Varistance ou Transil?

[invitec4f222b5]

Bonjour,

J'essaie actuellement d'améliorer un circuit de protection (voir fichier joint) avec une tension continue 12V en entrée du varistor.

La diode protège contre les inversions de polarité et le fusible contre les court-circuits.
Par contre je ne comprend pas pourquoi il y a un varistance avant le fusible et un transil apres celle-ci.
Selon moi ils ont le même rôle, qui est de protéger contre les surtensions..
Pourquoi ne pas mettre juste un transil/varistance avant le fusible? Y a-t-il un rapport avec des surtensions rapides ou longues?mon circuit doit en effet être protéger contre les 2.

merci
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[PA5CAL]

Bonjour

La diode et le transil servent à provoquer la fonte du fusible.

Ces protections ne sont efficaces que si la durée de l'incident est courte vis-à-vis de la robustesse du circuit à protéger. Si le transil n'était pas présent après le fusible, le circuit pourrait être endommagé par le courant issu de la surtension prolongée (courant trop important pour le circuit, mais pas pour faire fondre le fusible assez rapidement).

La varistance avant le fusible permet de continuer à évacuer le courant après que le fusible ait fondu, dans l'hypothèse de la nature inductive de la source de tension, notamment.

Si la varistance n'était pas présente avant le fusible, la fonte de ce dernier n'empêcherait pas la formation d'un arc électrique qui continuerait d'alimenter le circuit en courant.

C'est la différence de tension entre la varistance (pente progressive) et le transil (pente abrupte) qui autorise la fonte du fusible. Il faut donc impérativement les placer dans cet ordre.

[Tropique]

Une autre option, préférable à mon avis, est de placer le fusible en tête de tout, ensuite la varistance, une self série, et enfin un transil, mais unidirectionnel, ce qui lui permettra de jouer également le rôle de la diode.
Eventuellement pour compléter la protection "graduée", mettre un éclateur à gaz de tension assez élevée en tête de l'ensemble.

[invitec4f222b5]

Merci pour les explicationsl!

Une autre option, préférable à mon avis, est de placer le fusible en tête de tout, ensuite la varistance, une self série, et enfin un transil, mais unidirectionnel, ce qui lui permettra de jouer également le rôle de la diode.
Eventuellement pour compléter la protection "graduée", mettre un éclateur à gaz de tension assez élevée en tête de l'ensemble.

La self sert à quoi?
Ce circuit procède un regulateurLMZ12003 qui a déjà une self intégré..

[A voir en vidéo sur Futura]

[PA5CAL]

Une autre option, préférable à mon avis, est de placer le fusible en tête de tout, ensuite la varistance, une self série, et enfin un transil, mais unidirectionnel, ce qui lui permettra de jouer également le rôle de la diode.
Eventuellement pour compléter la protection "graduée", mettre un éclateur à gaz de tension assez élevée en tête de l'ensemble.

Une telle configuration n'apporte pas vraiment le même type de protection, et n'est pas nécessairement préférable (pour l'affirmer, il faudrait regarder plus précisément les caractéristiques du circuit à protéger).

Un seul fusible en tête risque de continuer à conduire suffisamment longtemps le courant après sa rupture pour occasionner des dégâts.

D'une manière générale, une varistance en tête offre une protection bien meilleure qu'un éclateur à gaz contre les chocs de foudre et les surtensions d'origine industrielle.

[PA5CAL]

La self sert à quoi?
Ce circuit procède un regulateurLMZ12003 qui a déjà une self intégré..

Dans la configuration décrite par Tropique, la self sert à supprimer les pics de courant.

Cela n'a strictement rien à voir avec les selfs des alimentations à découpage. Elles n'ont pas le même rôle, et ne sont pas fabriquées pareil.

[invitec4f222b5]

ok merci pascal

Un seul fusible en tête risque de continuer à conduire suffisamment longtemps le courant après sa rupture pour occasionner des dégâts

Je ne comprend pas exactement ce que tu veut dire..

[Tropique]

Une telle configuration n'apporte pas vraiment le même type de protection, et n'est pas nécessairement préférable (pour l'affirmer, il faudrait regarder plus précisément les caractéristiques du circuit à protéger).

