Proteger Placa 5V contra sobretension

[elgarbe]

Buenas, tengo esta plaquita:

https://www.dropbox.com/s/ii8bno1fihqc67h/Captura%20de%20pantalla%202014-10-18%2017.26.42.png?dl=0

la cual se la adosamos a los sensores de ultrasonido para los robot summo. Por el conector P3 viene la alimentacion y tenemos la salida OC. Este tipo de salida alimenta circuito de 5V con uC o entrada de PLC con 12V....

El tema es que el otro día, sin querer le mandaron 12V por la línea de 5 y se quemaron varios sensores. Entonces quisiera protegerlos contra sobretensiones y si se tiene que quemar algo que sea lo que esta aguas arriba, pero nunca este sensor.

Estaba pensando en TVS o en zenner de 5.1V directo etntre +5 y GND... no sé, que me recomiendan?

Saludos!

[migsantiago]

Hola, me gusta la opción del TVS aunque nunca he elegido uno. No elegiría el Zener porque tendrías que agregar una R en serie a la fuente y va a consumir más potencia que la esperada.

Sería bueno ver cómo se debe elegir un TVS.

[manwenwe]

Hola, me gusta la opción del TVS aunque nunca he elegido uno. No elegiría el Zener porque tendrías que agregar una R en serie a la fuente y va a consumir más potencia que la esperada.

Sería bueno ver cómo se debe elegir un TVS.

Creo que lo mejor es  busques por aplicación y así no te equivocas, es decir: usb, hdmi, ethernet, etc. Hay muchisimas guias de TVS ya que se utilizan habitualmente en PCs, tabletas, moviles, etc, yo particularmente me pierdo por lo que cuando necesito alguno busco por aplicaciones y copio/pego esquemático.

Saludos.

[elgarbe]

Yo pensaba lo siguiente, el zenner es de 500mW, la tension contra la que quiero protejer es 12V, entonces puedo calcular la corriente maxima que puede consumir la placa sin que se queme el zenner, sería I= 0.5W/7V = 71mA. Entonces si pongo un zener sin resistencia limitadora, cuando se alimente el circuito con 5V el zenner no hace nada (es de 5.1 en realidad), pero si llega a 12V va a mantener los 5V, pero puede chupar 70mA. Lo que no estaba seguro es si este pensamiento es correcto... no me termina de cerrar....

Saludos!

[migsantiago]

Creo que lo mejor es  busques por aplicación y así no te equivocas, es decir: usb, hdmi, ethernet, etc. Hay muchisimas guias de TVS ya que se utilizan habitualmente en PCs, tabletas, moviles, etc, yo particularmente me pierdo por lo que cuando necesito alguno busco por aplicaciones y copio/pego esquemático.

Saludos.

Tienes razón, es mejor usar algo ya probado. Gracias.

Yo pensaba lo siguiente, el zenner es de 500mW, la tension contra la que quiero protejer es 12V, entonces puedo calcular la corriente maxima que puede consumir la placa sin que se queme el zenner, sería I= 0.5W/7V = 71mA. Entonces si pongo un zener sin resistencia limitadora, cuando se alimente el circuito con 5V el zenner no hace nada (es de 5.1 en realidad), pero si llega a 12V va a mantener los 5V, pero puede chupar 70mA. Lo que no estaba seguro es si este pensamiento es correcto... no me termina de cerrar....

Saludos!

Si conectas el zener sin resistencia en serie, todo el voltaje se caerá en él. El cálculo de potencia que haces se tiene que modificar. La corriente que fluye por el Zener depende de su resistencia interna, la cual idealmente se estima en 1ohm para efectos de cálculo. Es como si pusieras un LED sin resistencia.

Si usas un zener, ponle una resistencia en serie que tirará el voltaje de sobra en ella.

[RALF2]

Aqui hay informacion que te podria ser util 

[elgarbe]

Creo que lo mejor es  busques por aplicación y así no te equivocas, es decir: usb, hdmi, ethernet, etc. Hay muchisimas guias de TVS ya que se utilizan habitualmente en PCs, tabletas, moviles, etc, yo particularmente me pierdo por lo que cuando necesito alguno busco por aplicaciones y copio/pego esquemático.

Saludos.

Tienes razón, es mejor usar algo ya probado. Gracias.

Yo pensaba lo siguiente, el zenner es de 500mW, la tension contra la que quiero protejer es 12V, entonces puedo calcular la corriente maxima que puede consumir la placa sin que se queme el zenner, sería I= 0.5W/7V = 71mA. Entonces si pongo un zener sin resistencia limitadora, cuando se alimente el circuito con 5V el zenner no hace nada (es de 5.1 en realidad), pero si llega a 12V va a mantener los 5V, pero puede chupar 70mA. Lo que no estaba seguro es si este pensamiento es correcto... no me termina de cerrar....

