...che non è Television Sydney! Mi riferisco ovviamente ai Transient Voltage Suppressors. Se ho ben capito sono caratterizzati da tre parametri principali per quanto riguarda le tensioni:
Reverse Standoff Voltage (Vrwm)
Reverse Breakdown Voltage (Vbr)
Clamping Voltage (Vc)
I primi due dovrebbero essermi chiari. L'Vrwm è la tensione di lavoro del dispositivo alla quale offre un'alta impedenza. La tensione di breakdown è quella alla quale il TVS si chiude offrendo un percorso di bassa impedenza al transiente.
Non ho però capito cos'è l'ultimo parametro e come va tenuto in considerazione nel progetto.
Parlando concretamente, pensavo di mettere un TVS del genere:
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in parallelo all'alimentazione della mia schedina di controllo dei passo-passo così da ammazzare tutte le extra-tensioni sopra i 45V.
Mi chiedo anche se ha senso usare un TVS bidirezionale in questo caso o se l'intervento inverso (a -45V rispetto agli 0V?) difficilmente sarà utile.
Ciao! Avevo letto un paio di app notes (Semtech) simili a quella che hai segnalato tu, ma ancora non mi è chiara sta cosa della Vc... Sono tardo io oggi, ma ad esempio la microsemi dice:
"The highest voltage parameter specified for a TVS is Vc or clamping voltage under high-current pulse conditions. It [...] represents the maximum clamping voltage during the specified peak impulse current Ipp. [...] it is important the clamping voltage does not exceed the instantaneous voltage level acceptable for safe operating conditions of the other components that are protected by the TVS in the circuit."
Ok, diciamo che questo parametro vale in condizioni di impulsi robusti (in termini di corrente). Ma in che senso "rappresenta la massima tensione di clamping" durante questi impulsi?
Significa forse che per quanto il diodo sia in valanga la tensione ai suoi capi sale dalla V di breakdown ad appunto questa Vc? Quindi l'ultima frase sta a significare: occhio che se il transiente è potente la tensione può arrivare a Vc, quindi fai in modo che il circuito a valle possa sopportarla.
Io ci aggiungerei anche "Peak Pulse Current" che definisce la corrente impulsiva massima durante una sovratensione.
Per la verità l'impedenza alla tensione di breakdown non e' tanto bassa. Il "Breakdown Voltage" e' il livello per cui il dispositivo inizia a condurre. La corrente corrispondente e' pari alla "Test Current" che come vedi e' abbastanza bassa. Superato il livello di breakdown la corrente aumenta esponenzialmente. Durante un impulso "cattivo" la corrente e la tensione sono molto maggiori. La tensione e corrente massima del dispositivo sono rispettivamente "Clamping Voltage" e "Peak Pulse Current" Nota che "Clamping Voltage" e "Peak Pulse Current" nel tuo circuito reale potrebbero essere superiori. Questi livelli dipendono dalla forma dell'impulso di sovratensione che e' definito dalla normativa. Nel datasheet del componente che hai citato l'impulso e' abbastanza lento (1 ms) e con elevata energia. Se si utilizzasse un impulso veloce (20 us) definito in altre normative il livello "Clamping Voltage" e "Peak Pulse Current" sarebbero ancora maggiori. In questo datasheet sono definiti i livelli massimi di tensione e corrente per entrambe le forme d'onda oltre che una migliore definizione dei principali parametri:
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E' la tensione massima che si sviluppa ai capi del TVS durante una sovratensione. Il circuito che sta a valle del TVS deve supportare quella tensione perché il TVS non e' un componete ideale e quando gli arriva una sovratensione lascia passare qualcosa. Il tuo circuito deve essere abbastanza robusto per non rompersi con questa tensione residua.
Senza conoscere le norme di riferimento e le caratteristiche del circuito da proteggere e l'applicazione e' difficile dire se il TVS va bene. La polarità dipende dalle specifiche elettriche della linea da proteggere: se durante il funzionamento la linea può essere sia positiva che negativa devi usare un TVS bidirezionale, se la tensione e' solo positiva e' meglio un TVS uni-direzionale. Per Es.
- misura analogica che varia da +5V a -5V: TVS bidirezionale
Certo, io mi riferivo però ai parametri relativi alle tensioni :)
Ok.
Qui mi sono perso: quale normativa?
Ecco, quindi è utile usare un TVS con tensione di breakdown la più vicina possibile a quella di lavoro (così interviene subito) e con una Vc più vicina possibile alla Vbr.
Anche qui: a quali norme ti riferisci? Il circuito è un semplice azionamento per motori passo passo basato sull'Allegro A3977 alimentato a max 35V.
La linea è +35V DC, che va ad alimentare il ponte ad H per muovere uno stepper bipolare. Quindi è meglio un unidirezionale in questo caso.
Normalmente i TVS si utilizzano per proteggere i dispositivi elettronici dagli effetti di sovratensioni impulsive. Chi definisce la forma e i livelli degli impulsi da utilizzare per le prove di qualifica ? Solitamente sono le norme, che variano a seconda del settore applicativo (medicale, industriale, civile, telecomunicazioni, ecc.) Per la marcatura CE si usa questa EN 61000-4-5 per definire le modalità di prova e altre per definire i livelli di prova.
Si ma senza esagerare. In generale la scelta della tensione breakdown dipende dal livello di robustezza del circuito da proteggere. Poi si deve stare attenti che vicino alla tensione di breakdown aumenta la corrente di leakage. Per una linea di alimentazione non ci sono problemi ma per una linea di segnale ad alta impedenza pochi uA potrebbero dare fastidio.
Se non hai una norma di riferimento devi stimare la corrente generata durante la sovratensione, la forma dell'impulso e verificare che il TVS regga un quelle condizioni. Poi devi verificare che il tuo circuito regga la tensione residua che si genera durante la sovratensione.
Esatto. Trattandosi di una linea di alimentazione che immagino sia di suo abbastanza tollerante alle sovratensioni io valuterei l'utilizzo di varistori che sono più economici ma hanno una curva di intervento più morbida ed hanno il difetto che in caso di guasto si aprono e non proteggono piu'. I TVS invece se si guastano vanno in corto.
e danno così la possibilità al fusibile ritardato posto in serie di intervenire... personalmente non preferirei mai un varisore ad un TVS proprio per la caratteristica dei TVS di andare in corto e segnalare così il loro guasto
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