Dispositifs de protection contre les surtensions transitoires

celduc® relais vient de lancer une gamme complète de relais statiques avec une protection interne par TVS adaptée aux charges résistives.

C’est l’occasion pour nous de vous rappeler comment protéger les relais statiques AC contre les surtensions transitoires.

Il existe différents types de dispositifs de protection pour protéger les sorties des relais statiques des tensions extrêmes telles que les transitoires de surtension. Cet article vous explique ces différents dispositifs de protection afin de vous aider à faire le bon choix.


Différents dispositifs de protection en tension sur la sortie

Toute tension dépassant la tension maximale autorisée pourrait potentiellement endommager le SSR. Si des conditions de surtension sont susceptibles de se produire (par exemple, la foudre, les pointes de tension dues à la désactivation de charges inductives telles que les moteurs et les transformateurs,…), les sorties des relais statiques nécessitent un dispositif de suppression de surtension. Nous vous expliquons dans cet article les différents types de dispositifs de protection et vous proposons nos recommandations afin de faire le bon choix.

1- Protection interne par reseau RC ( ou snubber)

Ce dispositif de protection limite les variations brusques de tension : dv/dt and (dv/dt)c.


Un réseau d’amorçage RC est nécessaire pour protéger le SSR des effets de dv / dt. En permettant à des augmentations soudaines de tension de traverser le réseau RC, le SSR ne verra pas toute la force du transitoire et par conséquent ne s’activera pas à un moment inapproprié.

La majorité des relais statiques celduc ont une capacité dv / dt suffisamment élevée pour que le réseau d’amorçage RC soit éliminé.
De plus, pour de nombreuses applications, un faible courant de fuite est acceptable, cependant dans un circuit sensible au courant de fuite, il ne faut pas utiliser un réseau RC car celui-ci augmente le courant de fuite du SSR ce qui peut parfois être un problème. Dans ces cas de figure nous recommandons l’utilisation de relais statiques avec une protection interne par TVS.


2- Protection interne par TVS (Transient Voltage Suppressor / Suppresseur de tension transitoire)

Un TVS est un composant électronique utilisé pour protéger l’électronique des pics de tension.


Dans toutes applications il peut y avoir des phénomènes de surtensions qui sont superposés à la tension du réseau, ceci peut activer intempestivement le triac/thyristor, voir le dégrader suivant l’énergie de la surtension.

Le principe de la protection TVS sur gâchettes est de mettre en conduction le triac ou thyristor lorsque la tension à ses bornes dépasse une certaine valeur Vdr de la transil de protection pour ainsi, ne jamais atteindre la zone d’avalanche de triac/thyristor (définis par la valeur Vdrm et Vrrm).

Cette protection par auto-amorçage s’effectue en quelques µs et ne dure au maximum qu’un demi-cycle (10 ms @ 50 Hz).

celduc® intègre des TVS sur les gâchettes de triacs/thyristors dimensionné pour assurer un faible courant de fuite et éviter tout amorçage intempestif en fonctionnement normal tout en garantissant que le triac/thyristor fonctionne dans les limites de tensions et loin de la zone d’avalanche préconisée par nos composants.

celduc® relais vient de lancer une gamme complète de relais statiques avec une protection interne par TVS adaptée aux charges résistives.


Gamme okpac® de relais statiques en version montage sur panneau :

relais okpac s

SO941440 – SSR 12A/12-280VAC/TVS/CTRL 3-32VDC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SO941940 – SSR 12A/12-280VAC/TVS/CTRL 18-280VAC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SO942440 – SSR 25A/12-280VAC/TVS/CTRL 3-32VDC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SO942940 – SSR 25A/12-280VAC/TVS/CTRL 18-280VAC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SO963440 – SSR 40A/24-600VAC/TVS/CTRL 3,5-32VDC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SO963940 – SSR 40A/24-600VAC/TVS/CTRL 18-280VAC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SO965440 – SSR 60A/24-600VAC/TVS/CTRL 3,5-32VDC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SO965940 – SSR 60A/24-600VAC/TVS/CTRL 18-280VAC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SO967440 – SSR 90A/24-600VAC/TVS/CTRL 3,5-32VDC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SO967940 – SSR 90A/24-600VAC/TVS/CTRL 18-280VAC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SO969440 – SSR 125A/24-600VAC/TVS/CTRL 3,5-32VDC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SO969940 – SSR 125A/24-600VAC/TVS/CTRL 18-280VAC/LED/INPUT CURRENT LIMITER

Gamme compacte en 22,5mm de large, “prête à l’emploi” avec dissipateur intégré :

