負荷時に適切なTVSを実装できない場合のリレー保護

現在、オペレーターが制御できるシンプルなSPDTリレーを備えた製品を開発しています。エンドユーザーには、一般的な通常開および通常閉の接点のみが使用可能です。リレーは、適切なフライバックダイオードを備えたデバイスの回路によって駆動されます。

最近、プロトタイプユニットの1つに問題がありました。技術者がリレーを誘導負荷に直接接続し、なんらかの過渡電圧抑制を行わなかったため、EMIのためにワイヤレス通信がノックアウトされ、おそらく接触にも至りました。アーチ。

問題が誘導性スパイクによるものであることを確認した後、適切なフライバックダイオードを負荷に接続することにより、問題は迅速に解決されました。

この状況では、接続していた負荷を制御できましたが、これにより、警告の量に関係なく、誘導負荷で製品を使用する場合、エンドユーザーが適切な過渡電圧抑制デバイスを実際にインストールすることを信頼できないことに気付きました。私たちが提供する典型的なアプリケーションの回路図。

現在、誘導性スパイクには多くの解決策がありますが、このデバイスが機能する必要がある特定の状況では、TVSの実装が非常に難しくなっています。

1）リレーは、定格250VAC / 120VAC @ 10Aまたは30VDC 8Aの汎用SPDTリレーです。これは、TVS回路がAC（主電源かそうでないか）とDCの両方、および最大10Aの電流を処理できる必要があることを意味します。これにより、PTCヒューズを見つけることができなくなります。これは、ほとんどが主電源電圧、特に10Aでは処理されないためです。

2）装置は何も交換できない場所に設置され、安全性が私たちの主な関心事です。クライアントがヒューズを取り付けず、リレーが短絡した場合（これはまれですが、発生する可能性があります）、それらはおそらく私たちのせいです。これは、MOV、ガス放電管、または寿命が限られているその他のTVSデバイスを使用できないことも意味します。

3）どのTVSデバイスも短絡で故障してはいけません。故障している場合は、そのような短絡から負荷を確実に保護する必要があります。

私はRCスナバネットワークのシミュレーションを試しましたが、これだけでは十分な誘導負荷では何も起こりません。また、大きなコンデンサを使用すると、ACで作業するときに損失が大きくなります。理想的には、1nFは十分なインピーダンス（1Mohm @ 50 / 60Hz以上）を与え、損失を無視できるようにします。

これは、大きな誘導負荷を使ったシミュレーションの結果です。抵抗とコンデンサの値を変更しても、振動が落ち着くまでにかかる時間にのみ影響し、ピーク電圧には影響しません。これにより、抵抗やコンデンサが確実に停止したり、接点がアーク放電したりします。

バックツーバックツェナーとRCスナバーネットワークを併用すると、電圧スパイクを効果的に制限できますが、電源電圧をブロックする必要があるため、約以上のものをブロックする必要があります。350V（電源のピーク電圧）が伝導を開始するまで、これはまだ近くにあり、EMIのあるワイヤレス通信を停止させるのに十分な高さです。

それで、私はこの状況で完全に絶望的ですか？

そのような状況で使用できる他のTVSデバイス/テクニックはありますか？もしそうなら、それらが短絡して故障しないこと、または少なくとも短絡したTVSデバイスから保護できることを保証できますか？

それともRCスナバだけが実際にこの問題の良い解決策ですか？もしそうなら、なぜですか？そして、これに適切な部品をどのように選択できますか？

私は実際の負荷にアクセスできず、ユーザーが負荷を接続する方法について何も想定できないことを覚えておいてください。

過去15年間をTVSS業界で過ごしました。ULおよびISO規格が要求する内容に沿ってラベルを追加し、無視または乱用すると保証が無効になる可能性があることをお客様に警告します。

それをすべて言って、あなたが与えた定格のために、私はそれがNOとNCの両方の接続（2 MOVの合計）の両方で少なくとも10 kAまたは20 kA 275 VAC定格を持つ40mm MOVでそれを出荷します。420 VAC / DC程度でハードクランプします。非常に高価な解決策は、巨大サイダックを使用することであり、最大許容電圧で急激なロールオフがあります。275 VAC / DCはそれだけを意味しますが、それぞれ40米ドルの費用がかかります。

リレーコイルの「キックバック」からの保護も検討しますが、ダイオードまたは20mm MOVで問題ありません。

熱的に保護されたMOV（TPMOV）は世の中にありますが、OTC販売用ではありません。これらの製品は人件費が高いため、サージ抑制のためのサードパーティベンダーの入手は非常にコストがかかります。

40mm 275 VAC / DC MOVを最初に試します。彼らは15 20 kAの「ヒット」（2時間以上）をとることができ、それでも1 mAテストに合格します。

SNUBBERS： AC回路のRCスナバは、たとえオフであっても少量のAC電流がリレーをバイパスすることを可能にするため、良い考えではありません。エンドユーザーがACとDCのどちらを使用するかがわからないということは、それを安全にプレイして回避することを意味します。MOVやSidacのようなことはできません。

注： MOVとSidacs は、20 uS程度の短いスパイクであるキックバックまたはサージ電流のみを確認します。彼らは非常に高抵抗モードであるため、通常の実行電流は表示されません。リレー接点のみに「実行」電流が表示されます。

「突入」電流が接点を溶接している場合は、より高い接点電流定格のリレーが必要です。長寿命のために50％の安全マージンを追加します。できれば防湿リレーを使用してください。

オレンジジュースなどのクエン酸製品を処理する植物は、鉄や銅を急速に腐食させる酸性の雰囲気を持っています。

ヒューズ： 40mm MOVまたは大きなSidacの適切なヒューズは、30アンペア600ボルト200 kA定格ヒューズであることを追加する必要があります。彼らは約50米ドルで10箱に入っています。それらは、激しいサージをすばやく吹き飛ばすために特別に穴をあけられたプラチナストリップで作られているため、安価なヒューズではありませんが、モーターの始動電流には耐えます。インラインロックヒューズホルダーを使用できます。これらは、40 mm MOVの融着に関するUL1449エディション3および4の仕様に適合しています。正しいヒューズへのリンク：

http://www.cooperindustries.com/content/dam/public/bussmann/Electrical/Resources/product-datasheets-b/Bus_Ele_DS_1023_LP-CC.pdf

最近、私たちはプロトタイプのユニットの1つに問題がありました。技術者がリレーを誘導性負荷に直接接続し、なんらかの過渡電圧を抑制していませんでした...

リレーを金属酸化物バリスタ（MOV）で保護できますが、それ以外にできることはそれほど多くなく、リレーであるという利点が失われません。

パワーリレーではなくコントロールリレーであることを明示して、仕様を変更することをお勧めします。最大定格負荷については非常に保守的です。