Šiame straipsnyje analizuojamas TVS diodų taikymas įtampų šuolių slopinimui pramoninėje valdymo įrangos įrangos, pateikiami realūs pavyzdžiai ir techninės parinkimo rekomendacijos. Straipsnis skirtas tarptautinio pirkimo bei EMC dizaino specialistams.
I. Kas yra TVS diodas ir kokią problemą jis sprendžia?
TVS diodas (laikinosios įtampos slopinimo diodas) yra apsauginis prietaisas, sukurtas apsaugoti nuo trumpalaikių įtampos šuolių. Kai sistema patiria staigų aukštos įtampos šokį, pavyzdžiui, dėl žaibo smūgio, energijos jungimo, elektrostatinio išlydžio (ESD) arba staigių apkrovų pokyčių, TVS diodas pradeda laidauti per nanosekundes, apribodamas pernelyg didelę įtampą saugiu lygiu. Tai apsaugo jautrius grandinių komponentus, tokius kaip mikrovaldikliai (MCU), CAN valdikliai ir RS485 ryšio mikroschemos, nuo pažeidimų.
II. Tipiniai pramoninės automatizacijos sistemų taikymo būdai
|
Taikymo sistema |
Apsaugomi objektai |
Įmontavimo vieta |
|
Plc programuojamas valdiklis |
Skaitmeninis I/O sąsajos, ryšio prievadai |
Įvesties ir išvesties sąsaja, RS485 kanalas |
|
Invertorius ir variklio variklis |
Valdymo maitinimo šaltinis ir variklio atsakos signalas |
DC įvestis/išvestis, analoginis signalas |
|
Robotikos ir automatizacijos ląstelės |
Jutiklio/enkoderio grandinė |
Klemmų blokai, galios magistralės |
|
Pramoninis dalykų internetas (IIoT) šliuzas |
Ethernet/USB/UART ryšio sąsaja |
Tinklo/serijinioporto apsaugos zona |
|
Saugumo stebėjimo sistema |
Kameros maitinimo šaltinis ir signalo jungtis |
DC kištukas, PoE maitinimo prievadas |
TVS diodai yra kompaktiški, greiti ir pagaminami įvairiose pakuotėse (tokiose kaip SMA, SMB, SMC ir DO-15), todėl tinka aukštos tankio PCB išdėstymams.
III. Kaip pasirinkti tinkamą TVS diodą?
Projektuojant svarbu atsižvelgti į šiuos techninius parametrus:
|
Parametro pavadinimas |
Reikšmė ir rekomendacijos |
|
V RWM |
Maksimalus veikimo įtampas, turi būti ≥ sistemos veikimo įtampa |
|
V BR |
Pratekėjimo įtampa, mažiausia įtampa, sukelianti laidumą |
|
V Spaustukas |
Fiksavimo įtampa, faktinis viršįtampio apsaugos viršutinis riba |
|
A PP |
Didžiausios trumpalaikės srovės geba, kuo didesnė trumpalaikės srovės geba, tuo geresnis smūgių atsparumas. |
|
C J |
Sandūros talpumas, ypač svarbus ryšio sąsajoms |
Pavyzdžiui, pramoniniam RS485 ryšio sąsajai rekomenduojamas žemos talpos TVS su V RWM 5 V ir V Spaustukas ≤ 12 V.
IV. Taikymo atvejis: Europos kliento relės įtampos šuolio problema išspręsta
2024 metų pabaigoje padėjome vokiškai pramoninės automatizacijos įrangos gamintojui išspręsti dažnai MCU pažeidimo problemą jų PLC valdymo moduliuose. Analizė parodė, kad atjungiant relę, atvirkštinė aukšta įtampa (>60 V) per PCB grandinę veikia pagrindinį valdymo mikroschemą.
Pasirinkus dvikrypį SMCJ40CA TVS diodą ir jį sumontavus tarp relės valdymo ir MCU valdymo linijų, įtampos šuolis sėkmingai slopinamas, o problema nebeliko po 24 valandų tęstinio testavimo.
TVS diodai | Pramoninė perkrovos apsauga | Automatizacijos apsaugos įrenginiai | ESD slopinimo mikroschemos | Parduodama atsargose
EN
