Qu'est-ce que la tension transitoire ?

Qu'est-ce que la tension transitoire ?
Publié le 24 mai 2013 par Littelfuse Littelfuse 
Les transitoires de tension sont définis comme des surtensions d'énergie électrique de courte durée et sont le résultat de la libération soudaine d'énergie précédemment stockée ou induite par d'autres moyens, tels que de fortes charges inductives ou la foudre. Dans les circuits électriques ou électroniques, cette énergie peut être libérée de manière prévisible via des actions de commutation contrôlées, ou induite de manière aléatoire dans un circuit à partir de sources externes.


Les transitoires répétables sont fréquemment causés par le fonctionnement de moteurs, de générateurs ou la commutation de composants de circuits réactifs. Les transitoires aléatoires, en revanche, sont souvent causés par la foudre et les décharges électrostatiques (ESD). La foudre et les décharges électrostatiques se produisent généralement de manière imprévisible et peuvent nécessiter une surveillance élaborée pour être mesurées avec précision, en particulier si elles sont induites au niveau du circuit imprimé. De nombreux groupes de normalisation électronique ont analysé les occurrences de tension transitoire en utilisant des méthodes de contrôle ou de test reconnues. Les principales caractéristiques de plusieurs transitoires sont présentées dans le tableau ci-dessous.


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Caractéristiques des pointes de tension transitoires


Les pointes de tension transitoires présentent généralement une onde « double exponentielle », comme indiqué ci-dessous pour la foudre et les décharges électrostatiques.


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Le temps de montée exponentielle de la foudre est compris entre 1.2 s et 10 s (essentiellement 10 % à 90 %) et la durée est comprise entre 50 μs et 1000 50 μs (1.0 % des valeurs de crête). L'ESD, en revanche, est un événement de durée beaucoup plus courte. Le temps de montée a été caractérisé à moins de 100 ns. La durée totale est d'environ XNUMX ns.


Pourquoi les transitoires sont-ils de plus en plus préoccupants ?


La miniaturisation des composants a entraîné une sensibilité accrue aux contraintes électriques. Les microprocesseurs, par exemple, ont des structures et des chemins conducteurs qui sont incapables de gérer les courants élevés des transitoires ESD. De tels composants fonctionnent à des tensions très basses, les perturbations de tension doivent donc être contrôlées pour éviter les interruptions de l'appareil et les pannes latentes ou catastrophiques.


Les microprocesseurs sensibles sont aujourd'hui répandus dans une large gamme d'appareils. Tout, des appareils ménagers, tels que les lave-vaisselle, aux commandes industrielles et même aux jouets, utilise des microprocesseurs pour améliorer la fonctionnalité et l'efficacité.


La plupart des véhicules utilisent désormais également plusieurs systèmes électroniques pour contrôler le moteur, la climatisation, le freinage et, dans certains cas, la direction, la traction et les systèmes de sécurité.


De nombreux sous-composants ou composants de support (tels que les moteurs électriques ou les accessoires) dans les appareils et les automobiles présentent des menaces transitoires pour l'ensemble du système.


Une conception soignée des circuits ne doit pas seulement prendre en compte les scénarios environnementaux, mais également les effets potentiels de ces composants connexes. Le tableau 2 ci-dessous montre la vulnérabilité de diverses technologies de composants.


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