Защита электроники от сверхтоков и перенапряжений (материалы вебинара)

Мероприятие прошло 17.05.2017

Программа

показатьсвернуть
Вебинар посвящен вопросу выбора и применения защитных компонентов.

На вебинаре вы узнаете

  • что может вывести микросхему или дискретный ключ из строя;
  • какие бывают источники сверхтоков и перенапряжений;
  • какими стандартами нормируется устойчивость оборудования к перенапряжениям;
  • какие типы защитных компонентов бывают, их параметры и особенности;
  • где можно, а где нельзя применять тот или иной тип защитного компонента.

На вебинаре вы увидите

  • обзор защитных компонентов ведущих мировых производителей: Bourns и Littelfuse;
  • готовые решения по защите популярных интерфейсов: RS-485, USB, Ethernet, CAN.

На вебинаре вы научитесь

  • извлекать и анализировать нужную информацию из «datasheet» на защитные компоненты,
  • сравнивать между собой однотипные компоненты разных производителей,
  • грамотно выбирать тип защитного компонента под конкретную задачу.

Содержание презентации

Докладчик

sotnikov

Сотников Сергей

Инженер по применению пассивных компонентов в компании Компэл. Имеет опыт разработки источников питания и систем АСУТП.

Видеозапись вебинара

Ответы на вопросы участников

Какие защитные компоненты обеспечивают защиту от импульсов №1-5 по ГОСТ 28751-90 («Электрооборудование автомобилей. Электромагнитная совместимость. Кондуктивные помехи по цепям питания») ?
1) Рекомендуем ориентироваться на зарубежные стандарты, аналогом которых является наш ГОСТ 28751-90.
Для форм импульсов 1, 2a, 2b, 3a, 3b: ISO 7637-2:2011(E) (3 издание от 2011 года). Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and coupling.

Для форм импульсов 5a, 5b (всплеск при отключении разряженной АКБ во время зарядки от генератора): ISO 16750-2:2010(E) (3 издание от 2010 года). Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment.

2) Для защиты от импульсов 1, 2a, 2b, 3a, 3b рекомендуем использовать:
TPSMD15CA — для 12 V бортовой сети;
TPSMD33CA — для 24 V бортовой сети.

Для защиты от импульсов 5a, 5b рекомендуем использовать:
SLD15-018 — для 12 V бортовой сети;
SLD33-018 — для 24 V бортовой сети.

3) Дополнительно, если есть передача данных:

Для защиты шины LIN: SD15C-01FTG (15 В) или SD24C-01FTG (24 В);

Для защиты шины CAN: SM24CANA-02HTG (200 Вт) или SM24CANB-02HTG (500 Вт).

4) Рекомендации по защите автомобильной электронике от Littelfuse можно посмотреть здесь и здесь.

Что в среднем лучше по технико-экономическим показателям — PTVS или связка TVS + MOV?
В общем случае, связка TVS + MOV оказывается значительно дешевле, чем PTVS. В плане цены такое решение выигрывает, однако оно обладает более низким сроком службы и требует тщательного согласования и тестирования совместной работы TVS + MOV.
Рекомендации по защите медицинского оборудования. Вопрос связан с внесением поправок в IEC 60601-1-2. По контактным испытаниям — это 2, 4, 8 кВ. По бесконтактным испытаниям — 2, 4, 8, 15 кВ.
Если мы говорим о защите от статики (IEC 61000-4-2 Electrostatic Discharge Immunity), то уровень 8 kV (контактный разряд (contact discharge)) и 15 kV (воздушный разряд (air discharge)) не является проблемой для современных ESD-супрессоров.

Например:
Для защиты низковольтных цепей питания от статики: сборки SP05 (30 kV — контактный /30 kV — бесконтактный, ёмкость 30 pF).

Для защиты низковольтных линий передачи данных от статики: сборки SP3003 (8 kV — контактный /15 kV — бесконтактный, ёмкость 0,65 pF).

Какие существуют стандарты по воздействию на низковольтные сигнальные цепи? Интересует их защита от внешних импульсных наводок, а так же допустимые воздействия при диагностике.
Из общих стандартов можно выделить 3 основных:

IEC 61000-4-2 Electrostatic Discharge Immunity (Устойчивость к электростатическим разрядам);
IEC 61000-4-4 Electrical Fast Transient/Burst Immunity (Устойчивость к наносекундным помехам);
IEC 61000-4-5 Surge Immunity (Устойчивость к микросекундным помехам).

Как оценить, смогут ли варисторы сохранить работоспособность в течении длительного времени, если они постоянно подвергаются импульсам длительностью в единицы микросекунд? Если методика оценки варисторов после какого то срока службы?
Количество импульсов, которое варистор может абсорбировть без деградации (ухудшения своих характеристик и увеличения тока утечки), зависит от мощности абсорбируемого импульса, то есть от тока, который он будет через себя пропускать во время действия импульса. В документации Littelfuse нужно искать графики Pulse Rating Curves —> Repetitive Surge Capability for…

Графики даны для определённого диапазона номиналов по напряжению и для разных диаметров диска варистора (7,10,14,20 мм).

Например, варисторы V130LA10A(P) — V320LA20A(P) серии LA диаметром 14 мм выдерживают следующее количество импульсов (при длительности (время спада) фронта импульса 20 мкс):

1 импульс при токе 5000 А;
10 импульсов при токе 1000 А;
100 импульсов при токе 500 А;
1000 импульсов при токе 300 А;
1 млн. импульсов при токе 50 А.

Расскажите, пожалуйста, о готовых решениях для измерительных трактов, в частности, для малосигнальных и высокочастотных цепей.
Если говорить о защите по IEC 61000-4-2 (от электростатики), то при защите высокочастотных цепей важно минимизировать вносимую паразитную ёмкость в защищаемую шину.

Идеальным решением для цепей с рабочим напряжением до 36 В являются ESD-супрессоры XTREME-GUARD с вносимой ёмкостью до 0,09 пФ.

Интересует защита интерфейсов Ethernet и USB, а именно обеспечение минимальных требований стандартов при минимальных размерах защиты.
Существуют готовые решения для защиты USB и Ethernet, базирующиеся на применении TVS-сборок. Выбор TVS-сборки для USB зависит от поколения (версии) данного интерфейса (USB 1,2,3).

Выбор TVS-сборки для Ethernet зависит от условий эксплуатации Ethernet. Более подробно этот вопрос освещён в этой статье или в оригинальном design guide от Littelfuse.

•••

Наши информационные каналы