Relai proteksi ketika TVS yang tepat saat memuat tidak dapat diimplementasikan

Saat ini saya sedang mengembangkan produk yang memiliki relai SPDT sederhana yang dapat dikontrol oleh operator. Untuk pengguna akhir, hanya kontak umum, yang biasanya terbuka dan biasanya tertutup yang tersedia. Relai digerakkan oleh sirkuit di perangkat kami, yang memiliki dioda flyback yang tepat.

Baru-baru ini kami memiliki masalah dengan salah satu unit prototipe kami di mana teknisi menghubungkan relay langsung ke beban induktif, tanpa segala jenis penindasan tegangan transien, yang mengakibatkan komunikasi nirkabel kami pingsan karena EMI, dan mungkin juga mengakibatkan kontak melengkung.

Setelah memastikan masalahnya karena lonjakan induktif, masalah itu cepat diselesaikan dengan menghubungkan dioda flyback yang tepat ke beban.

Sementara dalam situasi ini kami memiliki kendali atas beban yang kami hubungkan, ini membuat saya sadar bahwa saya tidak dapat mempercayai bahwa pengguna akhir kami akan benar-benar menginstal perangkat penekan tegangan transien yang tepat ketika menggunakan produk kami dengan beban induktif, tidak peduli berapa pun peringatan dan skema aplikasi tipikal yang kami tawarkan.

Sekarang, jelas ada banyak solusi untuk lonjakan induktif, tetapi serangkaian situasi tertentu di mana perangkat ini harus bekerja membuatnya sangat sulit untuk menerapkan TVS:

1) Relai adalah relai SPDT untuk tujuan umum dengan nilai 250VAC / 120VAC @ 10A atau 30VDC 8A. Ini berarti bahwa sirkuit TVS harus dapat menangani baik AC (listrik atau tidak) dan DC, dan arus hingga 10A. Ini membuat tidak mungkin untuk menemukan sekering PTC, karena kebanyakan tidak akan menangani tegangan listrik, khususnya tidak pada 10A.

2) Perangkat akan dipasang di tempat-tempat di mana tidak mungkin untuk mengganti apa pun, dan keselamatan merupakan perhatian utama bagi kami. Jika klien tidak memasang sekering dan relai gagal korslet (yang jarang terjadi, tetapi dapat terjadi), mereka kemungkinan besar akan menyalahkan kami. Ini juga berarti saya tidak dapat menggunakan MOV, tabung pelepasan gas, atau perangkat TVS lainnya dengan masa pakai yang terbatas.

3) Setiap perangkat TVS tidak boleh gagal korsleting, dan jika mereka lakukan, saya harus memastikan untuk melindungi beban terhadap yang pendek seperti itu.

Saya sudah mencoba simulasi jaringan snubber RC, tetapi ini saja tidak akan menghasilkan apa-apa dengan beban induktif yang cukup besar. Juga, menggunakan kapasitor yang lebih besar berarti lebih banyak kerugian saat bekerja dengan AC. Idealnya, 1nF akan memberikan impedansi yang cukup (di atas 1Mohm @ 50 / 60Hz) untuk membuat kerugian tidak signifikan.

Berikut adalah hasil simulasi dengan beban induktif yang besar. Mengubah nilai resistor dan kapasitor hanya memengaruhi waktu yang dibutuhkan osilasi untuk menetap dan bukan tegangan puncak, yang pasti akan membunuh resistor atau kapasitor apa pun, atau melengkungkan kontak.

Zener back-to-back bersama-sama dengan jaringan snubber RC secara efektif membatasi lonjakan tegangan, tetapi karena mereka harus memblokir tegangan listrik, mereka harus memblokir lebih dari aprox. 350V (tegangan puncak listrik) sampai mereka akan mulai melakukan, dan saya khawatir ini masih merupakan puncak yang cukup tinggi untuk membunuh komunikasi nirkabel di dekatnya dengan EMI.

Jadi, apakah saya benar-benar putus asa dalam situasi ini?

Apakah ada perangkat / teknik TVS lain yang dapat saya gunakan dalam situasi seperti itu? Jika demikian, dapatkah saya menjamin bahwa mereka tidak akan gagal korsleting, atau setidaknya bahwa saya akan dapat melindungi terhadap perangkat TV korsleting?

