Problema de reset de polyswitch con diodo TVS

[leo266]

Buenas tardes,

Tengo un problema con la alimentación de placas que van instaladas en varios tipos de vehículos, incluidos camiones con baterías de 24V. La alimentación viene de la batería pasando por un fusible de 5A, luego en la placa entra a una fuente conmutada LM2676ADJ.

Tengo el problema de que en algunos casos me he encontrado con componentes dañados luego de la fuente, para lo cual culpo a los transitorios de tensión y ESD.

Pensé que la solución era colocar 2 protecciones: un polyswitch en serie (MF-R030) elegido según la Ihold del consumo de corriente promedio del circuito y un diodo TVS a masa luego del polyswitch (1.5KE 33A), de modo que ante un transitorio, al activarse el TVS inmediatamente activara el polyswitch por cortocircuito, entonces de esta forma evitar que se quemara el fusible externo de 5A y dejara la placa fuera de servicio.

Al llevar a cabo la posible solución me encuentro que cuando se activa el TVS y posteriormente el polyswitch, este último nunca termina de resetearse luego del transitorio, como si la corriente de fuga lo mantuviera actuando. SI el cortocircuito ya no existe y veo con el tester que la corriente promedio que circula es mucho menor que la Itrip, no debería resetearse?

Aclaro que al apagar 2 segundos la placa y volver a alimentarla el circuito de protección ya funciona normalmente, o sea que el polyswitch se resetea.

Muchas gracias, saludos;

Leonardo.

 

[Ardogan]

Buenas tardes,
...
Al llevar a cabo la posible solución me encuentro que cuando se activa el TVS y posteriormente el polyswitch, este último nunca termina de resetearse luego del transitorio, como si la corriente de fuga lo mantuviera actuando. SI el cortocircuito ya no existe y veo con el tester que la corriente promedio que circula es mucho menor que la Itrip, no debería resetearse?

Aclaro que al apagar 2 segundos la placa y volver a alimentarla el circuito de protección ya funciona normalmente, o sea que el polyswitch se resetea.

Muchas gracias, saludos;

Leonardo.

Bienvenido Leonardo.
El polyswitch conduce o no dependiendo de la temperatura. Si el polyswitch no tiene oportunidad de enfriarse (ya sea porque la temperatura ambiente es alta, o porque está cerca de algun dispositivo que genera mucho calor) el polyswitch va a seguir sin conducir corriente.

No es el polyswitch de muy baja corriente?, datos del MF-R030:
Ihold = 0.3A
Itrip = 0.6A

En base a qué parámetros lo elegiste? (consumo de tu electrónica?, pico de corriente de la fuente de switching al arrancar?, otros).

 

[leo266]

Ardogan, gracias por responder,

Elegí el polyswitch en base al consumo promedio de la electrónica de la placa, primero con un cálculo teórico revisando en las hojas de datos los consumos promedios máximos de cada dispositivo, y luego midiendo con un amperímetro el consumo real, también consideré las variaciones de Ihold e Itrip según la temperatura para el peor caso, un ambiente de 60°C.

El polyswitch funciona correctamente a una tensión de prueba de 30V (consideré un camión con batería de 24V), luego conmuto a una Vin de 60V, dura unos pocos segundos y se activa el diodo TVS cortocircuitando a masa, por lo cual se produce un cortocircuito y activa el polyswitch, el cual se calienta y abre.

Mientras mantengo los 60V este circuito de protección está actuando, pero al volver a conmutar la Vin a 30V, simulando que el problema de sobretensión ha terminado, el polyswitch no se resetea. A la salida del polyswitch mido 2,9V aproximadamente y unos 15mA circulando, como si fuera una situación intermedia entre el funcionamiento normal y la protección actuando, pero no me explico por qué no vuelve a la normalidad.

Realizo todas las pruebas a 25°C y no hay ningún componente cercano al polyswitch generando calor.

Saludos!

 

[Ardogan]

...
Mientras mantengo los 60V este circuito de protección está actuando, pero al volver a conmutar la Vin a 30V, simulando que el problema de sobretensión ha terminado, el polyswitch no se resetea. A la salida del polyswitch mido 2,9V aproximadamente y unos 15mA circulando, como si fuera una situación intermedia entre el funcionamiento normal y la protección actuando, pero no me explico por qué no vuelve a la normalidad.

Realizo todas las pruebas a 25°C y no hay ningún componente cercano al polyswitch generando calor.
Saludos!

Ok, tomaste todos los recaudos.
Con lo que mediste sabemos que, luego de disparar, el polyswitch tiene una tensión de (30 - 2.9)V a una corriente de 15mA, potencia = 0.4W que es casi lo mismo que disipa en estado disparado (0.5W).
Es decir, va a seguir calentando como si estuviera disparado.

Un polyswitch no se resetea hasta que se quita la tensión de entrada por completo. Puede pasar que se resetee solo (auto reseteo) pero no es lo normal ni está diseñado para eso. Para que eso pase la potencia disipada luego de disparado debería ser comparable a la que puede disipar sin dispararse.

La fuente que estás usando, no tiene alguna forma de apagarse hasta que la tensión se recupere? (pin on/off, o que no funcione hasta que haya un tensión mínima de entrada -> undervoltage lockout).
Trata de evitar esos 15 mA, si se puede llevar esa corriente a 3mA por ejemplo supongo que debería poder auto-resetearse.

Si no se puede hay que pensar en un circuito que desconecte la tensión de entrada mientras el polyswitch esté disparado (mejor dicho, con alta disipación). Buscar active crowbar.