Este artículo analiza las aplicaciones de supresión de sobretensiones de los diodos TVS en equipos de control industrial, incluyendo ejemplos del mundo real y recomendaciones técnicas de selección. Es adecuado para profesionales de compras internacionales y diseño EMC.
I. ¿Qué es un Diodo TVS y qué problema resuelve?
Un diodo TVS (diodo de supresión de tensión transitoria) es un dispositivo de protección diseñado para proteger contra sobretensiones transitorias. Cuando un sistema experimenta un pico repentino de alta tensión, como un rayo, conmutación de potencia, descarga electrostática (ESD) o cambios bruscos de carga, el diodo TVS conduce en nanosegundos, limitando la sobretensión a un nivel seguro. Esto protege componentes sensibles del circuito, como MCUs, controladores CAN y chips de comunicación RS485, contra daños.
II. Aplicaciones típicas en sistemas de automatización industrial
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Sistema de aplicación |
Objetos de protección |
Ubicación de instalación |
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Plc programmable controller |
Interfaz digital I/O, puertos de comunicación |
Interfaz de entrada y salida, canal RS485 |
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Inversor y accionamiento de motor |
Fuente de alimentación de control y señal de retroalimentación del motor |
Entrada/salida de corriente continua, señal analógica |
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Células de robótica y automatización |
Circuito de sensor/codificador |
Bloques de terminales, barras colectoras de potencia |
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Puerta de enlace Industrial Internet of Things (IIoT) |
Interfaz de comunicación Ethernet/USB/UART |
Zona de protección de red/puerto serial |
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Sistema de monitoreo de seguridad |
Fuente de alimentación de cámara y enlace de señal |
Conector DC, puerto de alimentación PoE |
Los diodos TVS son compactos, rápidos y están disponibles en una variedad de paquetes (como SMA, SMB, SMC y DO-15), lo que los hace adecuados para disposiciones de PCB de alta densidad.
III. ¿Cómo seleccionar el diodo TVS adecuado?
Durante el diseño, es importante considerar los siguientes parámetros técnicos:
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Nombre del Parámetro |
Significado y sugerencias |
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V RWM |
Voltaje máximo de operación, debe ser ≥ al voltaje de operación del sistema |
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V BR |
Voltaje de ruptura, el voltaje mínimo que activa la conducción |
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V Abrazadera |
Voltaje de sujeción, límite superior real de protección contra sobretensiones |
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Yo PP |
Capacidad de corriente de sobretensión máxima, cuanto mayor sea la capacidad de corriente de sobretensión, mejor será la resistencia al impacto. |
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C J |
Capacitancia de unión, que es particularmente importante para las interfaces de comunicación |
Por ejemplo, para una interfaz de comunicación industrial RS485, un TVS de baja capacidad con una V RWM de 5 V y un V Abrazadera se recomienda una tensión ≤ 12 V.
IV. el tratamiento de la enfermedad. Caso de aplicación: Resolvido el problema de las oleadas de retransmisión del cliente europeo
A finales de 2024, ayudamos a un fabricante alemán de equipos de automatización industrial a resolver un problema de daño frecuente de MCU en sus módulos de control PLC. El análisis reveló que el voltaje alto inverso (> 60V) generado por el momento de desconexión del relé impactó en el chip de control principal a través del circuito de PCB.
Al seleccionar un diodo bidireccional TVS SMCJ40CA y colocarlo entre el accionamiento del relé y las líneas de control de MCU, el aumento fue suprimido con éxito, y el problema persistió después de 24 horas de pruebas continuas.
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