Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru: Выбор ограничительного диода - Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru

Jump to content

  • (9 Pages)
  • +
  • 1
  • 2
  • 3
  • Last »
  • You cannot start a new topic
  • You cannot reply to this topic

Выбор ограничительного диода

#1 User is offline   Рэльс Icon

  • Участник
  • Pip
  • Group: Участник
  • Posts: 66
  • Joined: 23 мая 12

Posted 23 ноября 2014 - 20:55

Всем доброго времени суток!
Мне поставили задачу "Вход устройства должен выдерживать импульс напряжения 1,2/50 мкс амплитудой 4 кВ по ГОСТ 51317.4.5-99"
Имеем графическое изображение импульса (в ГОСТе) и его амплитуду.
Возможно ли теоретически прикинуть, подойдут ли для защиты ограничительные диоды, например, 1.5KE?
0

#2 TSerg_*

  • Group: Guests

Posted 23 ноября 2014 - 22:20

Возможно.
0

#3 User is offline   ZASADA Icon

  • Знающий
  • PipPipPipPip
  • Group: Свой
  • Posts: 738
  • Joined: 13 января 11

Posted 23 ноября 2014 - 22:43

есть статьи с формулами в интернете как пересчитать длительности/амплитуду в энергию и подобрать правильный супрессор(ы).
0

#4 User is offline   Andy Mozzhevilov Icon

  • Знающий
  • PipPipPipPip
  • Group: Свой
  • Posts: 877
  • Joined: 26 января 05

Posted 24 ноября 2014 - 10:41

Определите, какое выходное сопротивление генератора помехи будет применяться для ваших цепей. По ГОСТ может быть 3 варианта: 2 Ом, 12 Ом и 42 Ом.
Если речь идет о цепях ввода-вывода, то скорее всего речь будет идти о 42 Ом. Исходя из этого определяйте ток, который должен пропустить через себя элемент защиты, падение, которое на нем будет при этом токе, соответственно будете знать рассеиваемую мощность. Дальше по этим параметрам выбираете нужный элемент или составляете схему из них. МИП - достаточно простая и предсказуемая помеха, разве что мощная.
Пасу котов...
0

#5 User is offline   Рэльс Icon

  • Участник
  • Pip
  • Group: Участник
  • Posts: 66
  • Joined: 23 мая 12

Posted 24 ноября 2014 - 16:49

Статьи с формулами ищу со вчерашнего дня, и очень удивился, что не нашел на этом форуме ничего по этой теме.
По поводу последнего ответа - поделив 4 кВ на 42 ома получим амплитуду импульса 95 А. А почему не надо учитывать его длительность?

0

#6 User is offline   Andy Mozzhevilov Icon

  • Знающий
  • PipPipPipPip
  • Group: Свой
  • Posts: 877
  • Joined: 26 января 05

Posted 24 ноября 2014 - 16:58

Как правило в характеристиках элементов защиты от импульсных перенапряжений указывается и формы импульса тока, для которого приведены их характеристики. В ГОСТ также указана форма импульса тока испытательного генератора для случая его работы в режиме КЗ выхода. Вот вам нужно все это вместе свести и выбрать элемент защиты или цепочку из них.
Пасу котов...
0

#7 User is offline   Рэльс Icon

  • Участник
  • Pip
  • Group: Участник
  • Posts: 66
  • Joined: 23 мая 12

Posted 24 ноября 2014 - 19:31

Цитата(Andy Mozzhevilov @ Nov 24 2014, 17:58) <{POST_SNAPBACK}>
Как правило в характеристиках элементов защиты от импульсных перенапряжений указывается и формы импульса тока, для которого приведены их характеристики. В ГОСТ также указана форма импульса тока испытательного генератора для случая его работы в режиме КЗ выхода. Вот вам нужно все это вместе свести и выбрать элемент защиты или цепочку из них.