SUL942440 – SSR 23A/12-280VAC/TVS/CTRL 3-32VDC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SUL963440-HE – SSR 30A/24-600VAC/TVS/CTRL 3,5-32VDC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SUL963840-HE – SSR 30A/24-600VAC/TVS/CTRL 80-140VAC/LED
SUL963940-HE – SSR 30A/24-600VAC/TVS/CTRL 180-280VAC/LED
SUL965440-HE – SSR 32A/24-600VAC/TVS/CTRL 3,5-32VDC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SUL965840-HE – SSR 32A/24-600VAC/TVS/CTRL 80-140VAC/LED
SUL965940-HE – SSR 32A/24-600VAC/TVS/CTRL 180-280VAC/LED
SUL967440 – SSR 35A/24-600VAC/TVS/CTRL 3,5-32VDC/LED/INPUT CURRENT LIMITER
SUL967840 – SSR 35A/24-600VAC/TVS/CTRL 80-140VAC/LED
SUL967940 – SSR 35A/24-600VAC/TVS/CTRL 180-280VAC/LED


Rappel : Relais statiques monophasés optimisés CEM avec protection sur la sortie par TVS on gates

SON845040
SON865040
SON867040

Rappel : Relais statiques biphasés avec protection sur la sortie par TVS on gates

SOB544330
SOB564330
SOB867640

Rappel : Relais statiques triphasés avec protection sur la sortie par TVS on gates

SGT9624300
SGT9654302
SGT9694300
SGT9834300
SGT9854300
SGT9854320
SGT9874300


3-Protection en tension par écrêteur de surtension (appelé MOV / Varistor / Varistance ou VDR (Voltage Dependent Resistor)


Un varistor est une résistance variable qui croit en fonction de la tension, l’utilisation principale est l’écrêtage et la protection de circuits électriques car cela permet de limiter les surtensions parasites.
Les réseaux de distribution sont souvent « pollués” par des impulsions de tension parasites de grande amplitude. Ces pics de tension sont dangereux pour les semiconducteurs employés dans les relais statiques.

celduc préconise l’emploi de VARISTORS placés aux bornes des relais statiques côté puissance.

Un varistor (ou varistance ou VDR) est un élément non linéaire dont la résistance varie avec la tension.

Sous la tension nominale, le varistor n’est pratiquement pas conducteur. Sous la tension élevée d’un parasite, il constitue une impédance basse qui limite la surtension à des valeurs acceptables pour le relais.

celduc monte en standard un varistor sur certaines gammes de relais statiques destinés aux applications de contrôle moteurs mais convient également très bien pour d’autres types de charges (résistives, infra-rouge, valves etc….)

Les varistors ne se dégradent pas avec le temps, mais ils se dégradent lorsqu’ils sont soumis à des transitoires répétés. Une varistance absorbe et dissipe le transitoire dans son environnement sous forme de chaleur. Si le transitoire est suffisamment grand pour que la varistance ne puisse pas dissiper la chaleur, il entrera en emballement thermique et des dommages au MOV se produiront. Au fil du temps, si le MOV est soumis à des transitoires fréquents, il se dégradera.

Donc, l’inconvénient de ceux-ci est qu’ils perdent de leurs performances au fil du temps en raison des impulsions parasites reçues. Ils doivent être remplacés après chaque incident.

Bien que les Diodes Transil (TVS) offrent de très bonnes performances pour les transitoires rapides, l’utilisation du MOV est un plus dans le cas d’un relais statique inverseur moteurs. Les relais avec TVS interne ne doivent pas être utilisés dans les applications d’inversion de sens de rotation de moteur.

Tous les inverseurs statiques celduc, tels que les gammes SG9 / SMR, intègrent le MOV en standard.


En résumé

-Les relais statiques celduc conçus pour les charges résistives, gammes SO9, SGT9, … présentent un haut niveau d’immunité selon la norme EN61000-4-4, un RC n’est donc pas nécessaire. Il est par contre fortement conseillé d’utiliser un écrêteur de surtension.
celduc® relais propose des versions avec diodes TVS sur gâchettes, qui ferment le relais sur une surtension afin de le protéger.

-Les relais statiques celduc conçus pour toutes les charges : gammes SO8, SGT8,… et les relais statiques celduc asynchrones : gammes SO7, SGT7, … , présentent un très haut niveau d’immunité selon EN61000-4-4 et sont équipés d’un réseau RC interne. Il est fortement conseillé d’utiliser un écrêteur de surtension (Varistor) qui est souvent intégré dans ces produits.