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FORUM RADIOAMATORIALE - Protezione sovratensione: TVS+fusibile o crowbar?

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Discussione

IZ1IVA

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Inserito il - 28/08/2019 : 11:03:54

Buongiorno,

voglio proteggere l'uscita di un convertitore DC-DC a commutazione da eventuali sovratensioni. Il convertitore eroga 5A massimi, il carico è una fotocamera digitale quindi l'assorbimento sarà decisamente più contenuto (ma devo ancora misurarlo, sto aspettando una "finta batteria" per farlo). La tensione nominale è di 8,4 V (tolleranza -1,4 +1 V).

Mi chiedevo che differenza ci fosse in termini di protezione e affidabilità tra collegare semplicemente un fusibile in serie all'uscita più un diodo TVS (sovradimensionato) in parallelo e un vero e proprio crowbar.

Grazie

Firma di IZ1IVA

73 de IZ1IVA Andrea

Regione Piemonte ~ Prov.: Torino ~ Città: Castellamonte JN35UJ ~ Messaggi: 1261 ~ Membro dal: 19/09/2006 ~ Ultima visita: 04/02/2024

i0god

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Inserito il - 28/08/2019 : 11:19:40
Certamente un crowbar. IL fusibile salta quando la corrente raggiunge il valore di fusione del materiale non quando la tensione sale a un livello pericoloso, quindi può rimanere sano e magari la tensione incrementata va a rompere qualche componente che funziona a tensione più bassa ma si rompe per qualche volt in più, Il sistema più sicuro è un comparatore analogico che confronta la tensione di uscita con un riferimento fisso e innesca un SCR che chiude a massa la uscita quando il valore sale oltre la soglia prefissata. Un fusibile messo a monte del comparatore disconnetterà tutto dopo pochi millisecondi dalla chiusura dell'SCR. Il vantaggio di questo sistema è che l'SCR interviene dopo pochi microsecondi dalla salita della tensione di uscita in zona pericolosa pertanto il carico dovrebbe risultare protetto a meno di quei pochi microsecondi dovuti all'intervento della protezione. 73 Godifredo


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IZ1IVA

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Inserito il - 28/08/2019 : 11:26:02

Grazie Godifredo, ma quindi il reale vantaggio del crowbar è la rapidità d'intervento? Ma quella non dovrebbe essere garantita già dal diodo valanga?

Inoltre non capisco perché nell'altra soluzione il fusibile non salterebbe in caso di sovratensione: se il diodo va in conduzione perché la sovratensione ha superato il valore di rottura, il diodo stesso va in corto e i 5A del convertitore fanno saltare il fusibile, no?

Firma di IZ1IVA

73 de IZ1IVA Andrea

Regione Piemonte ~ Prov.: Torino ~ Città: Castellamonte JN35UJ ~ Messaggi: 1261 ~ Membro dal: 19/09/2006 ~ Ultima visita: 04/02/2024

i0god

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Inserito il - 28/08/2019 : 12:47:29
La spiegazione è semplice, un fusibile salta dopo che la corrente ha fuso il filo che sta al suo interno e per farlo ci vuole il tempo che la corrente riscaldi il filo fino a portarlo alla fusione. Se guardi i tempi di intervento dei fusibili vedrai una curva che ti mostra i tempi in base al valore di sovracorrente (10 %, 30 % 100% ecc) in più rispetto ai valori di corrente di lavoro. Facciamo un caso pratico: un fusibile rapido da 2 A se attraversato da una corrente di 2.2 A (+10 %) avrà un tempo di intervento di alcuni secondi. La tensione che ha causato questo incremento non è nota ma certamente non è legata in modo lineare alla corrente perchè non abbiamo un carico rsistivo puro bensì una elettronica che al suo interno avrà dei circuiti progettati per assorbire le variazioni di tensione entro un certo range. Di quanto sia questo range è indicato nelle caratteristiche ma una volta superato il limite superiore la rottura è brusca e non dipendente dalla corrente che assorbe bensì dalla tensione quindi se si arriva alla rottura il danno è fatto prima che la corrente assuma valori tali da bruciare il fusibile. Per quanto riguarda il diodo limitatore (ossia uno zener) va bene anch'esso considerando però che una volta innescato comincerà ad assorbire corrente fino a che questa'ultima farà saltare il fusibile a monte, in tempi che è difficile calcolare a priori. In sintesi è sicuramente una questione di tempi ma sopratutto di certezza di intervento. 73 Godifredo
Modificato da - i0god in data 28/08/2019 12:49:28


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IZ1IVA

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Inserito il - 28/08/2019 : 15:50:08

La lentezza del fusibile mi è chiara, ma tanto mentre si aspetta che si interrompa, il diodo assorbirà tutta la corrente, proteggendo il carico. Diciamo che la potenza da dissipare sia 50 W, se io usassi un diodo da 500 W avrei tutto il margine che mi serve per aspettare che il fusibile intervenga.

Dove sbaglio il ragionamento?

