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FORO TÉCNICO => Foro Técnico => Mensaje iniciado por: elgarbe en 18 de Octubre de 2014, 17:32:16

Título: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: elgarbe en 18 de Octubre de 2014, 17:32:16
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!
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: migsantiago en 18 de Octubre de 2014, 18:13:28
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.
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: manwenwe en 18 de Octubre de 2014, 19:24:24
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.
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: elgarbe en 18 de Octubre de 2014, 19:55:45
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!
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: migsantiago en 18 de Octubre de 2014, 20:11:20
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.
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: RALF2 en 18 de Octubre de 2014, 20:15:00
Aqui hay informacion que te podria ser util (http://www.neoteo.com/tvs-esd/)  :mrgreen:
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: elgarbe en 18 de Octubre de 2014, 20:40:17
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!
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: elgarbe en 18 de Octubre de 2014, 20:43:28
Aqui hay informacion que te podria ser util (http://www.neoteo.com/tvs-esd/)  :mrgreen:

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!
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: RALF2 en 18 de Octubre de 2014, 21:44:57
jijijij me imagine que eso era lo que querias  :D

Ahora manos a las obras  :D
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: elgarbe en 19 de Octubre de 2014, 00:46:45
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!
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: migsantiago en 19 de Octubre de 2014, 12:45:24
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...  :oops:
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: RALF2 en 19 de Octubre de 2014, 13:36:01
Una pregunta migsantiago.
Podrias colocar el esquema del circuito que alertaba que se habia dañado el TVS?

Aqui (http://www.electronicosonline.com/2008/03/04/Ruidos-en-los-Sistemas-con-Microcontroladores-Como-Controlarlos-II/?imprimir=true) algo de informacion sobre los varistores.  :mrgreen:

Gracias
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: MerLiNz en 19 de Octubre de 2014, 14:10:51
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.
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: elgarbe en 19 de Octubre de 2014, 16:35:57
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!
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: MerLiNz en 19 de Octubre de 2014, 16:59:01
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.
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: planeta9999 en 19 de Octubre de 2014, 17:09:06
lo que podría hacer es poner un 78LZ05 a la entrada y que el sensor quede "multi tension".


Eso mismo te iba a sugerir yo desde el primer momento, pero como estabais enfrascados en hacer cosas raras.
Además yo pongo siempre un diodo en el positivo de todas mis placas, para evitar daños por inversión de polaridad.



Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: elgarbe en 19 de Octubre de 2014, 18:08:40
lo que podría hacer es poner un 78LZ05 a la entrada y que el sensor quede "multi tension".


Eso mismo te iba a sugerir yo desde el primer momento, pero como estabais enfrascados en hacer cosas raras.
Además yo pongo siempre un diodo en el positivo de todas mis placas, para evitar daños por inversión de polaridad.



jajaja, lo que pasa quepor un momento pense que sería tan simple como poner un zenner a la entada sin más!
en fin, por el tamaño del circuito y el uso que le damos le pongo 78lz05 y a otra cosa!

Saludos y gracias a todos, aunque queda pendiente saber bien como es el tema de los TVS.
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: elgarbe en 19 de Octubre de 2014, 18:10:44
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.

Ok, si se rompio no hay mucho que decir. Lo que si agrego es que hay dispositivos que aseguran quemarse en corto. Por ejemplo, los LED rebel de philips, que usualmente se usan en series de a más de 10 led, aseguran que al quemarse (por situaciones "normales") se queman en corto y de esa forma no se pierde la serie...

Saludos!
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: migsantiago en 19 de Octubre de 2014, 19:52:54
Una pregunta migsantiago.
Podrias colocar el esquema del circuito que alertaba que se habia dañado el TVS?

Aqui (http://www.electronicosonline.com/2008/03/04/Ruidos-en-los-Sistemas-con-Microcontroladores-Como-Controlarlos-II/?imprimir=true) algo de informacion sobre los varistores.  :mrgreen:

Gracias

No, disculpa, son TVS integrados que nadamás se conectaban en paralelo y ya traían su LED, también interno al paquete.

http://www.amberindustries.com/pdf/catalog.pdf

Checa la opción Classic Series. Traen un LED indicador.

Buscando en Google puede que encuentres el circuito. Desconozco el principio con el que están construidos.  :oops:
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: Picuino en 22 de Octubre de 2014, 15:52:59
¿Qué tal un TL431 con una resistencia?

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf

Saludos.
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: KILLERJC en 22 de Octubre de 2014, 19:03:49
Una pregunta...

Veo que recomiendan TVS, pero no son justamente para una tension transitoria y no continua? o me estoy equivocando?

Y lo que el planteo:
Citar
El tema es que el otro día, sin querer le mandaron 12V por la línea de 5 y se quemaron varios sensores.

