I picchi di tensione possono danneggiare seriamente i tuoi dispositivi elettronici sensibili, ma molte persone ancora non li comprendono appieno. Allora, cosa sono esattamente i picchi di tensione? Cosa li causa e come puoi evitare che danneggino i tuoi circuiti? Continua a leggere per saperne di più!
Cos'è un picco di tensione?
Un picco di tensione, o transitorio, è un breve aumento di tensione in cui la tensione supera i livelli normali da tre a migliaia di volte per millisecondi. Ciò rappresenta un rischio per i dispositivi elettronici sensibili, poiché può causare movimenti irregolari degli elettroni, danneggiando circuiti e componenti integrati. Pertanto, la preparazione è essenziale; il rilevamento dei picchi richiede un'elettronica avanzata.
Cosa può causare picchi di tensione?
I picchi di tensione possono derivare da varie fonti. Ecco lo scoop:
Dall'esterno:
- Fulmine: un colpo diretto o vicino può inviare grandi scosse attraverso le linee elettriche.
- Singhiozzi della rete elettrica: malfunzionamenti, errori di distribuzione o commutazione di condensatori di grandi dimensioni possono causare picchi.
- Spegnimento di grandi carichi: la rimozione di grandi carichi dalla rete, come durante i blackout o lo spegnimento degli elettrodomestici, potrebbe portare a picchi.
Dall'interno:
- Commutazione dei carichi: l'accensione o lo spegnimento di elettrodomestici come frigoriferi e unità CA può causare sbalzi di tensione.
- Problemi di cablaggio: se i cavi ad alta tensione toccano accidentalmente quelli a bassa tensione, possono verificarsi picchi importanti.
- Problemi interni: i problemi all'interno dei trasformatori o di altri componenti potrebbero anche portare a picchi di tensione.
Qual è la differenza tra un aumento di potenza e un picco?
Le sovratensioni e i picchi di tensione sono fenomeni elettrici distinti che influenzano le apparecchiature in modo diverso.
La differenza principale sta nella loro durata: i picchi di tensione durano 1-2 nanosecondi, mentre i picchi di tensione durano 3 nanosecondi o più, a volte per minuti. Ciò influisce sulla risposta dei sistemi elettrici.
Anche le loro cause differiscono. I picchi di tensione spesso derivano da eventi come fulmini o scariche elettrostatiche, mentre i picchi di tensione derivano da squilibri prolungati nel sistema di distribuzione dell'energia, come malfunzionamenti delle utenze o commutazione di carichi di grandi dimensioni.
In termini di ampiezza della tensione, i picchi possono raggiungere brevemente decine di migliaia di volt, mentre i picchi misurano centinaia di volt al di sopra del normale ma durano più a lungo.
Per i sistemi a batteria, i picchi di tensione possono danneggiare il sistema di gestione della batteria (BMS) o i circuiti di monitoraggio, mentre i picchi di tensione possono causare surriscaldamento durante la ricarica, riducendo la durata della batteria e creando rischi per la sicurezza.
Come si fermano i picchi di tensione?
La soppressione dei picchi di tensione richiede circuiti speciali. Gli ingegneri elettrici implementano la soppressione dei picchi in quasi tutti i circuiti, inclusa la rete elettrica. Ma la soppressione completa non è sempre realizzabile, rendendo necessaria una protezione aggiuntiva a valle.
I soppressori di sovratensione utilizzano diodi, induttori e condensatori per assorbire energia o dirigerla verso terra. La loro progettazione dipende dalle esigenze del circuito e dal tipo di picco. Ad esempio, un soppressore di sovratensioni della rete elettrica per i fulmini utilizza un dispositivo spinterometro di grandi dimensioni, mentre un circuito integrato utilizza in genere una protezione a stato solido come diodi Zener o tiristori.
I dispositivi di protezione dalle sovratensioni consentono ai dispositivi di funzionare durante le sovratensioni, ma hanno una durata limitata e possono guastarsi se sopraffatti. Molti dispositivi di protezione da sovratensione dedicati sono dotati di indicatori di affidabilità. È consigliabile disporre di un soppressore di sovratensioni aggiuntivo che ne segnali il funzionamento e che possa essere installato nei quadri in corrispondenza delle connessioni alla rete o dei pannelli interruttori.
I soppressori di sovratensione sono spesso integrati nei cavi di alimentazione, ma possono anche essere integrati nei componenti elettronici o nei pannelli degli interruttori.
Qual è la tensione di picco massima?
Alcune sovratensioni sono più potenti, quindi è essenziale comprendere il livello di protezione dei dispositivi elettronici sensibili. La massima tensione di picco indica questa protezione.
Quando acquisti dispositivi di protezione da sovratensione, controlla i valori nominali per tensione passante, tensione di bloccaggio, joule e amperaggio. Sono preferibili valori joule e amp più elevati; mirare a una tensione di bloccaggio inferiore per migliorare la protezione del dispositivo.
È necessaria la soppressione delle sovratensioni nei circuiti delle batterie CC?
La risposta dipende da come costruisci e usi il tuo circuito. Mentre i circuiti CC possono subire picchi di tensione come i circuiti CA, i circuiti CC delle batterie isolate sono meno soggetti a tali picchi.
Molti clienti utilizzano il nostro batterie in applicazioni CC off-grid, dove i picchi di tensione sono minimi e generalmente non danneggiano le batterie o i componenti elettronici.
Tuttavia, per gestire la sovracorrente sono necessari fusibili elettrici adeguati.
Molti componenti elettronici CC includono la soppressione dei picchi incorporata. Le preoccupazioni relative ai picchi di tensione provenienti dagli alternatori dei veicoli sono diminuite perché i moderni raddrizzatori a diodi ora agiscono come soppressori di tensione.
Per i circuiti mission-critical, è consigliabile aggiungere la soppressione dei picchi di bassa tensione. Se il tuo circuito CC si collega all'alimentazione CA per la ricarica o la conversione, ad esempio per collegare camper o barche, è necessario un dispositivo di protezione da sovratensione. Ciò vale sia che si utilizzi l’alimentazione da terra, un generatore o la creazione di CA da batterie e un inverter poiché questi sistemi si collegano a fonti di alimentazione sconosciute. Pertanto, l'utilizzo di dispositivi di protezione da sovratensione è essenziale per le applicazioni portatili a causa della diversa qualità del circuito.
Come gestire i picchi di tensione?
I picchi di tensione possono essere dannosi se non sei preparato, ma sono facili da capire ed evitare.
Che sia causata da guasti alle apparecchiature o dalla natura, la protezione è semplice: utilizzare quotidianamente dispositivi di protezione o soppressori di sovratensione. Questa conoscenza aiuta a mantenere i tuoi dispositivi elettronici sensibili al sicuro per anni.