Grazie

Firma di IZ1IVA

73 de IZ1IVA Andrea

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i0god

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Inserito il - 28/08/2019 : 16:44:30
Non sbagli, il ragionamento è corretto solo che non puoi prevedere i tempi di intervento. Ti affidi alla corrente di fuga dello zener (che non è limitata da niente ) e ...aspetti. Prima o poi il fusibile a monte salterà, ma in quanto tempo? Io per deformazione professionale non pernetto che non sia prevedibile a priori. In tutti i progetti usati nello Spazio esiste una anlisi (chiamata worst case analysis) che valuta tutti gli stati anomali e ne prevede il funzioamento facendo in modo che una qualsiasi failure non sia propagata agli stadi successivi di qualsivoglia circuito o apparecchiatura. Per questo io prediligo il crowbar in quanto ti dà la certezza del funzionamento e i tempi dell'intervento. Riconosco che la soluzione "povera" dello zener è comunque valida. 73 Godifredo


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IZ1IVA

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Inserito il - 28/08/2019 : 18:37:27

Tutto chiaro GOD, grazie!

Firma di IZ1IVA

73 de IZ1IVA Andrea

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ik3umt

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Inserito il - 29/08/2019 : 00:21:13

Avevo la stessa perplessità di IVA , nella classica configurazione di un crowbar con scr , che interviene cortocircuitando il carico pilotato da un’analisi della tensione con sistemi elementari (diodo zener a sua volta), fino a sistemi più complessi, la velocità di intervento è comunque più elevata rispetto ad un unico zener di potenza in parallelo al carico ??

(considerando comunque che il crowbar cortocircuita mentre lo zener mantiene la tensione)

Modificato da - ik3umt in data 29/08/2019 00:27:39

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i0god

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Inserito il - 29/08/2019 : 08:03:44
Certamente il diodo zener di potenza tiene la tensione al suo valore lasciando passare una corrente che sia funzione della tensione che si è creata a monte nella condizione di failure sia dell'elemento che si interpone tra la sorgente guasta e lo zener stesso. Detto in altre parole se la sorgente che normalmente da 10 V (per fare un esempio) si guasta e fornisce 15 volt tra l'elemento che è saltato e lo zener ci sarà qualcosa che oppone una certa resistenza. A questo punto si può fare il conto della corrente cha passa. Ora guardando le caratteristica corrente/tempo del fusibile si risale a quanto ci mette per saltare. In conclusione i parametri in gioco sono diversi e ogni circuito fa storia a sè. E' evidente che a seconda di che tipo di circuito abbiamo (sia che sia un semplice ponte di diodi oppure un circuito switching) l'analisi va fatta considerando il valore di corrente limite del fusibile che potrebbe permanere per diversi secondi se la corrente è limitata da qualche elemento pur avendo una tensione anomala di sorgente. In queste condizioni il carico è protetto dall'innesco dello zener ma il circuito sta funzionando male con possibile propagazione della failure ad altre parti dello stesso. 73 Godifredo


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ik3umt

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Inserito il - 30/08/2019 : 01:44:10

Di conseguenza la soluzione crowbar è preferibile perché toglie completamente tensione al carico (cortocircuitandolo) e contemporaneamente facendo “saltare” la protezione a monte nel minor tempo possibile in virtù della presenza del cortocircuito ?

Firma di ik3umt

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i0god

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Inserito il - 30/08/2019 : 11:38:08
Esatto!


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iw1au

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Inserito il - 30/08/2019 : 12:21:50

Oltre a ciò che ha chiaramente spiegato Godifredo, c'è il caso in cui lo zener si apra prima che si apra il fusibile! In tal caso la tensione risalirebbe ai valori fuori range, propagando il danno (protezione inutile).
Questo potrebbe avvenire se lo zener fosse dimensionato al disotto della corrente massima che la sorgente può erogare, caso abbastanza tipico visto che in casa si hanno normalmente zener piccoli...
A dire il vero ciò succede anche con gli SCR "sottodimensionati" ma questa è un'altra storia...

Gli zener sicuramente sono più adatti per gli spike, ma non voglio andare fuori tema.

Come compromesso direi che si può utilizzare lo zener (se l'extra tensione tollerabile è al di sopra del 10% del valore di zener e con zener ben dimensionato!) fino a circa 2A, poi bisogna passare alla crowbar.

Firma di iw1au

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IZ1IVA

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Inserito il - 30/08/2019 : 12:25:38

iw1au ha scritto:
Come compromesso direi che si può utilizzare lo zener (se l'extra tensione tollerabile è al di sopra del 10% del valore di zener e con zener ben dimensionato!) fino a circa 2A, poi bisogna passare alla crowbar.

Sarebbe esattamente il mio caso!

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iw1au

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Inserito il - 30/08/2019 : 12:27:35

IZ1IVA ha scritto:

Sarebbe esattamente il mio caso!

Veramente avevo letto 5A ed è quello che bisogna guardare, cioè la sorgente...

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IZ1IVA

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Inserito il - 30/08/2019 : 12:28:58

iw1au ha scritto:

[quote]IZ1IVA ha scritto:
Veramente avevo letto 5A ed è quello che bisogna guardare, cioè la sorgente...

Sì, hai ragione, dovrei trovare il modo di limitarla.

