Usando diodo flyback con relé, ocurren fallas de regulación de carga

Tengo un problema con errores de regulación de carga en mi placa. Cuando engancho nuestra carga con un relé, hace que un chip de medición en nuestro sistema se reinicie. He colocado una imagen del relé con el circuito de retorno a continuación.

circuito de relé

Algunos detalles del proyecto:

Los detalles del proyecto son confidenciales, por lo que solo podemos poner mucho en línea. Pero, avíseme si necesita más detalles específicos.

  • Estamos controlando balastos de luz LED.
  • estamos especificando
    • los balastos pueden dibujar hasta 16A
    • el balasto debe oscilar entre 85 y 277 V CA, monofásico
  • Estamos usando un relé para desconectar la lámpara de la línea de CA.
  • El relé está en una configuración normalmente cerrada.
  • Estamos reduciendo los 90-267 V CA a 5 V con un simple convertidor de CA a CC y usándolo para alimentar nuestro sistema.
  • Estamos midiendo la línea usando un medidor IC.

Configuración de prueba:

En aras de tener resultados reproducibles, pensamos en usar una resistencia de gran vataje nominal en un disipador de calor enfriado activamente para que actúe como una carga constante.

  • La resistencia tiene una clasificación de 500 Ω para 150 W
  • Estamos ejecutando el sistema con una fuente de alimentación BK Precision que parece desviarse quizás 0,5 V CA a 120 V CA (especificado en 0,2 % ± 0,6 V CA)
  • El sistema consume alrededor de 0.249A de los cuales alrededor de 25mA pertenecen a nuestro circuito.

Síntomas:

  • Cuando el relé está activado, la carga está desconectada, vemos un timbre en la línea de 5V, así como en una línea regulada de 3,3V.
  • Cuando el relé se desconecta, vemos el mismo timbre, pero mucho más exagerado. Esto es principalmente cuando el chip de medición se reinicia.
  • Si desconectamos la carga del neutro usando un interruptor momentáneo normalmente cerrado, vemos algunos errores de regulación de voltaje de línea de 5V y 3.3V. Pero, muy rara vez causa una falla en nuestro sistema de CC en su conjunto.

Entonces me preguntaba si puedes ayudarme a entender qué estoy haciendo mal en el circuito. Creo que está relacionado con el relé, así que esa es la parte del esquema que incluí, si necesita ver o saber más, hágamelo saber.

Muchas gracias.

