我目前正在开发一种产品,该产品具有可以由操作员控制的简单SPDT继电器。对于最终用户,只有公共,常开和常闭触点可用。继电器由我们设备中的电路驱动,该设备具有适当的反激二极管。
最近,我们的一个原型单元出现了问题,其中技术人员将继电器直接连接到电感负载,而没有任何形式的瞬态电压抑制,这导致我们的无线通信由于EMI而被击倒,还可能导致接触拱形。
在确定问题是由于感应尖峰引起的之后,通过将适当的反激二极管连接到负载,可以快速解决问题。
在这种情况下,我们可以控制要连接的负载,这使我意识到,无论警告和警告的数量如何,当我们将产品用于感性负载时,我都不相信最终用户会实际安装适当的瞬态电压抑制设备。我们可能提供的典型应用原理图。
现在,很明显,有很多解决感应尖峰的解决方案,但是该设备必须工作的特定情况使得实现TVS非常棘手:
1)该继电器是通用SPDT继电器,额定值为250VAC / 120VAC @ 10A或30VDC 8A。这意味着TVS电路必须能够处理交流电(主电源或非市电)和直流电,电流最高可达10A。这使得找不到PTC保险丝成为可能,因为大多数保险丝无法处理电源电压,特别是不能承受10A的电压。
2)该设备将安装在不可能更换任何物品的地方,安全是我们的主要关注点。如果客户端未安装保险丝,并且继电器短接失败(这种情况很少见,但有可能发生),则他们很可能会怪我们。这也意味着我不能使用MOV,排气管或任何其他使用寿命有限的TVS设备。
3)任何TVS设备都绝不能短路,如果短路,我必须确保保护负载免于短路。
我已经尝试了RC缓冲网络的仿真,但是仅凭这些就无法在电感负载足够大的情况下起作用。同样,使用更大的电容器意味着在使用交流电时会损失更多。理想情况下,1nF会提供足够的阻抗(在50 / 60Hz时为1Mohm以上),以使任何损耗都微不足道。
这是电感负载较大的模拟结果。更改电阻器和电容器的值仅影响振荡稳定下来的时间,而不影响峰值电压,这肯定会杀死任何电阻器或电容器,或使触点产生电弧。
背对背的齐纳二极管与RC缓冲网络一起有效地限制了电压尖峰,但是由于它们必须阻断电源电压,因此,它们所需要的阻断作用远不止于近似。350V(电源峰值电压)直到它们开始导通为止,我担心这仍然是一个很高的峰值,足以杀死附近的任何EMI无线通讯。
那么,在这种情况下我完全没有希望了吗?
在这种情况下我还能使用其他TVS设备/技术吗?如果是这样,我是否可以保证它们不会短路故障,或者至少可以防止TVS设备短路?
还是仅仅是RC缓冲器实际上是解决此问题的好方法?如果是这样,为什么?我该如何选择合适的零件?
请记住,我无权访问实际负载,也无法对用户如何连接负载进行任何假设。