Varistor de Óxido Metálico para Conformidade com a IEC 61000-4-5 contra Surtos Elétricos
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Sistemas de alimentação que passam em testes funcionais frequentemente falham durante a validação de surtos IEC 61000-4-5. Os sintomas incluem reset do controlador, perda de comunicação e travamento da fonte, indicando capacidade insuficiente de absorção de energia ou posicionamento incorreto do MOV. A IEC 61000-4-5 define uma forma de onda combinada com tensão de 1,2/50 µs em circuito aberto e corrente de 8/20 µs em curto-circuito. Essa condição apresenta energia significativamente maior que ESD e requer seleção baseada em corrente de pico e energia absorvida. Os varistores MOV das séries TSV e TSVG cobrem tensões de 18 V a 1800 V e suportam correntes de pico elevadas de acordo com o diâmetro do disco. Disco subdimensionado provoca estresse térmico em surtos repetitivos. Tensão nominal muito próxima ao valor RMS causa corrente de fuga contínua. Proteção em estágio único aumenta a tensão residual. Trilhas longas aumentam overshoot por indutância parasita. Discos maiores aumentam a corrente de pico e a energia suportada, porém elevam a capacitância e o espaço ocupado na PCB. Determinar a tensão RMS máxima da rede. Identificar o nível de surto linha-linha e linha-terra. Calcular a corrente de pico 8/20 µs. Selecionar o disco com margem de energia. Verificar a tensão de clamping em relação aos componentes a jusante. A degradação do MOV é cumulativa. Cada surto aumenta a corrente de fuga e altera a tensão do varistor. O projeto deve considerar espaçamento térmico e evitar operação próxima ao limite de tensão contínua. Posicionar o MOV na entrada de energia com trilhas curtas. Instalar entre fase e neutro para proteção diferencial. Adicionar MOV fase-terra conforme a categoria de surto. O MOV absorve alta energia, porém a tensão residual pode exigir um clamp secundário no barramento DC e um choke de modo comum para reduzir o estresse nos circuitos de controle. Entrada 230 VCA com requisito de surto de 1 kV linha-linha e 2 kV linha-terra. Utilizar MOV 14D entre fase e neutro com impedância em série antes da ponte retificadora. Verificar a tensão no barramento DC durante o surto. Medir a tensão de clamping no barramento DC. Monitorar a temperatura do MOV em surtos repetitivos. Verificar corrente de fuga após testes. Validar recuperação funcional do sistema. Tensão RMS CA e tolerância Nível de surto e modo de acoplamento Forma de onda de corrente de pico Número de pulsos Tensão máxima de clamping Espaço disponível na PCB A conformidade com a IEC 61000-4-5 requer seleção de MOV baseada em energia, corrente de pico, diâmetro do disco e posicionamento adequado. A proteção coordenada reduz o estresse residual e aumenta a confiabilidade do sistema.
Características do Surto
Falhas Comuns de Projeto com MOV
Relação entre Diâmetro do Disco e Energia
Disco Capacidade de Surto Aplicação 5D Baixa energia Proteção DC secundária 7D Energia moderada Adaptadores e SMPS 10D Baixa potência industrial Placas de controle 14D Alto surto Drives de motores 20D Surto muito alto Distribuição CA Seleção Orientada por Parâmetros
Considerações Térmicas e Vida Útil
Estratégia de Posicionamento
Arquitetura de Proteção em Camadas
Exemplo de Aplicação AC-DC
Método de Verificação
Parâmetros Necessários
Conclusão
