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Protection d'un montage contre les surtensions



  1. #1
    CeylordZ

    Protection d'un montage contre les surtensions


    ------

    Bonjour,

    Je réalise actuellement un banc de test avec un Microcontrôleur et j'ai une commande qui pilote un relais dont la tension de contact vaut 24V.
    Sur cette liaison 24V, lié à un contacteur, il y a un endroit où le fil est proche d'un contact 400 Volts dans un milieu où il peut y avoir de la condensation (c'est une clim) et il est déjà arrivé que du 400 volts triphasé se retrouve sur la carte de régulation (carte HS du coup).

    Ma question : Je souhaite protéger mon montage, je pensais mettre un fusible sur mon entrée 24 volts mais je souhaiterais également le protéger contre cette probable surtension (très rare mais pas inexistante). Du coup j'ai cherché les solutions possibles et j'hésite à utiliser une varistance entre le 24 volts et la masse ou une diode transil.

    Mais j'ai l'impression que les diodes transil (TVS) sont réservées pour des tensions très transitoires, du coup je pencherais plutôt vers une varistance, qu'en pensez vous ?

    -----

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  3. #2
    penthode

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    hello ,

    la meilleure des protection est d'éviter le risque

    refaire un câblage correct et sécurisé du contacteur me semble indispensables !

    de millions d'installations fonctionnent très bien comme ça ...

    sinon , une simple diode zener suicide précédée d'un fusible offre une protection correcte.

    en cas de parano examine la solution dite crowbar
    Dernière modification par penthode ; 12/06/2019 à 10h06.
    là où le mensonge prolifère, la tyrannie s'annonce ou se perpétue (Albert Camus)

  4. #3
    CeylordZ

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Je ne peux malheureusement rien faire en ce qui concerne le câblage de la clim..

    Dans le cas de ta proposition, la diode Zener claquerait forcément, se mettrait en court-circuit et le fusible fonderait non ?

    Mise à part un montage crowbar il n'existe aucune autre solution ?

  5. #4
    penthode

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    je t'ai proposé deux solutions

    ça ne suffit pas ?
    là où le mensonge prolifère, la tyrannie s'annonce ou se perpétue (Albert Camus)

  6. #5
    CeylordZ

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Je pense utiliser la solution Zener mais c'était pour ma culture, on ne peut pas utiliser de varistance dans ce cas là ?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    penthode

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    je n'ai pas d'expérience en ce sens

    le temps de montée en température de la varistance me semble incompatible avec une protection rapide

    mais libre à toi d'essayer
    Dernière modification par penthode ; 12/06/2019 à 13h05.
    là où le mensonge prolifère, la tyrannie s'annonce ou se perpétue (Albert Camus)

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  10. #7
    Vincent PETIT

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Salut,
    La diode transil TVS, comme tu le pensais, est une bonne idée. Elle va clamper à la tension qui dépasse. Si tu choisies une TVS 33V elle va clamper la tension ci tôt qu'elle dépassera ~33V (voir la doc pour connaître les valeurs min max) et elle le fera très très rapidement.

    L'avantage c'est que son mode de défaillance est le court circuit donc si il y a un fusible sur ta carte il va cramer car la transil sera en court circuit. C'est une double protection, la surtension est limitée et le fusible a protégé ton électronique et surtout tu seras qu'il y a eu un problème. L'inconvénient de la varistance c'est que lorsqu'elle crame face a une surtension rapide, d'une part le fusible ne sautera pas et d'autre part la varistance sera en circuit ouvert et tu ne te rendras pas compte que tu n'es plus protégé lors du prochain problème (ça cramera tout comme aujourd'hui)

    C'est une des règles a respecter en sûreté de fonctionnement (S.I.L. safety integrity level) si une protection a cramé il faut le savoir.
    Dernière modification par Vincent PETIT ; 12/06/2019 à 14h02.
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  11. #8
    CeylordZ

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Ah merci, c'est très instructif !

    Après elle est prévue (à la base) pour fonctionner sur des laps de temps très court, donc si elle clamp pendant un délai long, elle va forcément lâcher ?