Creo que vendria a ser mas como una fuente que soporte varias tensiones de entrada sin que se queme. Creo que seria lo mas ideal

El 7805 creo q tendrias problemas con el dropout si lo alimentas con 5V, pero no con 12v.

Aunque de todas formas no me queda claro si habla de la alimentacion del circuito o una entrada de cuando le mandaron 12v
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: migsantiago en 23 de Octubre de 2014, 13:38:39
Una pregunta...

Veo que recomiendan TVS, pero no son justamente para una tension transitoria y no continua? o me estoy equivocando?

Hola, tienes mucha razón, estaba pensando en picos de voltaje en ese momento y di una mala sugerencia.

:oops: Perdón.

Talvez lo mejor es que use una fuente conmutada con un rango de entrada más abierto.
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: KILLERJC en 24 de Octubre de 2014, 12:36:41
Les vine a destruir el post xD estaban tan emocionados con lo del TVS y se los quite  :P. Y yo tambien opino lo mismo migsantiago

Como dije no me habia quedado claro que era.

Si es la fuente:

No se me ocurre otra que una fuente switching, ahora conveniente una de 220 - 5v , o una de 5-24v a 5v.
Depende de las ganas de renegar con los calculos o con las bobinas o directamente comprarlo xD.

Y si no la del zener aunque el tema es la corriente, si no consume mucho no hay problema, sino te va a servir para el invierno xD

Si es una entrada:

Optoacoplador, y si le agragas algo como esto, tal vez mas seguro:
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NSI45020-D.PDF
y aca le podes poner el TVS  :mrgreen:
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: migsantiago en 24 de Octubre de 2014, 13:23:38
Les vine a destruir el post xD estaban tan emocionados con lo del TVS y se los quite  :P. Y yo tambien opino lo mismo migsantiago

...

Y si no la del zener aunque el tema es la corriente, si no consume mucho no hay problema, sino te va a servir para el invierno xD

jeje estuvo bien, ni cuenta me di que había hecho una mala elección.  ;-)
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: Picuino en 25 de Octubre de 2014, 04:50:51
¿Qué tal un TL431 con una resistencia?

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf

Saludos.

Este circuito es como un zener, pero muy exacto y ajustable.

(http://www.electronicoscaldas.com/394-thickbox_default/referencia-de-voltaje-tl431.jpg)

(http://www.a-ling.net/alweb/hifi/tl431_reg_calc/tl431_p.jpg)

Saludos.
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: sander en 25 de Octubre de 2014, 09:31:39
Pero usar esa referencia tiene el mismo inconveniente que usar un zener, la resistencia en serie que se debe colocar, ya que en esta va a haber una caida de tension, que evitara que haya 5 V a la salida cuando el voltaje sea un poco superior a 5 V ,

Para que pueda usar un zener como regulador o el TL431 creo que deberia alimentar el sistema con por lo menos 6 V o talvez 5.5. eso seria cuestion de probar, en todo caso la resistencia en serie que se coloque debera tener un valor bajo.

Para poder calcular un valor de resistencia para poner se debe saber el valor de corriente total que circula en los sensores.

Tambien sugeriria que se arme un circuito con un comparador de voltaje que active un buzzer(alarma) en caso que se quiera alimenar el sistema con mas de 7 V.

El zener o el TL431 evitaria que el voltaje suba a mas de 5V y el buzzer le indicaria al que esta conectando que esta haciendo algo equivocado.

Saludos.
Título: Re: Proteger Placa 5V contra sobretension
Publicado por: KILLERJC en 25 de Octubre de 2014, 15:31:40
1.- Para que pueda usar un zener como regulador o el TL431 creo que deberia alimentar el sistema con por lo menos 6 V o talvez 5.5. eso seria cuestion de probar, en todo caso la resistencia en serie que se coloque debera tener un valor bajo.

2.- Tambien sugeriria que se arme un circuito con un comparador de voltaje que active un buzzer(alarma) en caso que se quiera alimenar el sistema con mas de 7 V.

El zener o el TL431 evitaria que el voltaje suba a mas de 5V y el buzzer le indicaria al que esta conectando que esta haciendo algo equivocado.

Saludos.

1.- Por lo que vi en el datasheet justo hay un circuito de medicion en la pagina 14 para cuando VDD es mayor a Vref. Asi que imagino que se puede lograr sin necesidad de aumentar la tension, Igual solo digo lo que me parece al mirar el datasheet si alguno tiene experiencia o sabe mas seguro que me va a decir que me equivoco.

2.- Seria la mas simple, igual el sistema arrancaria y le estarias quitando nuevamente la potencia, asi que estaba pensando si hubiera un circuito con un POR ( que vi algunos por internet con AO ) + la señal del buzzer permita que cuando conecte a mas de 12v suene el buzzer y ademas no le de tension. y utilizaria 2 AO hermosos que viene encapsuladitos xD, bueno son cosas que se me ocurrieron y todo depende de lo que esta alimentando.