso al carico effettivo e non posso fare ipotesi su come un utente potrebbe collegare il carico.