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ix1ixg

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Inserito il - 30/08/2019 : 15:54:57
Ciao a Tutti, Andrea, parli di convertitore dc-dc, presumo che la tensione di ingresso non sia molto elevata... al tuo posto, considerando la configurazione, eviterei il crowbar... esso mette in cortocircuito tutta la catena e rischia di creare danni anche alla fonte di alimentazione principale... preferirei un circuito in grado di togliere tensione in caso di sovratensione... tutto semplicemente realizzabile in diversi modi... il cuore del sistema sarebbe rappresentato da un semplice mosfet... Federico, alla velocità del semplice zener, se aggiungi un scr, ci devi aggiungere anche la sua velocità di turn-on che comunque è piuttosto ridotta, in funzione dei modelli una manciata di uS. Ciao a Tutti, Dave.


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iw1au

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Inserito il - 30/08/2019 : 16:33:01

Qualcosa del genere Dave?

Trovato in rete...

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IZ1IVA

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Inserito il - 30/08/2019 : 17:23:11

ix1ixg ha scritto:
parli di convertitore dc-dc, presumo che la tensione di ingresso non sia molto elevata... al tuo posto, considerando la configurazione, eviterei il crowbar... esso mette in cortocircuito tutta la catena e rischia di creare danni anche alla fonte di alimentazione principale...

È corretto Dave, sono i 13 V circa di una batteria LiFePO4, la cui corrente è limitata a 30 A da un BMS.

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ix1ixg

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Inserito il - 30/08/2019 : 17:40:46
Ciao Gian Maria, concettualmente a prima vista si, anche se il circuito che hai trovato presenta la criticità di “oscillare”... quando la tensione supera il valore prefissato, al triac viene a mancare l' innesco, al passaggio per lo 0 della tensione in uscita dal ponte, l' scr si apre permettendo al triac di innescarsi nuovamente, in uscita la tensione supererà nuovamente il valore prefissato e il ciclo si ripeterà... cosi a prima vista sembrerebbe che in caso di cortocircuito del regolatore si potrebbe ottenere un processo di ulteriore regolazione che non permetterebbe alla tensione di uscita di superare il valore della tensione dello zener... Pensavo piuttosto a qualcosa del genere: Immagine: 6,55 KB Ciao a Tutti, Dave.


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iw1au

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Inserito il - 30/08/2019 : 21:46:38

ix1ixg ha scritto:

Ciao Gian Maria,

concettualmente a prima vista si, anche se il circuito che hai trovato presenta la criticità di “oscillare”... quando la tensione supera il valore prefissato, al triac viene a mancare l' innesco, al passaggio per lo 0 della tensione in uscita dal ponte, l' scr si apre permettendo al triac di innescarsi nuovamente, in uscita la tensione supererà nuovamente il valore prefissato e il ciclo si ripeterà... cosi a prima vista sembrerebbe che in caso di cortocircuito del regolatore si potrebbe ottenere un processo di ulteriore regolazione che non permetterebbe alla tensione di uscita di superare il valore della tensione dello zener...

Pensavo piuttosto a qualcosa del genere:

Immagine:

6,55 KB

Ciao a Tutti, Dave.

Hai ragione!
Ma se Andrea mette utto il circuito di protezione a valle del DC-DC con lo zener di probe prima del triac, forse perde l'instabilità... lo zener sente l'eccesso e non molla fino a quando non molla l'eccesso...non ho un tool grafico, spero di essere chiaro.

Ho una certa avversione per mosfet appesi, ma è un mio personale limite, lo riconosco, HI!

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73 de IW1AU, Gian Maria
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ix1ixg

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Inserito il - 31/08/2019 : 16:36:21
Ciao Gian Maria, una configurazione come quella che descrivi, non potrebbe funzionare con un triac utilizzato in un contesto simile a quello dello schema che hai postato... il problema risiede concettualmente nel fatto che il triac per potersi aprire, necessita di una differenza di tensione quasi nulla ai capi dei suoi 2 anodi... questa situazione la si può ottenere cortocircuitando momentaneamente gli stessi oppure interrompendo il circuito... nel caso del tuo schema, accade la seconda ipotesi... il triac viene attraversato dalle semionde positive raddrizzate dal ponte e il passaggio per lo 0 è garantito per 100 volte al secondo con un frequenza di rete di 50 Hz, quando la tensione di uscita supera quella dello zener, l' scr fuga a massa la tensione di controllo del triac impedendogli di entrare in conduzione, quando invece esso si trova già in conduzione, perchè si spenga, oltre che ad impedire che ulteriori impulsi lo riportino in conduzione, bisogna attendere che la tensione impulsiva in uscita dal ponte passi appunto per lo 0... In uscita dal convertitore dc-dc, la tensione è continua e non passando mai per lo 0 non consentirebbe lo spegnimento del triac... volendo prendere questa strada, cercando cercando di rimanere sul semplice, sarebbe molto più comodo affidarsi ad un mosfet che nonostante ti risulti poco simpatico, eseguirebbe il suo lavoro in maniera ottimale... certamente poi l' idea di montare il mosfet dopo il regolatore dc-dc di per sé non è sbagliata, anche se montalo prima ti consente di ottenere una stabilizzazione migliore, anche se poi, alla fine, la caduta di tensione provocata dallo stesso, scegliendo un componente con bassa rs risulta essere davvero contenuta... Rivedi le tue antipatie per questi componenti, personalmente li trovo fantastici, se adeguatamente pilotati sono in grado di reggere correnti piuttosto importanti con perdite di potenza molto limitate. P.S. Con lo stesso mosfet, si potrebbe anche implementare una protezione per sovracorrente in modo da proteggere il convertitore dc-dc, sempre che già non la possegga e che sia affidabile. Ciao a Tutti, Dave.


