Protección ESD para entrada de alimentación con varias ramas fusionadas

Estoy diseñando una placa industrial que se alimentará con +24V DC. En la PCB hay varios fusibles para proteger cada rama contra sobrecorriente/cortocircuito. Ejemplo:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Por supuesto, las resistencias simulan las cargas reales: MCU, relés, LED, ... Los 24 V se aplican a través de terminales de tornillo.

Necesito proteger los circuitos ("cargas" en este ejemplo) de ESD. Que yo sepa, la protección ESD debe colocarse muy cerca del conector de entrada.

Entonces, la solución obvia es agregar un TVS unidireccional en la entrada:

esquemático

simular este circuito

Por lo general, coloco un fusible antes del TVS para que también pueda ser efectivo en sobretensiones persistentes o inversión de polaridad. ¡Pero aquí no creo que valga la pena agregar otro fusible!

¿Es suficiente un solo televisor para la protección ESD? ¿Hay un circuito mejor (= más seguro, más confiable) para usar en este escenario?

Por cierto, no tengo una "tierra" real, por lo que necesito cerrar la descarga al voltaje común (0V).

Si no tiene conexión a tierra (es decir, una tierra), eso no significa que la descarga de ESD use mágicamente sus 0 voltios. Eso no sería correcto a menos que sus 0 voltios estén conectados a tierra. En todos los escenarios desenterrados, la descarga de ESD fluye a través de sus terminales expuestos a través de una capacitancia parásita a tierra real (tierra).
re: sin conexión a tierra: haga una terminal "FE" en su tablero, y si va a una caja aislada con solo un cable sin blindaje que conecte la caja al mundo exterior, esa terminal simplemente no se conectará.
En general, los fusibles son principalmente una cosa para la electrónica de alta corriente. Si agrega un fusible de 1A para proteger una PCB que consume unos 100 mA, no logrará absolutamente nada. 1Una corriente de cortocircuito freirá toda la placa mucho antes de que se funda el fusible. Es suficiente corriente para quemar rastros, unir cables, todo.
@Lundin, ¿dónde escribí que puse un fusible de 1A para proteger algo que consume 100 mA?
no lo hiciste Pero en caso de que su dispositivo consuma 950 mA, el fusible sería igualmente inútil, por otras razones.

Respuestas (1)

aquí está el patrón general.

Idealmente, acople CA el plano de tierra a FE o chasis. Piense también en las consecuencias de cómo interactúa esto con todas las conexiones de señal que no son de alimentación, y todas las formas concebibles de que el cableado de campo se haya hecho mal (a menudo, varios errores a la vez debido a que los cables se intercambiaron o desplazaron). También se puede solicitar un estrangulador de modo común para EMI, según los detalles, que no se muestran aquí.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Usé algo similar en el pasado cuando las corrientes eran más bajas (< 1A). Ahora tengo que manejar más de 8A... ¿es solo cuestión de dimensionar los componentes correctamente? Y por supuesto, las consideraciones térmicas. Pero, ¿todavía puedo usar una serie Schottky y ahogar?
" solo es cuestión de dimensionar los componentes correctamente " -- Mayormente. Todos los componentes de la serie en primer lugar. El amortiguamiento R como se muestra podría volverse poco práctico. Tendría que considerar el dI/dt, que depende de lo que haga todo. Si está principalmente en la irrupción, un limitador activo de algún tipo es algo para explorar. // Sin embargo, los pasivos ESD tienen la misma función. Coma del orden de 100 A en ráfaga durante unos pocos ns, mientras los diodos se encienden.
¿Le importaría explicar por qué es útil poner un TVS bidireccional seguido de uno unidireccional?
@Mark: fue recomendado por algunas notas de la aplicación, por 2 razones. Primero, el TVS bidireccional en el exterior del diodo en serie sobrevive al accidente común de conectar la alimentación de 24 V al revés, mientras que un unidireccional conduciría en modo directo y se quemaría o dispararía el límite de la fuente de alimentación de 24 V, apagando otros dispositivos. En segundo lugar, en una ráfaga, el TVS exterior recorta la forma de onda V a aproximadamente +/- 100 V (en una escala de tiempo de ns) y aproximadamente 45 V en escalas de tiempo más largas. El diodo en serie luego lo rectifica a un tren de + pulsos. El segundo TVS en combinación con la capacitancia limpia eso.
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