Saludos!

Si conectas el zener sin resistencia en serie, todo el voltaje se caerá en él. El cálculo de potencia que haces se tiene que modificar. La corriente que fluye por el Zener depende de su resistencia interna, la cual idealmente se estima en 1ohm para efectos de cálculo. Es como si pusieras un LED sin resistencia.

Si usas un zener, ponle una resistencia en serie que tirará el voltaje de sobra en ella.

Siiii, dije cualquier cosa...

sds!

[elgarbe]

Aqui hay informacion que te podria ser util 

Muy bueno y me quedo con esto:

"El tipo de protección que estos dispositivos ofrecen es la conducción y absorción instantánea de estas descargas sorpresivas de tensión y alta energía, sin embargo, cuando sus especificaciones son superadas, por lógica, pasarán a un modo de ruptura o falla. En ese caso, la inmensa mayoría de estos dispositivos está preparado para proteger al circuito que los involucra, por lo tanto, el resultado de su falla se traduce en un corto-circuito que hará romper el fusible destinado a ese sector en particular"

Esa era la duda que tenia de los TVS, si al superar los valores nominales se quemaban en corto circuito. Eso es lo que quería, ya que la proteccion que quiero no es contra picos, sino contra un error en la tension con que se alimenta el circuito, por lo tanto el TVS lo pondría para que se queme, pero que se queme en corto y no me queme ni el uC no el sensor SH-04.

Voy a ver si puedo seleccionar uno...

Saludos!

[RALF2]

jijijij me imagine que eso era lo que querias 

Ahora manos a las obras 

[elgarbe]

Este es el que consigo facilmente:

1N6373 DIODO.SUP.TRANS.UNIDIREC. 5V 1500W DO-41A

El tema es que al ver la hoja de datos veo que la tension de clamping es de 9V... no estoy seguro si esa es la tension a la cual muere el TVS, pero si es así no me sirve. De menor tension no consigo por ahora 

sds!

[migsantiago]

Una nota/pregunta... hace mucho reemplazaba TVS en circuitos eléctricos de corriente alterna. Esos TVS no se corto-circuitaban. Avisaban que ya no servían mediante un LED. Uno tenía que estarlos revisando seguido y cuando fallaban, se cambiaban. No volaban fusibles.

Imagino que por ser para otras funciones se comportaban diferente. Pero se me hace raro que corto circuiten la fuente... en ese caso serían idénticos a un varistor.

Hay algo que me perdí... 

[RALF2]

Una pregunta migsantiago.
Podrias colocar el esquema del circuito que alertaba que se habia dañado el TVS?

Aqui algo de informacion sobre los varistores. 

Gracias

[MerLiNz]

Los TVS si se queman se quedan en circuito abierto, a diferencia que los varistores que se suelen cortocircuitar.

Seria algo complejo ponerle una proteccion a ese circuito, puedes por ejemplo poner diodos en las salidas para que si le meten 12V no entre en los 5V, sin embargo no tendras ya 5V, mas bien 4.6V, tambien puedes colocar un varistor y un fusible, asi si le meten 12V se quemaria el fusible y el varistor, sin embargo habria que reemplazar componentes, pero los puedes poner de modo que sea facil sustituirlos.

[elgarbe]

Los TVS si se queman se quedan en circuito abierto, a diferencia que los varistores que se suelen cortocircuitar.
...

Seguro? en un circuito que fabricamos, un DC-DC para drive de LED de potencia el mismo lo ofrecemos en 12V o 24V. A la entrada tiene un TVS y cuando por error al de 12V le mandamos 24V el TVS se quema y siempre lo ha hecho en corto circuito. Al punto que cambiamos el TVS y sale todo el circuito funcionando otra vez. Aparte nos dabamos cuenta de que le habíamos errado es porque al conectarlo salta el limite de corriente de la fuente, diciendo que hay corto en la entrada... por eso se me ocurrio el TVS.... Pero evidentemente es bastante complicado.... lo que podría hacer es poner un 78LZ05 a la entrada y que el sensor quede "multi tension".

Saludos!

[MerLiNz]

Yo hice una prueba y se hizo pedazos, literalmente desaparecio y solo quedo el alambre, quizas a veces quedan en corto y otras abierto, pero quizas sea algo aleatorio y no seria bien tomar como referencia que vaya a quedarse 100% seguro en corto, ante la duda... Quizas si es un pico bajo y continuo se funde y queda en corto, pero un pico alto lo destroza.