Тази статия анализира приложението на TVS диоди за подавяне на пренапрежения в индустриална контролна апаратура, включително реални примери и технически препоръки за избор. Подходяща е за специалисти по международно снабдяване и EMC проектиране.
I. Какво е TVS диод и какъв проблем решава?
TVS диодът (диод за подавяне на преходно напрежение) е защитно устройство, предназначено да предпазва от импулсни вълни на напрежението. Когато система бъде засегната от изведнъж възникнал високоволтов импулс, като гръмотевица, превключване на захранване, статично електричество (ESD) или рязка промяна на натоварването, TVS диодът провежда ток за наносекунди, ограничавайки прекомерното напрежение до безопасно ниво. Това предпазва чувствителни компоненти от повреда, като микроконтролери (MCU), CAN контролери и чипове за RS485 комуникация.
II. Типични приложения в системи за индустриална автоматизация
|
Приложна система |
Обекти за защита |
Място за инсталиране |
|
Plc програмируем контролер |
Цифров интерфейс I/O, комуникационни портове |
Интерфейс за вход и изход, канал RS485 |
|
Преобразувател и задвижване на мотор |
Управление на захранването и сигнал за обратна връзка от мотора |
DC вход/изход, аналогов сигнал |
|
Роботизирани и автоматизирани клетки |
Сензорен/енкодерен контур |
Клемни табла, силиови шини |
|
Шлюз за индустриален интернет на нещата (IIoT) |
Интерфейс за комуникация чрез Ethernet/USB/UART |
Зона за защита на мрежов/серийен порт |
|
Система за охранително наблюдение |
Захарване на камера и сигнален линк |
DC щепсел, PoE захранващ порт |
TVS диодите са компактни, бързи и налични в различни корпуси (като SMA, SMB, SMC и DO-15), което ги прави подходящи за високоплътни PCB монтажи.
III. Как да изберем подходящия TVS диод?
По време на проектирането е важно да се имат предвид следните технически параметри:
|
Име на параметъра |
Значение и препоръки |
|
V RWM |
Максимално работно напрежение, трябва да е ≥ работното напрежение на системата |
|
V BR |
Напрежение на пробив, минималното напрежение, което задейства проводимост |
|
V Скоба |
Ограничаващо напрежение, действителен горен лимит за защита от пренапрежение |
|
I Pp |
Способност за пиков ток при пренапрежение – колкото по-голяма е способността за ток при пренапрежение, толкова по-добра е устойчивостта към удар. |
|
C J |
Капацитет на прехода, особено важен за комуникационни интерфейси |
Например за интерфейс за промишлена комуникация RS485, TVS с нисък капацитет с V RWM от 5V и V Скоба препоръчва се на ≤ 12V.
IV. Случай на приложение: Решен е проблемът с претоварването на релето на европейския клиент
В края на 2024 г. съдействахме на германски производител на оборудване за промишлена автоматизация да реши често срещани проблеми с повредите на MCU в техните модули за управление на PLC. Анализът показа, че обратното високо напрежение (> 60 V), генерирано от момента на изключване на релето, въздейства на основния контролен чип през веригата на PCB.
Чрез избора на двупосочен диод SMCJ40CA и поставянето му между релето и контролните линии на MCU, приливът е успешно потиснат и проблемът продължава след 24 часа непрекъснато тестване.
Диоди TVS | Промишлена защита от пренапрежение | Устройства за защита на автоматизацията | Чипове за подавяне на статично електричество | Поръчка от склад
EN
