مدارهای حفاظتی: فیوز، فارستر، TVS و زمین‌گیری ایمن

چرا به حفاظت نیاز داریم؟

آسیب در مدارات از دو سو می‌آید: اضافه‌ولتاژ مقطعی (سیلس و اشباع) و گرما ناشی از جریان بیش از حد. هر قطعه حفاظتی برای بخشی از این دام کار طراحی شده است.

۱) فیوز و کلید حرارتی

فیوز باید کمی بالاتر از جریان نامی کار بگذرد، اما کمتر از جریان تحمل سیم‌ها. کلید‌های حرارتی با منحنی‌های A/B/C تاخیر متفاوتی در پاسخ به جریان دارند.

۲) فارستر (MOV)

فارستر در ولتاژ مشخصی هدایت می‌کند و انرژی سیلس را می‌گیرد. ولتاژ کاری آن باید حدود ۲۰٪ بالاتر از بیشینه ولتاژ خط باشد تا در نوسان‌های عادی هدایت نکند.

۳) دیود TVS

برای خطوط داده و سنسورها، TVS با زمان پاسخ چند پیکوثانیه‌ای انتخاب می‌شود؛ ولتاژ بستن (Breakdown) آن را کمی بیش از ولتاژ کاری خط در نظر بگیرید.

۴) زمین‌گیری و EMC

• زمین حفاظتی (PE) و زمین سیگنال را در یک نقطه به هم ببرید (زمین ستاره‌ای).
• روی ورودی تغذیه از فیلتر LC یا مش RC استفاده کنید.
• کابل‌های حساس را زاویه‌دار و جدا از کابل‌های نویزی مسیردهی کنید.

تمرین

ورودی یک منبع ۱۲ ولتی را با فارستر + فیوز + سنابر RC محافظت کنید و رفتار مدار را روی اسیلوسکوپ با یک موج اضافه‌ولتاژ آزمونی بررسی کنید.