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ELETTRONICA OGGI 501 - APRILE 2022 14 COVER STORY Limiti relativi alla commutazione a caldo Quando si esegue la commutazione a caldo, è essenziale assicurarsi che il prodotto della tensione e della corrente da commutare non superi la potenza nominale di commutazione complessiva del relè. Ad esempio, per i relè Pickering Series 62/63 quest’ultima è uguale a 50 W, per cui se l’applicazione richiede che il relè commuti a 5.000 V, la corrente massima sarà pari a 10 mA. Naturalmente, la commutazione a caldo influirà sulla durata del relè e ridurrà la tensione di stand-offperché non appena la placcatura inizia a deteriorarsi si generano archi. Pickering può eseguire prove di durata su appositi carichi unici secondo i requisiti specificati dal cliente. Correnti di spunto capacitive Il motivo principale del guasto a un relè ad alta tensione è il non aver considerato in modo adeguato la capacità del circuito. Si faccia riferimento alla figura 3. Un’eventuale capacità nel circuito ad alta tensione può essere caricata o scaricata dall’interruttore in fase di chiusura – in assenza di un carico che limiti la corrente di spunto, questa può essere dell’ordine di centinaia di ampere. Una tale energia può causare danni notevoli ai contatti del relè, pertanto occorre considerare la natura della capacità presente nel circuito oppure includere una protezione. Questo problema è discusso con maggiori dettagli nel documento di Pickering Concise Technical Guide to Reed Relays . Consentire un margine di sicurezza I produttori dichiarano un certo livello nominale per i loro dispositivi ma, particolarmente oltre 10 kV CC nel caso della commutazione o 15 kV CC nel caso dell’isolamento, è sconsigliabile far funzionare un dispositivo fino al limite massimo assoluto specificato. Quando il componente è nuovo, dovrebbe funzionare in conformità alla scheda dati, mamentre invecchia, e particolarmente quando si impiega la commutazione a caldo, si generano archi e quindi trasferimenti di metallo fra i contatti. Ne può conseguire un accumulo su un contatto, che riduce la distanza tra i contatti e quindi la tensione di stand-off. Lasciando un margine di almeno il 10%, ci si può aspettare che il relè funzioni affidabilmente per la sua intera durata. Corrente di dispersione I relè reed ad alta tensione hanno alte resistenze di isolamento rispetto a dispositivi a semiconduttori con specifiche simili, il che comporta correnti di dispersione molto più basse. Connessioni A 10 kV CC e oltre, l’adozione di buone prassi richiede ai progettisti di massimizzare la distanza tra i cavi e singole piste delle schede di circuiti. I relè ad alta tensione presentano un’ampia scelta di piedinature, terminazioni dei cavi e altre connessioni. Scegliere con attenzione per evitare problemi in seguito, ma tenere anche presente che connessioni e piedinature personalizzate uniche spesso possono essere realizzate da un produttore serio. Soppressione dell’interferenza a radiofrequenza (RFI) In alcuni casi, un’efficace soppressione dell’RFI può prolungare la durata dei contatti del relè in applicazioni con commutazione a caldo e tenere sotto controllo le sovratensioni causate da transitori di alta tensione in applicazioni con commutazione a freddo. Inoltre la soppressione dell’RFI garantisce il funzionamento sicuro di un modulo quando quest’ultimo è collegato a una fonte di alta tensione mediante cavi che altrimenti potrebbero generare transitori aggiuntivi o altri problemi di RFI. Tuttavia, i componenti impiegati per la soppressione possono causare una riduzione della larghezza di banda e una resistenza del percorso leggermente più elevata rispetto a progetti standard. Soluzioni per applicazioni difficili Un progetto in cui sono presenti alte tensioni non è semplice, ma Pickering ha sviluppato soluzioni per molte importanti aziende, oltre che per istituti quali il CERN, che rispondono alle esigenze di tali difficili applicazioni. Molti di questi relè sono stati creati come componenti progettati su misura che ora sono articoli di catalogo standard. Tuttavia, l’azienda è sempre pronta a sviluppare un nuovo prodotto personalizzato se richiesto dal cliente. Fig. 3 – Per evitare guasti a un relè è necessario considerare la capacità del circuito