¿Cómo sabes que el suministro está bien? Tal vez no lo sea y necesite límites de salida de ESR ultrabajos o no pueda manejar la corriente de carga.
¿Cómo sabes que es un "marrón". Me suena más a EMI por el cambio de relé. ¿Sigue pasando con la carga desconectada? Si no es así (y suponiendo que los 120 VCA no sean escamosos), lo más probable es que sea EMI.
Un 'apagón' es cuando el voltaje de suministro cae significativamente por debajo de su valor nominal durante un período de tiempo. Esto no parece coincidir con los síntomas que estás describiendo.
La conexión a tierra del osciloscopio es la conexión a tierra, el neutro está conectado a tierra en el panel, tiene un bucle de tierra grande al sondear con el osciloscopio
Primera pregunta: ¿los apagones están relacionados con el lado de entrada (bobina de relé y circuito flyback/snubbing) o con el lado de salida (conmutación de CA)? Para responder a esto, opere el relé sin energía en el lado de CA. ¿Todavía ves los apagones?
Muchas gracias por las rápidas respuestas. @Tony Stewart: no estamos seguros de la fuente de alimentación. Según la hoja de datos, se ve bien, es un IRM20-5. Tenemos un regulador de 5-3,3 V que va al chip que se está reiniciando, intentamos poner tapas grandes (1000 uf) para compensar tanto en las líneas de 3,3 v como de 5 V, pero no funcionó. La carga que estamos poniendo en la fuente de alimentación solo debe ser de 2 W a 5 V, por lo que aproximadamente 0,4 A de extracción. Soy un nuevo ingeniero y todavía tengo mucho que aprender, pero busqué límites de ESR ultra bajos y no entiendo cómo ayudarían.
@Spehro Pefhany, brhans, sstobbe, Ok, pensamos en el alcance y el suelo. Intentaremos usar un osciloscopio sin conexión a tierra para echar un vistazo. Cuando miramos con un osciloscopio (conectado a tierra), vimos una gran caída de voltaje, nuestra línea de 5v está bajando a 2.2V. La razón por la que pensamos que es un apagón es porque vimos la caída de voltaje y solo uno de los cinco chips se está reiniciando en nuestra placa. No tenemos supresión de EMI en el relé, así que querremos probar eso. Así que hemos intentado desconectar la carga fuera del relé. Ponemos un interruptor en la carga, dejamos el relé encendido
y presionó el botón para desconectar la carga y volver a conectar la carga fuera del relé. Cuando probamos eso, no teníamos el "apagón" en la línea.
@Brian Drummond, Los apagones están en el lado de entrada, describí la desconexión de carga en la otra publicación. Con la prueba podemos determinar que la CA no es el problema.
un apagón se refiere a errores de regulación de carga de CA cuando Vac gotea durante unos segundos y las bombillas de tungsteno se atenuarían durante más de unos pocos ciclos. Pero para los suministros de CC, simplemente usamos el término correcto de error de regulación de carga donde, al usar la Ley de Ohm, sabemos que la caída de voltaje se debe a la impedancia efectiva de la fuente en un regulador de circuito cerrado. Este ESR puede estar en cualquier parte del regulador, incluida su entrada no regulada, si cae por debajo del umbral de caída de E/S. Entonces ΔV/ΔI=ESR Ω que para un % pequeño es ΔRs/Rload donde Rs<<Rload y se denomina error de regulación de carga como un % de Vout @ I salida nominal tal que %Reg. error
simplemente tiene un problema al controlar un relé, así que verifique dónde ocurre la caída de voltaje. adentro, afuera y cuidado Las bombillas de tungsteno consumen 10 veces la corriente de sobretensión si se encienden a un voltaje máximo que disminuye a medida que el filamento se calienta hasta el Pd nominal, por lo que Rs aumenta 10 veces el filamento. El problema de la línea de CA o CC es diferente del pulso de EMI y sus síntomas no están claramente definidos. 120V*0.25A=30W y V/I= 480 Ω pero en frío está cerca de 50 Ω para tungsteno, por lo tanto, 2.5A de pico. Pero para CC, si la bobina es de 5 V/50 mA, su DCR = 100 ohmios, por lo que la serie R 10 Ω x2 reducirá la corriente de la bobina en 5 V/120 Ω = 41 mA, lo que debería funcionar, pero más lento. Así que dé los resultados/métodos de las pruebas.
@TonyStewart.EEsince'75 Gracias por la información detallada. He actualizado la pregunta después de dormir en ella. Esperemos que se lea un poco mejor ahora. Tiene toda la razón, dudamos que sea una falla en la línea de CA porque la entrada/salida de la carga no afecta el circuito de la misma manera. ¿Podemos reducir el efecto en la línea de 5V usando un limitador de sobrecorriente en la bobina del relé?
Depende de Iout max vs I load max , que no está especificado. Normalmente prueba para verificar o leer las especificaciones. Si el timbre es >> 1 MHz, entonces el problema de tierra de la sonda de alcance es demasiado largo. así que haga muy corto o ninguno con el clip, retire el cable y use la punta y el cilindro de la sonda 10: 1. a tierra adecuada cerca del voltaje. Tenga cuidado con la inductancia de tierra en todas partes y use par trenzado para todas las corrientes conmutadas.
¿Lo probó SOLO con el relé y sin carga, como sugerí?

Respuestas (1)

No hay nada malo con el circuito de accionamiento en su esquema, en la medida en que lo haya proporcionado, en todo caso, parece un poco sobrediseñado.

Sospecho que está viendo EMI a través de su contacto de relé para acoplar la bobina causando los síntomas que describe. Es probable que esto esté relacionado con otras conexiones a su placa y con inductancias y capacitancias dispersas, incluida su fuente de alimentación, que probablemente proporciona una ruta de CA de baja Z a la red eléctrica . En general, un diseño compacto que utilice una placa multicapa con planos de potencia y terreno completo puede ser de gran ayuda.

No puede depender completamente de la visualización de un osciloscopio en condiciones de alta EMI, especialmente si no es un tipo de entrada flotante, por lo que tiendo a descartar un poco sus observaciones en ese sentido.

Si tiene un desacoplamiento de suministro adecuado, los reinicios que coinciden con la apertura o el cierre de los contactos del relé probablemente sean causados ​​​​por el acoplamiento EMI a los pines de entrada (incluida, por supuesto, cualquier entrada de reinicio, pero no limitada a ese pin en particular).

Creemos que tiene razón y que es lo más probable de la situación. Simplemente activamos y desactivamos el relé sin carga, y no tuvimos ningún problema. Entonces, si no tenemos carga, no tenemos ningún problema y si desconectamos la carga y la volvemos a conectar fuera del relé, no tenemos ningún problema. También examinamos la línea de 5 V y eliminamos la conexión a tierra para que solo veamos CA, por lo que no hay bucle de tierra. Con eso todavía estamos viendo el anillo, pero la caída de voltaje se reduce significativamente si no usamos el relé como se esperaba. Por último, no estoy seguro de cuál es la forma correcta de deshacerse del EMI, ¿sugerencias?
@Silas, no puede deshacerse del EMI por completo, pero puede hacer que su circuito sea más tolerante. Esta es la naturaleza de EMC (compatibilidad entre la fuente de ruido y el circuito afectado). Es un tema extenso con muchos libros, algunos de ellos útiles, y de reconocidos practicantes del arte como Howard Johnson (no es una recomendación, nunca trabajé con él).
Ok, probamos un SSR y solucionó el problema. Así que tienes toda la razón sobre el EMI. Muchísimas gracias por la ayuda.
Usando diodo flyback con relé, ocurren fallas de regulación de carga
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