Un seul fusible en tête risque de continuer à conduire suffisamment longtemps le courant après sa rupture pour occasionner des dégâts.

D'une manière générale, une varistance en tête offre une protection bien meilleure qu'un éclateur à gaz contre les chocs de foudre et les surtensions d'origine industrielle.

Chaque cas est un cas particulier, mais lorsqu'on ne sait pas à priori à quoi s'attendre, il est bon de faire se succéder les différents types de protection dans l'ordre de leur capacité d'absorption, de façon à ce que chaque composant en aval ne voie qu'un choc compatible avec ses capacités.
Les éclateurs sont lents mais très robustes, les transils écrêtent précisément et rapidement, mais sont plus fragiles, etc.
Cette stratégie est illustrée ici: (tiré de ce document)

[PA5CAL]

Lorsque le fusible est placé en tête, le courant provoqué par un choc de foudre ou une surtension très importante provenant d'un source inductive puissante n'est pas interrompu lorsque le fusible a disparu. Il y a création d'un arc électrique qui entretient la conduction jusqu'à ce que l'impulsion cesse. Finalement, au cours d'un tel épisode, le fusible est presque totalement inefficace.

Seul un élément évacuant le courant lors de la coupure permet d'éviter l'arc électrique ou d'en réduire sa durée, et d'isoler ainsi rapidement le circuit placé en aval.

[invitec4f222b5]

Ok merci pour l'explication! Par contre je bloque encore sur un petit truc :

Ces protections ne sont efficaces que si la durée de l'incident est courte vis-à-vis de la robustesse du circuit à protéger. Si le transil n'était pas présent après le fusible, le circuit pourrait être endommagé par le courant issu de la surtension prolongée (courant trop important pour le circuit, mais pas pour faire fondre le fusible assez rapidement).

Je pensais que le transil sert pour les surtensions rapides puisqu'il a un ecretage regulier et un temps de reponse plus rapide que la varistance..Puis que la varistance prend le relais si la surtension dure..

[PA5CAL]

Oui, en un sens. Mais pas seulement.

La valeur à laquelle le transil et la varistance limitent la tension ne peut pas nécessairement être supportée pendant longtemps par le circuit (la dissipation d'énergie dans le circuit ou à proximité a des conséquences néfastes), d'où la présence du fusible.

Tout en limitant rapidement la surtension, le transil permet de forcer l'apparition d'un courant suffisant dans le fusible pour qu'il fonde. La limitation apportée par la varistance est moindre afin de laisser le transil agir sur le fusible.

[invitec4f222b5]

D'accord.
N'existe-t-il pas des composants qui integrent une telle protection? J'ai pensé au TBU protectors de Bourns qui protegent contre les surtensions mais ils sont limités en courant (500mA environ au lieu des 1.5A voulues).

[invitec4f222b5]

Alors si j'ai bien compris c'est le transil qui agit contre les courtes surtensions (transitoires rapides) car il est plus rapide. Il agit aussi contre les longues surtensions (dépassement tension permanente) en faisant fondre le fusible. et la varistance sert à écouler le courant si le fusible est fondu. Ou est ce que la varistence joue aussi un role dans les courtes/longues surtensions
J'insiste sur les courtes et longues surtensions car mon alim doit respecter les normes CEM contre les transitoires rapides et ondes de choc et j'aimerai bien etre sur du role exact de la varistance et du transil.

[invitec4f222b5]

Pourquoi ne pas mettre de transil assez puissante (qui peut ecouler une dizaine d'amperes) à la place de la varistance? L'avantage est qu'il ne s'use pas avec le temps comme la varistance..

[Tropique]

A calibre égal, un transil a une capacité d'absorption d'énergie moins élevée qu'une varistance.
Il y a des cas où l'on peut se contenter d'un transil, si les chocs restent d'une amplitude limitée. Sinon, il faut passer aux catégories au-dessus, càd TVS, TSS, MOV, éclateurs....