Atau hanya snubber RC sebenarnya solusi yang bagus untuk masalah ini? Jika demikian, mengapa? Dan bagaimana saya bisa memilih bagian yang sesuai untuk ini?

Harap ingat bahwa saya tidak memiliki akses ke beban yang sebenarnya, dan saya tidak dapat membuat asumsi tentang bagaimana pengguna dapat menghubungkan beban.

Saya menghabiskan 15 tahun terakhir di industri TVSS. Anda menjalankan apa yang diminta oleh standar UL dan ISO dan menambahkan label untuk memperingatkan pelanggan bahwa penelantaran atau penyalahgunaan dapat mengakibatkan garansi dibatalkan.

Setelah mengatakan semua itu, untuk peringkat yang Anda berikan, saya akan mengirimkannya dengan MOV 40mm yang memiliki setidaknya peringkat 10 kA atau 20 kA 275 VAC, di seluruh koneksi NO dan NC (total 2 MOV). Ini akan sulit dijepit pada 420 VAC / DC atau lebih. Solusi yang sangat mahal adalah menggunakan sidacs raksasa, dan mereka memiliki roll-off tajam pada tegangan maksimum yang diizinkan. 275 VAC / DC berarti hanya itu, tetapi mereka masing-masing dapat biaya $ 40 USD.

Saya akan mempertimbangkan perlindungan dari relay coil 'kickback' juga, tetapi dioda atau 20mm MOV akan berfungsi dengan baik.

Ada MOV yang dilindungi secara termal di luar sana (TPMOV), tetapi tidak untuk penjualan OTC. Mendapatkan vendor pihak ketiga untuk menekan lonjakan akan sangat mahal, karena produk ini memiliki biaya tenaga kerja yang tinggi.

Saya akan mencoba MOV 40mm 275 VAC / DC pertama. Mereka dapat mengambil 15 20 kA 'hit' (lebih dari 2 jam) dan masih lulus tes 1 mA.

SNUBBERS: Snubber RC pada sirkuit AC bukan ide yang baik, karena mereka memungkinkan sejumlah kecil arus AC untuk mem-bypass relay bahkan jika OFF. Tidak tahu apakah pengguna akhir akan menggunakan AC atau DC berarti bermain aman dan menghindarinya. Mereka tidak dapat melakukan apa yang dilakukan MOV atau Sidac.

CATATAN: MOV dan Sidacs hanya melihat kickback, atau gelombang arus yang merupakan lonjakan singkat sekitar 20 uS atau lebih. Mereka tidak melihat arus lari normal karena mereka berada dalam mode resistensi yang sangat tinggi. Hanya kontak relai yang melihat arus 'jalankan'.

Jika arus 'inrush' sedang mengelas kontak, maka Anda memerlukan relai dengan peringkat arus kontak yang lebih tinggi. Tambahkan margin keamanan 50% untuk umur panjang. Gunakan relai kedap kelembaban jika memungkinkan.

Tanaman yang memproses produk sitrat seperti jus jeruk memiliki suasana asam yang merusak baja dan tembaga dengan cepat.

Sekering: Saya harus menambahkan bahwa sekering yang tepat untuk MOV 40mm atau Sidac besar adalah sekering pengenal 30 amp 600 volt 200 kA. Mereka datang dalam kotak sepuluh untuk sekitar $ 50 USD. mereka bukan sekering murah, karena dibuat dengan strip platinum berlubang, khusus untuk meledak pada lonjakan yang parah dengan cepat, tetapi mentolerir arus start motor. Anda dapat menggunakan pemegang sekering pengunci in-line. Ini memenuhi spesifikasi edit14 3 dan 4 UL1449 untuk sekering MOV 40 mm. Tautan ke sekering yang benar:

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

Baru-baru ini kami memiliki masalah dengan salah satu unit prototipe kami di mana seorang teknisi menghubungkan relay langsung ke beban induktif, tanpa segala jenis penindasan tegangan transien ...

Anda dapat melindungi relai dengan varistor oksida logam (MOV), tetapi selain itu tidak banyak yang dapat Anda lakukan yang tidak akan menghilangkan keuntungannya sebagai relai.

Saya sarankan Anda mengubah spesifikasi Anda dengan secara eksplisit menyatakan itu adalah kontrol relay, bukan power relay. Saya akan sangat konservatif dengan nilai beban maksimum.