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ix1ixg

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Inserito il - 01/09/2019 : 21:43:59
Ciao Fabio, si, quando la tensione del ponte passa attraverso lo zero, mancherà certamente l' impulso di innesco come mancherà anche la tensione di ingresso al triac... in pratica se consideriamo solo il triac ed R 1K, otteniamo un circuito che si apre e chiude continuamente a ritmo della frequenza in uscita dal ponte... se poi chiudiamo il gate del triac a massa esso non non entrerà mai in conduzione... la forma d' onda in uscita dal triac sarà qualcosa di simile (in basso, in alto troviamo l' ingresso). Con un troncamento verso la parte bassa che rappresenta appunto le tensioni di soglia e mantenimento del dispositivo... Immagine: 25,93 KB quando viene superata la tensione di soglia, scr lavora esattamente come il triac, ponendo però a zero il gate dello stesso... certo che poi passando per lo zero tutto si ripristina e il ciclo ricomincia... Ciao a Tutti, Dave.


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iw1au

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Inserito il - 02/09/2019 : 13:28:59

ix1ixg ha scritto:

Ciao Fabio,

si, quando la tensione del ponte passa attraverso lo zero, mancherà certamente l' impulso di innesco come mancherà anche la tensione di ingresso al triac... in pratica se consideriamo solo il triac ed R 1K, otteniamo un circuito che si apre e chiude continuamente a ritmo della frequenza in uscita dal ponte... se poi chiudiamo il gate del triac a massa esso non non entrerà mai in conduzione... la forma d' onda in uscita dal triac sarà qualcosa di simile (in basso, in alto troviamo l' ingresso). Con un troncamento verso la parte bassa che rappresenta appunto le tensioni di soglia e mantenimento del dispositivo...

Immagine:

25,93 KB

quando viene superata la tensione di soglia, scr lavora esattamente come il triac, ponendo però a zero il gate dello stesso... certo che poi passando per lo zero tutto si ripristina e il ciclo ricomincia...

Ciao a Tutti, Dave.

Con quest'ottima spiegazione, ho avuto la conferma che, purtroppo, non mi ero spiegato bene!
Per farla semplice, se al posto del ponte di diodi ci fosse un alimentatore DC e usando la protezione riportata precedentemente da me, ma con lo zener a monte del TRIAC, funzionerebbe?

PS: la mia reticenza sui MOSFET è dovuta al fatto che non li ho mai studiati bene

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73 de IW1AU, Gian Maria
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iw1au

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Inserito il - 02/09/2019 : 16:07:34

IK6ZER ha scritto:

iw1au ha scritto:

Con quest'ottima spiegazione, ho avuto la conferma che, purtroppo, non mi ero spiegato bene!
Per farla semplice, se al posto del ponte di diodi ci fosse un alimentatore DC e usando la protezione riportata precedentemente da me, ma con lo zener a monte del TRIAC, funzionerebbe?

PS: la mia reticenza sui MOSFET è dovuta al fatto che non li ho mai studiati bene

Allora basterebbe un SCR, e la conduzione dello zener al momento della sovratensione dovrebbe servire per polarizzare o dare l'innesco all'scr, ma a quel punto quest'ultimo metterebbe in corto l'ingresso ( l'uscita del tuo alimentatore ) quindi servirebbe anche un fusibile da dimensionare adeguatamente.

Per evitare il fusibile, pensavo a qualcosa del genere (velocemente modificato dal mio precedente)...

Normalmente il TRIAC conduce (in effetti anche un SCR potrebbe andare con opportune modifiche); in caso di sovratensione, l'SCR riesce ad aprire il TRIAC?
PS: ci stiamo velocemente muovendo verso la configurazione con MOSFET di Dave, HI!

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ix1ixg

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Inserito il - 02/09/2019 : 16:15:24
Ciao a Tutti, Gian Maria, non preoccuparti, spiegarsi senza appoggiarsi a qualche schizzo non è sempre facile. Inoltre bisogna fare anche i conti con chi legge (il sottoscritto in questo caso) che non è che capisce sempre tutto al volo... Riguardo al circuito, no, in regime continuo non funzionerebbe, indipendentemente dalla posizione di inserimento dei componenti... in questa modalità il triac entrerebbe in conduzione e vi rimarrebbe a prescindere dallo stato presente sul gate... Il circuito che hai allegato funzionerebbe solo grazie al passaggio per lo 0 della tensione in ingresso ed il suo intervento è subordinato a questa condizione. Per i mosfet non mi farei troppi problemi... vedrai che quando ti serviranno, prenderai sicuramente il toro per le corna... Fabio, a quel punto ti ritroveresti da capo... classico circuito crowbar... il cortocircuito era proprio quello che volevo evitare... Ciao a Tutti, Dave.


