O que é protetor de pico / surto e filtro de linha de força?

Um protetor contra surtos ou supressor de surtos é um dispositivo projetado para proteger dispositivos elétricos contra um aumento indesejável repentino e de curto prazo no pico de tensão. Tanto o pico de tensão quanto o pico de tensão referentes ao aumento de tensão de curto prazo parecem semelhantes, mas são diferentes.

Enquanto um pico de voltagem é um aumento repentino na voltagem com duração inferior a três nanossegundos, um pico de voltagem é um aumento repentino na voltagem que dura três nanossegundos ou mais.

Um pico ou surto de tensão é basicamente uma sobretensão transitória ou impulso elétrico de curta duração, mas de alta energia, que é induzido no circuito a partir de fontes externas. A sobretensão transitória na alimentação CA é mostrada na Fig. 1.

Fig. 1: Picos de tensão

Fontes comuns de picos e surtos de tensão incluem interruptores elétricos, raios e eletricidade estática. Picos de tensão também podem ser criados por um rápido acúmulo ou decaimento de um campo magnético, que pode induzir energia no circuito associado. Por exemplo, se a corrente que flui através de uma bobina de relé é interrompida ou desenergizada, o indutor produz um pico de tensão de alta frequência.

A solução mais comum é colocar um diodo retificador na bobina do relé (indutor). O diodo é referido como um diodo de roda livre, supressor ou fly-back. Quando a corrente é interrompida, ele fornece um caminho de retorno para a corrente, de modo que o fluxo de corrente através do indutor não seja bloqueado. A corrente se dissipa ao longo do tempo através de sua resistência interna e o calor é gerado pelo indutor e pelo retificador.

Tanto os fenômenos de pico quanto de surto de tensão podem ser prejudiciais ao equipamento elétrico e causar danos consideráveis.

Existem diferentes tipos de dispositivos de proteção contra surtos e picos disponíveis no mercado. Dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) e supressores de tensão transitória (TVSes) são normalmente instalados em sistemas de distribuição de energia, sistemas industriais pesados ​​e sistemas de comunicação, para proteger contra surtos e picos de tensão.

Filtro de linha de energia

Um filtro de linha de energia é um filtro eletrônico colocado entre um dispositivo elétrico e uma linha externa a ele. É uma rede passiva e bidirecional que filtra uma determinada frequência na linha ou circuito de energia.

Um filtro de linha é projetado para interferência eletromagnética (EMI) na rede elétrica CA e geralmente consiste em indutor, capacitor e resistor. Reduz as ondulações na tensão de saída tanto quanto possível. Alguns filtros de linha de energia fornecem regulação de tensão mínima, enquanto outros protegem contra problemas de qualidade de energia.

Um esquema de filtro de linha de energia de rede passiva típico é mostrado na Fig.2. A rede é adequada para alimentação CA e CC com capacidade de supressão bidirecional.

Fig. 2: Filtro de linha de energia típico

Projeto de proteção contra surtos

Uma proteção contra surtos simples é essencialmente um varistor de óxido metálico (MOV) na linha de entrada de um equipamento elétrico – geralmente um único componente apenas em alguns equipamentos. Isso pode ser um diodo MOV ou TVS. Para linha universal de 90 V CA – 264 V CA, a tensão nominal normal do MOV é de 300 V rms.

No entanto, no caso de equipamentos caros e alta expectativa de surto, como da linha de energia, é necessário consultar as classificações e diretrizes padrão de segurança, como IEC 61000-4-5, que definem os padrões para linhas de energia CA surtos.

Ao projetar o circuito, o valor da tensão do varistor deve incluir pelo menos 20% de margem de segurança. Por exemplo, para um sistema de 25V DC, o varistor deve ser classificado em torno de 30V. No entanto, é importante não exagerar na margem, para evitar um varistor grande e uma tensão de fixação mais alta. Além disso, o dispositivo de proteção contra surtos deve ser montado próximo ao fusível.

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