Получается, я расчитал пиковый ток - 95 А. Рабочее напряжение защищаемой цепи 48 В.
Рассмотрим диод SMBJ48A.
Vcl = 100V, Ipp=40A это при 8/20 мкс.
Получается, такой диод мне не подходит, так?
0

#8 User is offline   syoma Icon

  • Профессионал
  • PipPipPipPipPip
  • Group: Свой
  • Posts: 1 817
  • Joined: 14 февраля 07

Posted 25 ноября 2014 - 12:12

Цитата(Рэльс @ Nov 24 2014, 18:31) <{POST_SNAPBACK}>
Получается, я расчитал пиковый ток - 95 А. Рабочее напряжение защищаемой цепи 48 В.
Рассмотрим диод SMBJ48A.
Vcl = 100V, Ipp=40A это при 8/20 мкс.
Получается, такой диод мне не подходит, так?

Если я не ошибаюсь ST в своих даташитах на защитные супрессоры перешла на 8/20мкс - это, согласно ГОСТу, и есть форма импульса тока, если испытательное напряжение погасить на КЗ, чем и является супрессор.

По поводу подходит диод или нет - тут надо выяснить два вопроса:
1. Подходит ли этот диод для Вашей схеме по остаточному напряжению.
2. Выдержит ли этот диод указанный импульс тока.

По В.1. все просто:
У вас ток - 95А. Номинальные характеристики диода вы привели. В том же даташите есть график и формула для расчета Vcl для других токов. Типа такой: Vclmax=Vcl-Rd x(Ipp-Ippappl). В вашем случае, выходит приблизительно 155В при токе в 95А.
Т.е. остаточное напряжение, которое попадет в вашу схему при таком импульсе будет около 160В. Вопрос собственно - выдержит ли она? Если да, то можно переходить к вопросу №2. Если нет - надо добавлять второй уровень защиты - резистор, стабилитрон, ограничитель тока и т.д.

По В. 2. у SMBJ пиковая мощность на 4/20µs - 4кВт. Если считать, что у вас будет 95А с падением 160В, то выходит,что пиковая мощность будет 15,2кВт - т.е. диод гавкнется.





0

#9 User is offline   Andy Mozzhevilov Icon

  • Знающий
  • PipPipPipPip
  • Group: Свой
  • Posts: 877
  • Joined: 26 января 05

Posted 25 ноября 2014 - 12:19

Еще добавлю, что как правило TVS не ставят прямо на вход цепи, в которую приходит МИП. TVS ставят уже как второй каскад защиты, а в первом лучше ставить либо варисторы, либо разрядники, либо их комбинацию, в зависимости от защищаемой цепи. Вы бы схему входной цепи привели, чтобы было понятно о цем речь.
Пасу котов...
0

#10 User is offline   syoma Icon

  • Профессионал
  • PipPipPipPipPip
  • Group: Свой
  • Posts: 1 817
  • Joined: 14 февраля 07

Posted 25 ноября 2014 - 12:38

Цитата
Еще добавлю, что как правило TVS не ставят прямо на вход цепи, в которую приходит МИП. TVS ставят уже как второй каскад защиты, а в первом лучше ставить либо варисторы, либо разрядники, либо их комбинацию, в зависимости от защищаемой цепи.

В принципе для сигнальных цепей - т.е с сопротивлением генератора 42 Ома - TVS неплохо справляется при уровнях помех до 2кВ и если рабочее напряжение до 30В. Тогда больше ничего и не нужно.
А вот для цепей питания - 2 Ома - там да. Но даже уже сейчас есть TVS, которые при этом выживают. Например STIEC45 - прекрасно выдерживают МИП до 500А напрямую.

Кстати для ТС - 1.5KE47 вроде как по второму пункту проходит. Но выдержит ли ваша схема остаточное напряжение в районе 80В?
0

#11 User is offline   Bear_ku Icon

  • Частый гость
  • PipPip
  • Group: Участник
  • Posts: 154
  • Joined: 09 сентября 11

Posted 25 ноября 2014 - 14:06

Испытывал на 2кВ супрессоры P6SMB/SM6T/SMBJ/1.5SMC на напряжения от 5 В до 220 В, стоящих непосредственно на входе дискретного входа. Свою функцию выполняют, выходов из строя не замечено.