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ik3umt

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Inserito il - 02/09/2019 : 22:12:44

Domanda popolar-elementare:
Vogliamo evitare l'SCR per cortocircuitare il carico perche' sovraccaricherebbe/danneggerebbe l'alimentatore:
Ma se la tensione di punto in bianco supera quella di lavoro del carico facendo intervenire la protezione, non significa che l'alimentatore e' gia' guasto ?
Meglio rimetterci il resto dell'alimentatore piuttosto che il dispositivo da proteggere....

I buoni alimentatori sono poi di solito protetti contro il cortocircuito , e inoltre il crowbar sottintende una protezione a monte che salti nel piu' breve tempo possibile (dal fusibile rapido a qualsiasi altro dispositivo elettromeccanico).

Modificato da - ik3umt in data 02/09/2019 22:13:42

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ix1ixg

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Inserito il - 03/09/2019 : 17:12:17
Ciao Fede, non in maniera assoluta... se la tensione supera di punto in bianco quella prevista, vuole dire che a guastarsi è il regolatore, in questo caso il regolatore è una porzione circuitale esterna al blocco alimentatore... in casi come questo perchè dovrei rischiare di rompere l' alimentatore principale cortocircuitandone l' uscita quando posso semplicemente interrompere il circuito ? Il discorso rimane valido anche se poi voglio cercare di contenere il numero di guasti in altri contesti... Se ti si rompono i freni dell' auto in corsa, la strada è libera e non rischi di stirare qualcuno, per fermati non vai a schiantarti contro il primo muro perchè tanto i freni sono già rotti... E' vero che solitamente gli alimentatori sono protetti da cortocircuito, parlando però di apparecchiature commerciali eviterei di affidarmi troppo alla fortuna, inoltre nella quasi totalità dei casi, è il regolatore stesso ad effettuare questo tipo di protezione, se va in corto perdi la funzionalità... Poi dipende sempre da come uno interpreta le situazioni e soprattutto dall' aspetto generale di tutto l' insieme, ad ogni contesto si può cercare di applicare la soluzione più opportuna... solitamente il crowbar è un circuito utilizzato come protezione per sovracorrenti/tensioni, non è però detto che sia sempre la miglior soluzione... tieni presente che esegue sostanzialmente un cortocircuito e lo mantiene sintanto che non danneggia qualcos' altro (fusibile, ponte, trasformatore), quando risulta possibile, personalmente, preferisco evitare tali situazioni... senza poi nulla togliere al fatto di considerare qualche volta qualcosa di alternativo alle solite soluzioni. Ciao a Tutti, Dave.


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ik3umt

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Inserito il - 04/09/2019 : 13:47:12

Certo, penso che il crowbar sia una soluzione semplice ed efficace che non bada a spese....
Non mi importa cosa scoppia a monte, l'importante e' che non si guasti cio' che c'e' a valle, costi quel che costi....
Intanto salviamo il carico nel modo piu' veloce possibile, poi cerchiamo di salvaguardare il generatore messo in corto con un dispositivo che intervenga senza arrecargli ulteriore danno (fusibile, magnetotermico, circuito di rilevazione corrente e interruzione, ecc.ecc.).

Modificato da - ik3umt in data 04/09/2019 13:47:46

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i0god

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Inserito il - 04/09/2019 : 17:22:34
Mi sembra che vi state incartando e avete perso di vista la richiesta iniziale, proteggere una video camera che ha 8.4 V di lavoro -1.4/+1. Partendo dall'assunto che se parte ciò che è a monte l'importante è che non danneggi ciò che è a valle, si è cercata la soluzione più sicura per proteggere il carico. Ora cercate una soluzione che protegga pure l'alimentatore ma questa soluzione non c'è essendo l'alimentatore per la stessa ipotesi già guasto. Potremmo vedere quali sono le soluzioni per risolvere il guasto e qui le ipotesi sono due: sostituire fisicamente l'alimentatore con uno uguale (occorre l'intervento della manina) oppure sostituire l'alimentatore con uno uguale mediante una commutazione elettrica da attuare mediante un telecomando quando la manina non è disponibile. In entrambi i casi il primo alimentatore (quello guasto) è fuori servizio e quindi poco importa quello che si è rotto a monte, basta che venga messo fuori servizio nel più breve tempo possibile. La seconda ipotesi è pratica comune nello Spazio dove tutto è raddoppiato e può essere escluso/incluso mediante commutazione elettrica ma mi sembra fuori luogo nel caso proposto. 73 Godifredo


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IZ1IVA

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Inserito il - 04/09/2019 : 17:26:05

Sì Godifredo: nel mio caso la ridondanza sarebbe data dal portarmi appresso la batteria della fotocamera, sostituendo la finta batteria collegata all'alimentatore guasto.

