El diodo de supresión de voltaje transitorio no hace su trabajo

Tengo un circuito que funciona con 21 V CC y consume una corriente máxima de 3 A. Necesito que lo prueben según los estándares IEC 61000-4-4 y 61000-4-5, que son pruebas de inmunidad contra sobretensiones.

Utilizo una fuente de alimentación conmutada certificada por UL para alimentar mi unidad. El suministro realmente emite sobretensiones que son más de 21V (aproximadamente +/- 150V).

Así que puse un diodo TVS SMLJ22CABCT-ND en mi circuito para protegerme contra sobretensiones. Este diodo tiene un tiempo de respuesta de aproximadamente 5 picosegundos. Pero los pulsos que se dan en las pruebas de sobretensión son pulsos de 8/20 μs de 2KV. que a su vez hace que la fuente de alimentación emita oleadas como se muestra en la imagen. Como puede ver en la imagen, la salida varía durante unos microsegundos. ingrese la descripción de la imagen aquí Salida de CC de la fuente de alimentación después del diodo TVS

Mi pregunta es por qué el diodo TVS no ha suprimido el alto voltaje. Mi circuito está dañado por este sobrevoltaje.

El esquema del circuito de alimentación se da a continuación.

No hay mucha protección en el circuito. El 21V se toma para una interfaz diferente. Necesito encontrar una solución para esto en lugar de diseñar una nueva placa de circuito.

Esquemático

El circuito de prueba para el IEC 61000-4-5 es estándar.

1KV en vivo y neutro; 2KV en vivo y tierra, neutro y tierra ( descripción detallada )

— mic
fuente

¿Tiene un circuito de configuración de prueba?

— Cuchara

Veamos su circuito, como dice Spoon, pero eso no suena como una muy buena fuente de alimentación o algo más está sucediendo.

— Spehro Pefhany

Sí, vamos a necesitar un circuito, o un esquema preferiblemente

— Funkyguy

Muéstrenos su circuito completo de acondicionamiento de potencia, incluidos los condensadores de desacoplamiento y cualquier inductor / perla en serie. Si todo lo que tienes es TVS, no es de extrañar que no sea muy efectivo.

— Dave Tweed

Un televisor solo probablemente no funcionará. Debe haber resistencia o inductancia o ambas para permitirle hacer su trabajo correctamente.

— Erik Friesen

Respuestas:

Muy a menudo, la impedancia parásita entre las líneas y el diodo es de algunos nanohenries. Esto es causado por la longitud de los cables de diodos.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Esta impedancia ralentiza la respuesta del diodo TVS en nanosegundos, por lo que el pulso transitorio puede pasar.
Puede usar un diodo TVS con el denominado "diseño de flujo continuo" en el que debe pasar el riel y la tierra a través del mismo paquete.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Por supuesto, esto necesita un diseño adecuado de PCB.

— GR Tech
fuente

Este es el diodo TVS que estoy usando ahora. Enlace He soldado el diodo TVS a los pines directamente. Estoy trabajando con una PCB existente. Estoy tratando de aplicar una solución. ¿Agregar un condensador en paralelo al diodo resolverá el problema aquí? . (contrarrestar la inductancia)

— micrófono

Acabo de leerlo en una publicación similar aquí. También he encontrado un artículo sobre cómo superar los problemas de inductancia parasitaria aquí .

— micrófono

Es posible que @mic no sea un condensador, pero será interesante agregar un inductor de 100 ~ 470 μH (a la corriente nominal) después del diodo, en serie con el riel de alimentación de su dispositivo bajo protección, solo para disminuir el tiempo de aumento del pulso transitorio y finalmente absorbido por shunt. No he probado esta sugerencia

— GR Tech

@ GR Tech debería ser antes o después? Según el documento, ¿no debería ser antes del diodo?

— micrófono

1.6 μ F (o r l una r sol mi r)

$1.6 \mu f \text{ }(or\text{ }larger)$

— Guill
fuente

Ya hay un condensador en el circuito. el condensador de 470 uf está en paralelo con el diodo tvs. También hay algún cálculo involucrado en la determinación del valor del condensador

— micrófono

Esto no siempre es una posibilidad. No puedes simplemente tirar la capacitancia hacia abajo para matar al transitorio, ¿qué pasa en un bus de comunicación? Los televisores de silicona están bien siempre que tengan el tamaño correcto, colocados correctamente con los diodos de dirección apropiados (si es necesario)

— JonRB

@mic: aunque ya tiene un 470 uf en todo el diodo, por alguna razón no son buenos para suprimir el ruido de alta frecuencia. Pruebe una cerámica de alrededor de 2 uf, del voltaje apropiado.

— Guill