Circuitos Práticos - Saber Eletrônica

Componentes
Protetores de surtos de tensão:
Funcionamento dos principais tipos e aplicações
Com o aumento constante da
escala de integração dos circuitos
há, também, um aumento nos cuidados
a serem tomados quanto ao
pico de tensão. Esse fenômeno pode
ser originado por várias causas, e
seus efeitos, na maioria das vezes,
são catastróficos à integridade
dos equipamentos. Neste artigo
vamos estudar um pouco sobre a
tecnologia e cuidados na aplicação
dos dispositivos de proteção contra
surtos de tensão.
Alexandre Capelli
34 I SABER ELETRÔNICA 459 I 2012
Surtos de tensão
Os surtos de tensão podem ter duas
origens distintas: interna ou externa. Os
surtos de tensão internos, geralmente têm
as seguintes causas:
• Comutação de cargas indutivas;
• Faiscamento (“Flashover”);
• Interferências causadas por acoplamentos
capacitivos ou indutivos
com outros componentes (por
exemplo, comutação de banco de
capacitores para correção do fator
de potência);
• Descargas eletrostáticas (ESD).
Já as causas externas mais comuns
para surtos são:
• Acoplamento elétrico a potenciais
mais altos;
• Comutações na rede de alimentação;
• Descargas atmosféricas;
• Interferência indutiva (se um curto-
-circuito ocorrer numa linha de
força particularmente onde o neutro
é aterrado, tensões muito altas
podem ser induzidas em linhas
adjacentes);
• Interferência causada por campo
magnético interno (provocada, por
exemplo, pela queda de um raio
em área próxima ao equipamento).
A magnitude de um raio pode chegar
a 400 kV, valor alto o suficiente para
danificar até mesmo uma linha de alta
F1. Curva típica
de um raio.
tensão (13,8 kV). Sua curva típica pode
ser vista na figura 1. Notem que o pico
máximo ocorre no intervalo de 10 µs,
com duração levemente superior a 40 µs.
Reparem que trata-se de um fenômeno
bem mais lento que uma descarga eletrostática,
cuja duração é da ordem de
nanossegundos (figura 2).
TVSS
Os protetores de surto têm o nome
genérico de TVSS (Transient Voltage Surge
Supressors) e podem ser de vários tipos
(varistores, contelhadores a gás, diodos
supressores e circuitos combinados).
Varistores
Os varistores são resitências não
lineares dependentes da tensão, com
características logarítmicas definidas de
tensão e corrente, conforme pode ser observado
na figura 3. A elevação de tensão
reduz a resistência e, consequentemente,
aumenta a corrente.
O varistor é um dispositivo para proteger
contra transientes que se comporta
como dois diodos zener conectados “back-
-to-back” (figura 4).
Na ausência de sobretensão, a resistência
do varistor é bastante elevada,
como um circuito aberto. Entretanto,
na ocorrência de um transiente, sua
resistência cai drasticamente (Z < 1 Ω),
mantendo a tensão entre os terminais
F2. Curva de uma descarga
eletrostática.