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73 de IZ1IVA Andrea

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ix1ixg

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Inserito il - 04/09/2019 : 18:41:09
Ciao a Tutti, Federico, per la velocità non preoccuperei, come tempistiche di intervento, non ci sono grosse differenze tra un circuito che spegne ed uno che cortocircuita, alla fine dipende sostanzialmente dai valori che si scelgono per i componenti... allego lo screenshot delle misure di un dispositivo simile in grado di intervenire per entrambe le situazioni (sovracorrente/tensione) nel caso in questione veniva fato intervenire per sovracorrente (in tensione le tempistiche sarebbero state identiche), la traccia sopra rappresenta la corrente 250 A / Div. e sotto la tensione di uscita 20 V Div. in 500uS la tensione sparisce completamente... Immagine: 9,46 KB in questo caso la potenza gestibile dalla protezione era superiore ai 15 KW per piccoli dispositivi non escludo che le tempistiche possano essere migliorate... Godifredo, perchè non dovrei proteggere anche l' alimentatore principale ? Da quanto ho capito io leggendo i vari interventi, lo schema a blocchi del sistema è il seguente: Immagine: 6,04 KB se va in corto in/out il dc/dc lasciando passare tutti i 13 V con il crowbar, di fatto mette in corto il primo alimentatore con possibilità di danneggiarlo (esso è un componente a se stante), se apro il circuito tra ac/dc e dc/dc anziche di cortocircuitare, non vado incontro ad alcun rischio... altro parametro da considerare con il classico crowbar è la corrente istantanea a cui viene sottoposto l' scr, in questo caso relativamente bassa contrariamente a quanto potrebbe accadere dovendo cortocircuitare una capacità di filtro importante (in ogni caso sempre facendo riferimento ad altro tipo di configurazione, non chiaramente questa)... come spiegavo in un precedente intervento, per ogni caso esiste soluzione più indicata, in ambito aerospaziale bisogna fare i conti con eventuali impossibilità umane di intervento, in casi come questo, personalmente preferisco contenere i danni. Ciao a Tutti, Dave.


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IZ1IVA

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Inserito il - 04/09/2019 : 18:53:59

ix1ixg ha scritto:
Godifredo, perchè non dovrei proteggere anche l' alimentatore principale ? Da quanto ho capito io leggendo i vari interventi, lo schema a blocchi del sistema è il seguente:

Immagine:

6,04 KB

Non esattamente: l'alimentatore principale in realtà è una batteria LiFePO4, la cui corrente è limitata a 30 A da un BMS.

Grazie

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73 de IZ1IVA Andrea

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ix1ixg

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Inserito il - 04/09/2019 : 21:18:13
Ciao Andrea, vero, lo avevo letto ma tra un post e l' altro lo avevo scordato... in ogni caso la sostanza del discorso non cambia... crowbar, corrente massima limitata a 30 A, se non monti un fusibile attendi che la batteria si scarichi e speri che il bds per qualche ragione a massimo carico non vada in corto anche lui... nella migliore delle ipotesi, in caso di guasto, montando un fusibile cambi lui ed il dc/dc converter, aprendo il circuito ti risparmi il fusibile e non corri altri rischi... Ciao a Tutti, Dave.


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ik3umt

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Inserito il - 05/09/2019 : 23:47:55

Potrebbe presentarsi il problema che aprendo improvvisamente il circuito sotto carico possano verificarsi delle extratensioni pericolose ?
( Parlando genericamente, non solo nel caso di IVA )

Firma di ik3umt

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IK0ZTB

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Inserito il - 06/09/2019 : 16:27:43

ix1ixg ha scritto:

Ciao Andrea,

vero, lo avevo letto ma tra un post e l' altro lo avevo scordato... in ogni caso la sostanza del discorso non cambia... crowbar, corrente massima limitata a 30 A, se non monti un fusibile attendi che la batteria si scarichi e speri che il bds per qualche ragione a massimo carico non vada in corto anche lui... nella migliore delle ipotesi, in caso di guasto, montando un fusibile cambi lui ed il dc/dc converter, aprendo il circuito ti risparmi il fusibile e non corri altri rischi...

Ciao a Tutti, Dave.

Purtroppo qualsiasi dispositivo si metta in serie al circuito dissipa potenza in condizioni normali. Inoltre, anche se non è questo il caso, negli alimentatori lineari classici una forte sovratensione proveniente dalla rete (fulminazione) si riverberebbe sul tuo dispositivo serie.
Per quelle tensione lo dimensioneresti, 100, 1000, 10 kV?
Col rischio che la sovratensione transiti verso qualche migliaio di euro di carico. Se gli apparati commerciali usano crowbar e fusibile rapido un motivo ci sarà pure.
Max