This post has been edited by Bear_ku: 25 ноября 2014 - 14:06

0

#12 User is offline   wim Icon

  • рядовой
  • PipPipPipPipPipPip
  • Group: Участник
  • Posts: 2 811
  • Joined: 21 августа 06

Posted 25 ноября 2014 - 15:32

Цитата(Bear_ku @ Nov 25 2014, 15:06) <{POST_SNAPBACK}>
Испытывал на 2кВ супрессоры ... Свою функцию выполняют, выходов из строя не замечено.
Это типовые требования для изделий, устанавливаемых на улице - 2 кВ, т.е. 3-я степень по схеме провод-провод и 4 кВ, т.е. 4-я - по схеме провод-земля (в том же ГОСТ приложение А). Автор же хочет 4 кВ по схеме провод-провод, т.е. на одну ступень жесткости выше. Я вообще такого не встречал ни разу, даже не представляю, для чего это нужно - удар молнии выдержать?
0

#13 User is offline   Рэльс Icon

  • Участник
  • Pip
  • Group: Участник
  • Posts: 66
  • Joined: 23 мая 12

Posted 25 ноября 2014 - 21:05

Про удар молнии вы прямо в точку. Обычно эти вопросы начальство интересовали в июне-июле, а тут что-то у них поменялось.

Изначально мы имеем схему 1 (цифровой ввод данных, общий провод + питаия). Потом получили команду "чтобы это не ломалось никогда".
Чтобы не ломать себе голову "как же это правильно должно быть" стали искать стандарты. Нашли вроде на эту штуку - ГОСТ Р МЭК 870-3-93. Там в таблице 6 есть предельно допустимые параметры по постоянному току: +200% от Uном (24В) и -125% от Uном. Проверили - держит. Ну и отталкиваясь от параметров по постоянному току выбрали диоды.
Ну а таблицу А.1 конечно проморгали, спасибо что на неё указали.
Ни каких испытаний делать не будем, просто надо обосновать как-то выбор диодов.
Удивлят еще вот что - понаходили в интернете фото плат цифрового ввода Сименс, АББ. Ну нигде супрессоров не видели.
И еще вопрос: для чего на некоторых платах плюс и минус питания соединены с "землей" (в смысле с контуром заземления) через пленочные конденсаторы?

Attached thumbnail(s)

  • Attached Image
  • Attached Image

0

#14 User is offline   Bear_ku Icon

  • Частый гость
  • PipPip
  • Group: Участник
  • Posts: 154
  • Joined: 09 сентября 11

Posted 26 ноября 2014 - 06:42

Для того чтобы помеха через них стекала на землю, а не лезла внутрь аппаратуры. То же самое можно делать и на дискретных входах, вернее даже без них иногда просто не обойтись.
0

#15 User is offline   ZASADA Icon

  • Знающий
  • PipPipPipPip
  • Group: Свой
  • Posts: 738
  • Joined: 13 января 11

Posted 26 ноября 2014 - 09:34

Цитата(Рэльс @ Nov 24 2014, 16:49) <{POST_SNAPBACK}>
Статьи с формулами ищу со вчерашнего дня, и очень удивился, что не нашел на этом форуме ничего по этой теме.


вот по автомобильным импульсам
вот пример двухуровневой защиты
ps. у Microsemi есть супрессоры и на 15 и на 30 кВт
от молнии на входе сначала разрядники и позисторы ставят, а все что пролезло уже на втором уровне защиты давят.
0

  • (9 Pages)
  • +
  • 1
  • 2
  • 3
  • Last »
  • You cannot start a new topic
  • You cannot reply to this topic

1
0