Para circuitos conectados a la red: ¿contra qué debo protegerme y cómo lo hago?

No tengo mucha experiencia con la tensión de red y el diseño de circuitos de protección para ellos. No estoy seguro:

A) ¿De qué necesito proteger? Sé que no necesito preocuparme por los transitorios de voltaje de 10kV en la línea de alimentación, pero ¿qué pasa con los picos de 300V? El voltaje de la red es de 120Vrms nominales (en los EE. UU., Para usuarios residenciales), pero cuál es el máximo que se debe esperar y planear.

B) ¿Cómo me protejo contra él? Para transitorios de voltaje, puedo usar un diodo TVS o un MOV, pero no sé cómo seleccionar uno. ¿Cuándo uso uno sobre el otro? Para protección contra sobretensión, ¿hay una versión de CA de una palanca?

¿Cuáles son buenas pautas sobre qué proteger y cómo hacerlo para los circuitos de red?

Nota:

Para tratar de evitar los inevitables votos de "cierre por demasiado vago", quiero mencionar que solo estoy interesado en:

"¿Cuáles son los problemas de voltaje comunes que el cableado de la red residencial presentará a un circuito en él" y
"¿Cuáles son los fundamentos de la protección contra estos problemas"

Me doy cuenta de que probablemente hay muchos libros escritos sobre circuitos de protección de circuitos, pero creo que una respuesta muy básica sería muy apropiada aquí.

mains circuit-protection

— Andrew Spott
fuente

Su pregunta probablemente se cerrará por ser demasiado amplia. Necesitas hacer una pregunta específica. Comience definiendo lo que desea proteger. ¿Bombillas o sistemas médicos de soporte vital?

— Transistor

@Transistor: La parte relevante de la página "cómo hacer preguntas" es sobre la vaguedad, no la amplitud. Esto no es vago, ¿verdad? Si cerramos todo lo que es "demasiado amplio", este sitio se llenará inútilmente de preguntas que no tienen ningún significado más allá de su intención específica.

— Andrew Spott

@op Estoy parcialmente de acuerdo contigo. No se puede responder una pregunta demasiado amplia, mientras que algo demasiado específico es menos reutilizable. El procedimiento en este foro es cerrar preguntas demasiado amplias de todos modos, y no podemos cambiar eso, y su pregunta es bastante amplia. Podrías escribir un libro sobre esto de manera amplia. Trate de ser más específico mientras deja espacio para respuestas genéricas y útiles.

— Vladimir Cravero

¿Está interesado en proteger su equipo del comportamiento anormal de la línea, o está interesado en proteger a sus usuarios para que no se electrocuten?

— The Photon

@VladimirCravero: Estoy buscando el simple "Quiero enchufar un circuito a mi voltaje de red, qué necesito tener en cuenta y cómo lo tengo en cuenta".

— Andrew Spott

Respuestas:

Su vatímetro solo tiene un espacio de supresión de arco establecido en 6kV estándar. Por lo tanto, puede esperar algo menos que eso y posiblemente más, probablemente en Florida, con transitorios que no ionizan la brecha.

Es por eso que los LED quemados en Florida son tan comunes con las lámparas PAR baratas.

Una forma de suprimir el voltaje pico es a través del filtro de línea usando dos tapas X1 y un estrangulador o un LPF de tercer orden. Esto reduce los picos de 10kV a <3kV o incluso tan bajos como 300V, pero los estira a tiempo.

Por lo tanto, los productos Optoisolator suponen que usted sabe sobre esto y están clasificados para aislamiento de 3kV.

Cualquier protección que agregue para sujetar estos voltajes debe ser capaz de manejar la corriente que sigue.

Los tubos de gas pueden manejar sobretensiones de 10kA, pero esperan que fusionen la entrada.

Los MOV son baratos y buenos, pero solo pueden absorber oleadas ocasionales y fallarán después de tantos Julios acumulativos en energía. Los estranguladores permiten que la tasa de aumento de la corriente se limite hasta que se saturen, luego se comportan como resistencias bobinadas.

Aquí hay algunos antecedentes de diseño industrial para filtros de línea. Los filtros de línea en las bombillas LED deben pasar estas pruebas, y no todos los proveedores son legítimos al decir que cumplen.

No existe una "solución única para todos" debido a otros requisitos de bajo costo, alta confiabilidad y nuevas reglas de cumplimiento de EMC para dispositivos> = 100W deben tener un factor de potencia> = 0.9 usando PFC activo, etc.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
fuente

¡Gracias! ¿Cuál es la frecuencia de sobretensiones en la línea (hay un promedio nacional)? ¿Cuánta energía hay en un aumento típico? Si uso un MOV, ¿debo especificarlo contra 1 aumento por día, 1 aumento por semana, un año? ¿Hay alguna razón por la que no hablaste de los diodos TVS?

— Andrew Spott

Veo que el enlace que proporcionó mencionó eso, gracias.

— Andrew Spott

@ AndrewSpott, ¿por qué es tan rápido marcar las respuestas como respuestas?

— Ale..chenski

@ Ali Chen: porque respondió a todas mis preguntas. Fui un poco rápido para este, pero no anhelo más información.

— Andrew Spott

Ali <si te sirve de consuelo, votaré por tu enlace, que describe todos los estándares de prueba PLT y ELF que solía escribir para un entorno corporativo décadas antes.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

La protección de los equipos electrónicos se define normalmente en la norma IEC 61000. Incluye protección contra ESD (61000-4-2), inmunidad a EFT (61000-4-4), 61000-4-5 (inmunidad contra sobretensiones), el estándar es una sabiduría colectiva de qué tipo de sobretensiones son típicamente allí, y define varias clases de protección de equipos. Aquí hay un ejemplo de Texas Instruments , con ejemplos de contra qué protegerse, y parcialmente cómo. Hay muchas otras buenas críticas, con ejemplos de soluciones de protección. La palabra clave es "IEC 61000".

— Ale..chenski
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