[invitec4f222b5]

Ok merci Tropique

[invitec4f222b5]

Si jai bien compri il faudrai que le transil en amont du fusible limite moins que celle qui est placé en aval pour que ce dernier fasse fondre le fusible..c'est bien ca?
Par exemple : pour le transil en amont Vrwm=14V, Vbr=16.4V, Vc=23.2V
et pour le transil en aval Vrwm=13V, Vbr=15V, Vc=21.5V

[Tropique]

C'est pratiquement sans intérêt de mettre un composant similaire (à la tension près) en amont et en aval d'un fusible. Le composant amont sera soit superflu, soit détruit, ce qui n'apporte pas grand chose.

[invitec4f222b5]

Et ca ne marche pas si je prend un transil aval avec un temps de reponse plus longue que celui en amont?
En fait je veut absolument remplacer la varistance, qui s'use avec le temps.

[Tropique]

Les transils ne permettent aucune sélectivité sur le temps: ce sont des composants basés sur l'avalanche, et le temps de réponse intrinsèque est inférieur à la ns.
Si tu ne veux pas de varistance, il faut éventuellement mettre un composant série pour permettre au transil de survivre au pire des cas, ou se tourner vers les éclateurs et variantes, genre SPG ou les variantes semiconducteurs, type thyristor. Tu peux faire ton choix:
http://www.google.be/url?sa=t&source...tMvoUrov8I5iOQ

http://enbrightking.en.ec21.com/

[invitec4f222b5]

Lors d'une surtension prolongé la varistance en parallele avant le fusible est detruit. J'aimerais resoudre ce probleme en rajoutant un fusible apres la varistance (entre la varistance et la masse..) dimensionné de tel facon qu'il se declenche pour proteger la varistance..Est ce une bonne solution?

[PA5CAL]

Est ce une bonne solution?

Non, absolument pas. Le rôle de la varistance est d'encaisser les mauvais coups, notamment lorsque ceux-ci surviennent à répétition. Il est hors de question de la mettre hors circuit au premier problème, car alors la protection deviendrait rapidement inefficace.

Par exemple, en cas de choc de foudre, le système devra faire face à une succession d'impulsions destructrices. Si l'on met un fusible en série avec la varistance, les premières impulsions le feront sauter, et la varistance n'absorbera plus une grande partie de l'énergie des impulsions suivantes, laissant ainsi des ondes de choc beaucoup plus fortes atteindre l'appareil à protéger.

Par ailleurs, la varistance est par nature un composant consommable. Sa durée de vie est limitée, entamée par ses périodes de fonctionnement lorsque surviennent des incidents électriques. Alors lorsque sera venu le moment de procéder à la maintenance, mieux vaudrait seulement changer systématiquement la varistance, et non pas le fusible, ou la varistance, ou les deux.

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[invitec4f222b5]

D'accord et si je mettait un fusible en serie avant la varistance?

fusible--- I---------fusible---------I-----I---------circuit à proteger
V V V
varistance diode transil

[invitec4f222b5]

Le premier fusible devra etre cms pour resister mieu au ondes de chocs et salves rapides.

[PA5CAL]

Pourquoi pas.

Mais a priori, l'installation doit déjà en contenir un à ce niveau, et en rajouter un autre ne ferait que compliquer la maintenance.

Il ne faut pas oublier qu'un fusible a une durée de vie finie. Multiplier les éléments susceptibles de tomber en panne ne fait qu'augmenter le taux de pannes global et complexifier la recherche de la cause.


Je ne comprends pas bien ton insistance à vouloir protéger la varistance. C'est un peu comme si tu voulais mettre un airbag sur un pare-choc.

[invitec4f222b5]

J'ai fait un test et lors d'une surtension prolongé la varistance a 'explosé' et je veux eviter cela..

[invitec4f222b5]

Non, absolument pas. Le rôle de la varistance est d'encaisser les mauvais coups, notamment lorsque ceux-ci surviennent à répétition. Il est hors de question de la mettre hors circuit au premier problème, car alors la protection deviendrait rapidement inefficace.

Selon moi le role de la varistance est plutôt contre les chocs électriques. C'est plutot le transil, plus rapîde, qui protege contre les surtensions à répétitions rapides.

