Circuito de Protección para Fuentes (ART055S)

No todas las fuentes poseen sistemas de protección contra cortocircuito en su salida; en estos casos, un pequeño accidente puede significar la quema de componentes importantes y eventualmente muy caros. Si su fuente de alimentación es de este tipo. ¿por qué no incorporar un circuito de protección? Los pocos componentes adicionales ciertamente compensarán la in versión en términos de seguridad.

Muchos circuitos integrados empleados en la regulación de fuentes de alimentación poseen recursos internos que los protegen contra eventuales corto-circuitos en la salida.

Sin embargo, las fuentes más simples que usan transistores no siempre poseen recursos, y un accidente puede comprometer tanto el transformador, como los diodos y hasta incluso los propios transistores.

Para proteger fuentes que no posean este recurso damos un circuito bastante eficiente que tiene por base un relé y un SCR. Cuando la corriente en la salida supera cierto valor, un SCR dispara activando un relé que inmediatamente desconecta la carga.

Al mismo tiempo enciende un LED que avisa al operador lo que está ocurriendo.

Una vez deshecho el corto en la salida o eliminado el problema de sobrecarga, basta presionar un interruptor para que la fuente vuelva a la operación normal.

El circuito básico está proyectado para fuentes de 6 y 12V con corrientes de hasta 2A, pero damos indicaciones para agregar etapas que permiten usar el sistema con fuentes con otras tensiones y corrientes.

EI circuito

Los SCRs comunes disparan con tensiones típicamente entre 0,6 y 1 V, caso de los tipos sensibles de la serie 106, como el TlCtO6, MCR106, etc.

Partiendo entonces de la Ley de Ohm, como muestra la figura 1, vemos que la tensión en el resistor R y, en consecuencia, la tensión en la compuerta del SCR, son proporcionales a la corriente.

Figura 1

Podemos decir que esta corriente, en función de la tensión, es dada por V : R x I.

Así, podemos fijar perfectamente el instante en que el SCR dispara, en función de la corriente, para un resistor de valor determinado. Si quisiéramos una protección con 1A, por ejemplo, suponiendo que nuestro SCR dispare con 1 V tenemos:

1 = R x 1

R = 1 ohm

La disipación de este resistor será dada por:

P = V x l

P = 1 x 1

P=1 watt

Está claro que en la práctica debemos usar un resistor de mayor potencia (2 watt por ejemplo) para mayor seguridad.

Una vez disparado, el SCR permanece así y con esto el relé que desconecta la fuente queda activado. Para desactivar e! relé es necesario desactivar también el SCR, Io que se consigue con un corto momentáneo entre su ánodo y el cátodo, hecho por la llave S, como podemos ver en el diagrama esquemático del circuito (figura 2).

Figura 2

El relé debe tener bobina de acuerdo con la tensión de la fuente. En el caso de fuentes variables, es posible prever un regulador de tensión o bien fijar el sistema antes de la etapa de salida.

Vea que el SCR ocasiona una caída de tensión normalmente de 2V en el circuito cuando está en plena conducción. Esto debe ser previsto en la elección del relé y eventualmente del regulador de tensión.

Montaje

En la figura 3 damos una sugerencia de placa de circuito impreso.

Figura 3

Como el relé es de baja corriente no será preciso dotar el SCR de disipador de calor. Los resistores R1 y R3 son de 1/8W. R2 es de 2W y elegido de acuerdo con la corriente del sistema.

S1 es un interruptor de presión (tipo botón de timbre) que será fijado en el panel de la fuente, junto al LED.

Instalación y uso

En la figura 4 tenemos un ejemplo de instalación del sistema en una fuente de 0-15V x 2A con el transistor 2N3055, el cual debe ser montado en un buen disipador de calor.

 

El uso del sistema es sencillo: cuando se enciende el LED rojo es señal de corto en la salida, y entonces la carga debe ser desconectada y verificada la causa del problema.

Una vez que se haya eliminado la causa del corto, para reactivar la fuente basta presionar momentáneamente S1 y después soltarlo; en este momento el LED debe apagarse. Si el LED vuelve a encenderse, es sena! que el corto en la carga persiste.

Será interesante determinar el valor de R2 con ayuda de un amperímetro, pues las características de disparo de los SCR varían en una amplia gama, en caso que desee una corriente exacta de protección.