  12. #9
    trebor

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Bonjour à tous,

    Pour les Francophones :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Thyristor
    Lorsqu'on sait, on sait pour longtemps (vélo, nager, jongler,.....)

  13. #10
    Vincent PETIT

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Citation Envoyé par CeylordZ Voir le message
    Après elle est prévue (à la base) pour fonctionner sur des laps de temps très court, donc si elle clamp pendant un délai long, elle va forcément lâcher ?
    Oui en effet, si la surtension est trop longue, la TVS va se court circuiter puisqu'elle ne pourra pas dissiper la puissance *** ce que j'avais ajouté à partir d'ici était inutile et surtout, faux ***

    Je pressens que tu souhaites une protection qui ne crame pas !?

    Si oui alors c'est le message qu'a voulu te donner penthode, si la diode transil se caractérise par des transitoires c'est parce qu'elle est une élément de protection qui lutte contre un événement anormal, une surtension et elle ne peut être que transitoire puisque anormal. Sinon il faut considérer la surtension comme un événement normal et revoir tout le design pour que l'étage d'entrée supporte "normalement" cette tension de 400V tout a fait normale mais ce n'est plus une protection qu'on met en place dans ce cas (voir message de trebor)

    Tu vois ce qu'on veut dire ? C'est un peu comme un fusible qui protège sans jamais cramer... si on veut ça, c'est pas un fusible qu'il faut.
    Dernière modification par Vincent PETIT ; 13/06/2019 à 11h35.
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  14. #11
    luc_1049

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Bonjour
    Ne faut il pas aussi considérer le risque d'électrocution, car votre sous entend sauf transfo une fuite du secteur sur une partie basse tension qui n'est peut être pas isolée des mains de l'opérateur ?
    cdlt

  15. #12
    f6bes

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Bonjour,
    mettre une protection sur la ligne 24v (... et il est déjà arrivé que du 400 volts triphasé se retrouve sur la carte de régulation (carte HS du coup).
    n'aura aucun effet sur le 400v si cellui çi passe PAR ailleurs !
    Il faut peut etre RESPECTER les conditions d'utilisations (prévu ou PAS pour milieu humide ?)
    Bonne journée

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  17. #13
    HULK28

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Bonsoir,
    attention une transil ne se met pas en court-circuit, c'est une confusion fréquente, la transil est l'équivalent d'une super zéner donc elle rabote uniquement. Si elle est en CC c'est qu'elle est décédée et ce n'est pas le but.
    Le composant qui se met en court circuit franc est le trisil.
    A+
    Le génie est fait d'un pour cent d'inspiration et de 99% pour cent de transpiration.

  18. #14
    Vincent PETIT

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Citation Envoyé par HULK28 Voir le message
    Bonsoir,
    attention une transil ne se met pas en court-circuit, c'est une confusion fréquente, la transil est l'équivalent d'une super zéner donc elle rabote uniquement. Si elle est en CC c'est qu'elle est décédée et ce n'est pas le but.
    Le composant qui se met en court circuit franc est le trisil.
    A+
    Oui, oui, je sais. J'ai écrit le contraire peut être ? Ou bien je n'ai pas été clair.

    La transil clamp/écrête et si elle crame (clamp trop long) elle crame en "cc" et du coup on le sait. La varistance c'est plus gênant car si elle crame on ne le sait pas et on est plus protégé sans que ça ne se voit.

    A+
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  19. #15
    HULK28

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    La varistance est un composant passif en fait c'est basiquement une VDR, le trisil est un semi-conducteur de type crow-bar, plus rapide et plus fin pour protéger des matériels très sensibles.
    L'avantage de celui-ci sur la transil est qu'il réagit comme une transil mais au dessus d'un certain niveau de courant il bascule en CC, ce qui le rend plus apte à protéger des surtensions longues.
    Bien dimensionné il permet de faire fondre un fusible et d'être réutilisable après changement du fusible, ce qui est rarement le cas avec la transil.
    Dernière modification par HULK28 ; 12/06/2019 à 19h17.
    Le génie est fait d'un pour cent d'inspiration et de 99% pour cent de transpiration.