Par exemple, en cas de choc de foudre, le système devra faire face à une succession d'impulsions destructrices. Si l'on met un fusible en série avec la varistance, les premières impulsions le feront sauter, et la varistance n'absorbera plus une grande partie de l'énergie des impulsions suivantes, laissant ainsi des ondes de choc beaucoup plus fortes atteindre l'appareil à protéger.

Lors de succesions rapides le transil reagira d'abord, puis de toute facon la varistance, étant placé avant le fusible, fait éviter le fusible à s'enclencher des la moindre surtension. Le fusible sert qu'à proteger la varistance lors de surtensions prolongés

Par ailleurs, la varistance est par nature un composant consommable. Sa durée de vie est limitée, entamée par ses périodes de fonctionnement lorsque surviennent des incidents électriques. Alors lorsque sera venu le moment de procéder à la maintenance, mieux vaudrait seulement changer systématiquement la varistance, et non pas le fusible, ou la varistance, ou les deux.

Le probleme de la varistance n'est pas seulement sa durée de vie limité mais aussi qu'il 'explose' lors de surtensions prolongés, ce que je veut éviter car s'il 'explose' ce n'est pas que la varistance qu'il faut changer..

[PA5CAL]

Selon moi le role de la varistance est plutôt contre les chocs électriques. C'est plutot le transil, plus rapîde, qui protege contre les surtensions à répétitions rapides.

Lors de succesions rapides le transil reagira d'abord, puis de toute facon la varistance, étant placé avant le fusible, fait éviter le fusible à s'enclencher des la moindre surtension. Le fusible sert qu'à proteger la varistance lors de surtensions prolongés

Ce que je dis, c'est qu'il ne faut pas que la conception puisse entraîner une situation où le transil deviendrait la seule protection du circuit.

Le probleme de la varistance n'est pas seulement sa durée de vie limité mais aussi qu'il 'explose' lors de surtensions prolongés, ce que je veut éviter car s'il 'explose' ce n'est pas que la varistance qu'il faut changer..

Si les défauts auxquels on doit s'attendre normalement entraînent l'explosion du composant et s'accompagnent de dégâts sur l'installation, alors c'est que ton système de protection est inadapté ou sous-dimensionné.

Par ailleurs, il est normal qu'un défaut exceptionnel puisse détruire le système de protection, à la condition que le circuit à protéger reste intacte et que la sécurité de son environnement soit préservée, pendant et après cette destruction.

[jojo150393]

Bonjour,
je sais que ce post est vieux mais j'aimerais compléter pour les utilisateurs qui s'intéresse au sujet. J'ai travaillé durant 3 ans dans un labo de test CEM donc c'est quand même quelque chose que je connais assez en pratique, même si mon métier consistait à faire les tests et pas à concevoir.

Si le circuit de protection est pour une alimentation, alors je conseil de ne pas mettre de transil, elles ont la fâcheuse tendance à mourir en court-circuit et d'être vraiment fragile. Je les ai vue uniquement pour la protection en ESD, sur l'usb ou les circuits à porté de l'utilisateur.

Pour les MOV, afin d'éviter qu'elles explosent, il est possible de mettre un fusible thermique en série et "collé" avec la MOV, avec par exemple de la gaine thermo. Le principale facteur de détérioration de la MOV est la température lors de surtensions répétées, le fusible, si parfaitement monté et dimensionné, permet parfois en plus d'éviter l'explosion de la mov lors de sa destruction, d’empêcher sa destruction.

Je soulignerais aussi l'efficacité des éclateurs, qui ne sont que trop peux utilisés car assez chers. Le circuit idéale est, celons moi, une fusible + une éclateur + inductance + MOV avec fusible + diode d'inversion + transil optionnel si charge très sensible. (éclateur, inductance + mov est la config standard dans les parafoudres)

[jojo150393]

Pour finir, le plus important et pourtant le plus négligé, reste la connexion à la terre que ça soit sur le PCB ou mécaniquement avec le boitier. Pour cela, il fait absolument éviter l'utilisation d'entretoise comme seule connexion entre le plan de masse et le châssis.