Protección contra sobretensiones para amplificador diferencial

Como referencia, aquí hay información para las unidades de protección del mundo real, que cumplen con los conjuntos de especificaciones de las normas de seguridad , tal como se utilizan en la configuración de plantas industriales, dice, sensores y cableado de control remoto que recorren cientos de metros en caminos al aire libre, sujetos a rayos.

Como sospecha el cartel original, la protección en cascada se usa típicamente dentro de esta unidad.

Puede diseñar su propia unidad, según la siguiente información general, o comprarla lista para usar.

El tubo de descarga de gas, con diferentes especificaciones nominales, se utiliza en la parte delantera, para tomar la mayor parte de la energía del pulso entrante inducido por rayos. Esta unidad de ejemplo tiene una clasificación de 10 kA para un perfil de temporización de sobretensión de 8/20.

El siguiente es un inductor para atenuar el pulso de rápido aumento. La corriente nominal es de 250 mA en este ejemplo y se puede utilizar para la protección del sensor y de la fuente de alimentación. Algunas unidades tienen una clasificación de corriente más baja y están limitadas al uso del sensor (como un sensor/transmisor de bucle de 20 mA o una corriente cercana a cero como un par térmico).

En la etapa final se utilizan dispositivos semiconductores muy rápidos para sujetar la sobretensión residual a los 6 V nominales, como en este ejemplo. Cada unidad tiene una clasificación de voltaje diferente, la elección depende del voltaje operativo esperado de la línea de señal (para el par térmico, cerca de cero, un poco más alto para la fuente de alimentación o el transmisor de 20 mA)

Para obtener información sobre un ejemplo elegido al azar que cumple con las especificaciones de las normas de seguridad

Para obtener información sobre la especificación de la prueba en forma de pulso, como 8/20us, información de forma de pulso

Normalmente sujeta las dos entradas a su rango de modo común máximo permitido usando diodos y algún tipo de impedancia en serie (resistencia) para limitar la corriente de falla.

Si tiene límites más estrictos en la entrada de voltaje diferencial permitida, puede aplicar una sujeción adicional directamente entre las dos entradas. Esto podría tomar la forma de diodos de silicio consecutivos para señales de bajo nivel, o diodos zener u otras tecnologías para señales de mayor nivel.

Si necesita una capacitancia parásita particularmente baja, los JFET se pueden configurar para realizar la sujeción y, por lo general, tienen una capacitancia mucho más baja que los diodos de propósito general.