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ix1ixg

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Inserito il - 06/09/2019 : 18:03:29
Ciao a Tutti, Federico, dipende dalle caratteristiche del carico, se reattivo, assolutamente si, se resistivo no (la forma d' onda che ho postato apriva uno stadio a statto solido, come vedi nessuna extratensione)... se si hanno dubbi in tal proposito si potrebbero comunque utilizzare dei transil oppure dei vdr, sempre in funzione del risultato che si desidera ottenere, dal tipo di carico ed in funzione delle correnti e velocità di intervento, in ogni caso i classici dispositivi elettronici di uso comune, di solito, non presentano problematiche di questo tipo, eventuali transienti vengono in parte assorbiti dalle capacità poste in parallelo internamente ad essi stessi, dove richiesta invece una maggior protezione ed affidabilità vengono montati i transil già di “serie”... un esempio di device di questo tipo sono i dischi rigidi, dove questo tipo di protezione verso i transienti risulta solitamente di “serie”. Max, la potenza persa come la caduta di tensione, le puoi tranquillamente quantificare conoscendo la rs del dispositivo che utilizzi per aprire il circuito, parametro che ti permette di dimensionare ragionevolmente il circuito in funzione delle caratteristiche che vuoi ottenere... Riguardo alla vsoratensione da transienti, non era sino ad ora, stata menzionata, il targhet era la protezione del carico nel caso il dc/dc lasciasse passare tutta la tensione... Al trattamento dei transienti da fulminazione dovremmo riservare un discorso a parte... Tu mi chiedi per quale tensione dovrei dimensionare il circuito ma la tua domanda io ci aggiungerei anche per quanta corrente dovrei dimensionare il circuito... quale dovrebbe essere la larghezza massima dell' impulso da sopprimere... e in caso di fulminazione diretta cosa potrei utilizzare per proteggere il mio utilizzatore dal forte campo magnetico che per induzione fulmina tutta l' elettronica che si trova nei paraggi... Come vedi i quesiti sono parecchi e forzando la mano si arriva alla conclusione che qualche possibilità di fallimento della protezione esiste sempre ed in ogni caso... Tornando comunque alla nostra ragionevole protezione, come scrivevo all' inizio del post, per i transienti esistono componenti appositi, alcuni migliaia di volte più veloci del crowbar o dell' “interruttore” studiati appositamente per questo tipo di problematiche, anche se poi come ripeto, la certezza assoluta per tutta una serie di motivi, no la otterrai mai... Discorso apparati commerciali, le apparecchiature commerciali sono frutto di compromessi, talvolta sin troppo tirati (lo si può osservare su tutti quei guasti seriali in diversi dispositivi) scr e fusibile sono di quanto più semplice ci possa essere (forse solo dopo vdr ecc.), se vai a guardare dispositivi un pochino più costosi e curati (per fare un esempio restando in ambito amatoriale) nei nuovi ampli ss, la protezione su corrente o tensione, di solito, non cortocircuita l' alimentatore... Poi come ripeto tanti contesti, tante soluzioni diverse e preferibili, la ragionevolezza ci viene incontro permettendoci di scegliere la miglior soluzione per ogni contesto, economico compreso. Ciao a Tutti, Dave.


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iw0bhb

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Inserito il - 06/09/2019 : 22:16:16
Ciao a tutti, se la fotocamera assorbe meno di 3A, c'è un nuovo chip molto interessante che svolge a pieno la protezione, è settabile l'overV e underV, la massima corrente di uscita è 3A, ... è un smd della NXP. NX30P0121UK Cordiali 73 iw0bhb, Guido


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IK0ZTB

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Inserito il - 06/09/2019 : 22:56:10

ix1ixg ha scritto:

Ciao a Tutti,

Max, la potenza persa come la caduta di tensione, le puoi tranquillamente quantificare conoscendo la rs del .

Ciao a Tutti, Dave.

Facciamo un esempio, usando un buon MOSFET 60V 30A 80 mohm (MTB30P06V).
Siamo sempre fuori dal caso iniziale ma ipotizziamo di proteggere il classico alimentatore da on da 20A, a questa corrente il dispositivo serie dissiperebbe 20x20x0,08=32W, ovvero richiederebbe un notevole dissipatore solo per lui.
Inoltre la caduta di tensione (20x0,08=1,6V) obbligherebbe a mettere il circuito di sense del regolatore a valle di tutto. Quindi l'eventuale modifica sarebbe impegnativa su un alimentatore esistente.
Per le sovratensioni è ovvio che se il fulmine ti entra dalla finestra e colpisce direttamente l'impianto solo uno ti può salvare e non ha nulla a che fare con l'elettronica :).
Il crowbar con un buon fusibile rapido possono aprire e isolare correnti dell'ordine dei 100 kA.
Certo ogni soluzione può essere valida, ma bisogna sempre valutare vantaggi e svantaggi.
Max

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ix1ixg

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Inserito il - 06/09/2019 : 23:54:58
Ciao Max, di mosfet, ne esistono di diverse tipologie, volendo necessariamente utilizzare il modello che hai indicato, per contenere dissipazione e caduta bisognerebbe utilizzarne un certo numero in parallelo... a titolo informativo esistono anche dei modelli con rs di circa 1/10 di quella indicata ed anche più bassa... la tecnologia ad essi associata è piuttosto veloce ed in poco tempo è possibile imbattersi in componenti, da questo punto di vista, con performance sempre maggiori... Riguardo ancora al crowbar, sulle correnti che indichi, devi considerare anche i tempi di intervento... quanto ci metterebbe un circuito simile ad intervenire con un componente in grado di sopportare una tale corrente ? Per quanto tempo sarebbe in grado si sopportare il transiente ? Nel frattempo cosa succederebbe al carico ? Solitamente, i semiconduttori tendono ad essere tanto più lenti quanto più robusti, il discorso vale anche per l' interruzione del circuito... come scrivevo, per contenere i danni da transienti, preferisco fare affidamento su transil e vdr... i primi risultano essere davvero piuttosto veloci e con prestazioni assolutamente imparagonabili (in questi termini) a qualsiasi altro circuito attivo... Come giustamente scrivi una corretta valutazione di pro e contro ci aiuta a scegliere per il meglio, per i miracoli poi meglio affidarsi a qualche preghiera... Ciao a Tutti, Dave.