  20. #16
    CeylordZ

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Merci pour vos explications !

    Si j'ai bien compris, la Transil se met en CC dans le cas où elle crame (définitivement) et le trisil se met en CC dès qu'il conduit et se remet en état une fois qu'il n'y a plus de courant ?

    En gros la Transil est plus ou moins une Trisil "jetable" ?

  21. #17
    CeylordZ

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Et dans le cas de cette doc : https://docs-emea.rs-online.com/webd...6b81284ffe.pdf

    "Voltage range from 62 V to 320 V" Est ce que cela signifie que la Trisil passe en CC à environ 62V et claque définitivement vers 320V ?

  22. #18
    CeylordZ

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Désolé j'ai lu trop rapidement la doc (et je ne peux plus modifier mes messages)

    Vr max = 270V pour une ref "TP270" C'est la tension garantie où la Transil passe en CC ? Est ce qu'il y a une tension à partir de laquelle la transil claque définitivement ?

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  24. #19
    Vincent PETIT

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Salut,
    Je ne connaissais pas les Trisil mais au travers de la doc je ne vois pas de différence avec une Transil (d'ailleurs Trisil et Transil sont des marques déposées en réalité) ce sont des diodes TVS, des suppresseurs de surtensions transitoires.

    Ici ST explique la différence entre une Transil et une Varistor https://www.st.com/content/ccc/resou...CD00005042.pdf il précise que la transil (pas trisil) a également un mode de défaillance, donc quand elle crame, en cc. Donc je ne saurai pas t'expliquer la différence entre Transil et Trisil.

    Une transil ou une trisil de ce que je lis dans ta doc, ont le même comportement : D'abord elle clampe à une certaine tension puis si ça dure trop longtemps, elle casse en mode C.C

    Ta doc se lit comme ça :
    TPA270, le constructeur a relever 2µA de courant de fuite en lui présentant une tension inverse de 243V, IRM @ VRM (tension nominale de maintient). Ensuite le constructeur a relever 5µA de courant de fuite en lui présentant une tension inverse de 270V IR @ VR (on est toujours dans la tension nominale de maintient). Note que le constructeur ne donne pas la tension à la quelle ça commence à clamper VBR il va plutôt te donner des valeurs où la diode est bien clampée VBO. Il dit qu'en présentant une tension 360V j'ai noté un courant de 800mA au travers de la diode. Ce courant va t'aider par exemple à dimensionner ton fusible pour qu'il saute avant que la Transil ne crame.

    Elle cramera ci tôt qu'elle aura trop chauffée et ça va dépendre de la rapidité de fusion du fusible.
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  25. #20
    Antoane

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Bonjour,

    La Transil est une sorte de zener. Le composant se met (théoriquement) en court-circuit après une surchauffe, et est alors détruit.
    fs_transil.PNG
    La Trisil est plus proche d'un diac, il y a une zone en résistance négative : si la tension dépasse le "breakover voltage Vbo", le composant se met en quasi-court-circuit mais reviendra à son état initial après annulation du courant. Cette mise en cc n'est pas destructive.
    fs_trisil.PNG

    La figure "On-state voltage versus on-state current (typical values)" donne des valeurs typiques de tension vs. courant à l'état "amorcé" de la trisil.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  26. #21
    CeylordZ

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Merci à tous, je vais voir quoi prendre, toutes les solutions ont leurs avantages/inconvénients, les transils ont l'air plus nombreuses sur RS cela dit donc à voir.

  27. #22
    HULK28

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    Le fait qu'elles soient plus nombreuses n'est pas un bon argument technique
    Si vous mettez une transil vous devez choisir et dimensionner le fusible en conséquence.
    Suffisamment rapide pour ne pas flinguer la transil et suffisamment lent pour ne pas fondre intempestivement.
    Tel est l'art de notre beau métier.
    A+
    Le génie est fait d'un pour cent d'inspiration et de 99% pour cent de transpiration.

  28. #23
    CeylordZ

    Re : Protection d'un montage contre les surtensions

    C'est pas faux, effectivement !

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