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IK0ZTB

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Inserito il - 07/09/2019 : 11:33:42
Ciao Dave, In realtà il dimensionamento del SCR è fatto esclusivamente per far saltare il fusibile rapido, quest'ultimo è l'unico componente con potere di interruzione in grado di limitare correnti enormi. Ovviamente l SCR e ciò che gli sta intorno è "a perdere". L'obiettivo è salvare le apparecchiature collegate all alimentatore. Max


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ix1ixg

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Inserito il - 07/09/2019 : 17:01:15
Ciao Max, se facciamo riferimento ad una ipotetica rottura del regolatore, si assolutamente... se invece parliamo di transienti il blocco protezione (fusibile + elettronica) rimane sempre piuttosto lento... un fusibile, anche ultrarapido, impieghera' comunque una manciata di mS per interrompere il circuito dopo che è intervenuta la protezione e lo spike potrebbe essere non sufficientemente lungo da triggerare la stessa ma con tensione talmente elevata da fare danni (ed ora non tiro in ballo eventuali tempi di spegnimento degli archi) infatti, i vdr lato rete, vengono solitamente montati prima del fusibile, per compensarne appunto la lentezza. Ciao a Tutti, Dave.


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IK0ZTB

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Inserito il - 08/09/2019 : 09:17:53

ix1ixg ha scritto:

Ciao Max,

infatti, i vdr lato rete, vengono solitamente montati prima del fusibile, per compensarne appunto la lentezza.

Non è chiaro se per prima del fusibile intendi a monte, se così non ha molto senso usare un VDR senza nessun dispositivo che lo possa proteggere.
Bene usarlo come dispositivo complementare per tosare i transienti veloci, ma sempre usando un fusibile o altro che possa interrompere il circuito ed evitare di cuocerlo in caso di sovracorrenti prolungate, posto a monte del VDR.

Max

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ix1ixg

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Inserito il - 08/09/2019 : 18:25:27
Ciao Max, prima o dopo dipende sostanzialmente dall' effetto che vogliamo ottenere... vdr e fusibili, possiamo considerarli componenti “a perdere”... per fare valutazioni specifiche bisogna conoscere dettagliatamente il comportamento di ogniuno dei 2 e scegliere la configurazione più adeguata in funzione del tipo di intervento che si desidera ottenere... montarne prima uno e poi l' altro tende a garantire maggiormente il funzionamento del componente che lo segue... la differenza sostanziale a livello pratico tra i due è che se il fusibile è progettato appositamente per essere sostituito in caso di intervento, il vdr no... se il transiente non supera la capacità di blocco del componente , esso semplicemente non si rompe e può riprendere il suo lavoro... anteponendo il fusibile, esso potrebbe interrompersi, dove il vdr potrebbe essere in grado di sostenere il transiente configurazioni ne esistono parecchie e di combinazioni che creano fallimenti, ancora di più... Ogni dispositivo fa un po' storia a sé... Dopo aver un poco divagato, forse meglio riportare il thread sulla giusta strada , in tal proposito, anche il chip suggerito da Guido bhb (di cui ho visto il package ma non ho letto le caratteristiche), nel contesto iniziale, potrebbe essere utilizzato, sempre compatibilmente con il package che in questo caso non risulta essere dei più “maneggiabili”. Ciao a Tutti, Dave.


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IZ1IVA

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Inserito il - 09/09/2019 : 10:57:20

iw0bhb ha scritto:
se la fotocamera assorbe meno di 3A, c'è un nuovo chip molto interessante che svolge a pieno la protezione, è settabile l'overV e underV, la massima corrente di uscita è 3A, ... è un smd della NXP.
NX30P0121UK

Guido, ma è MERAVIGLIOSO! Però temo che la sua implementazione in una mia realizzazione pratica sia ben al di sopra delle mie possibilità, ma si accettano consigli

Non ho particolari problemi a stagnare SMD, ma questo è davvero troppo piccolo e complicato da usare in PCB da hobbista.

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73 de IZ1IVA Andrea

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IK0ZTB

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Inserito il - 09/09/2019 : 17:10:23

IZ1IVA ha scritto:

Guido, ma è MERAVIGLIOSO! Però temo che la sua implementazione in una mia realizzazione pratica sia ben al di sopra delle mie possibilità, ma si accettano consigli

Non ho particolari problemi a stagnare SMD, ma questo è davvero troppo piccolo e complicato da usare in PCB da hobbista.

Si, davvero un'ottimo componente ma, se ho capito bene leggendo il datasheet, misura 1,20 x 1,65 mm

Impossibile da lavorare per un hobbista.

Max

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