Fusible electrónico de alta velocidad
Por qué es necesario un fusible electrónico de alta velocidad: La utilización de fusibles es muy importante para prevenir daños en un circuito electrónico. Pero en algunos casos, como en circuitos de estado sólido, los fusibles comunes trabajan muy lentamente.
Transistores de potencia son muy sensibles al calentamiento debido al paso de grandes corrientes a través de ellos.
El fusible electrónico de alta velocidad que se presenta opera en una centésima de microsegundo (useg) aproximadamente, mucho más rápido que un fusible común y es suficientemente rápido cómo para proteger un transistor de potencia. El circuito que se presenta puede manejar corrientes que llegan hasta los 60 A.
Funcionamiento:
Cuando en el circuito bajo protección aumenta su consumo de corriente dispara el tiristor SCR1 y hace que la base del transistor Q2 tenga un voltaje de 0V. De esta manera los transistores Q2 y Q1 , conectados en configuración Darlington, entran en estado de corte. Con el transistor Q1 sin conducir, la carga no recibe corriente y el circuito bajo protección esta seguro.
Cuando se dispara el tiristor SCR1, la lámpara I1 se enciende y la resistencia del filamento se incrementa acerca de 100 ohmios, disminuyendo la corriente que pasa el tiristor. El bombillo sirve de indicador, y muestra cuando el fusible electrónico está protegiendo el circuito.
En su estado de funcionamiento normal, el tiristor SCR1 no conduce, y la corriente de base del transistor Q2 llega a través del bombillo I1. Esta corriente es suficiente para hacer conducir los transistores Q2 y Q1, pasando corriente de forma normal a la carga.
El potenciómetro R3 establece la corriente máxima permitida por el fusible. Cuando la corriente pasa a través de R2 o R1, dependiendo de la opción escogida con el interruptor S1, y se excede el límite de corriente establecido, el transistor Q3 conduce. El voltaje positivo resultante a través de la resistencia R5 activa el tiristor, la resistencia R6 limita la corriente en la compuerta del tiristor a un valor seguro.
El diodo D1 permite que el fusible electrónico opere con una carga inductiva, eliminando cualquier posibilidad de que los transistores Q1 y Q2 se dañen.
Como el circuito a sido diseñado para soportar hasta 60 A las resistencias R1 y R2 deben de disipar 45 watts cada uno. Por lo tanto hay que proveerlas de un disipador de calor de gran tamaño. Lo mismo hay que hacer con los transistores y el tiristor.
La calibración del potenciómetro R3 se realiza utilizando varias cargas resistivas que permiten el paso de corrientes de valores específicos. La resistencia R3 se ajusta de manera tal que la lámpara se encienda cuando una corriente específica sea alcanzada.
Un dial tipo platina se coloca detrás de la perilla que maneja el potenciómetro R3 de manera que se puedan identificar los puntos de calibración.
Una vez activado el tiristor, este se mantendrá conduciendo indefinidamente. Para desactivarlo hay que apagar el circuito.
La posición del interruptor S1 dependerá de la cantidad de corriente que se desea permitir pasar por el fusible electrónico.
Lista de componentes:
| 2 transistores 2N3055, 15 A o 2 transistores SDT96306, 70 A (Q1, Q2) 1 transistor TIP32 (Q3) 1 diodo 1N5551 o similar (D1) 1 bombillo incandescente de 100 watts 1 tiristor 2N685 o similar (SCR1) 2 resistencias de 0.05 ohmios, 50 watts (R1, R2) 1 potenciómetro de 20 ohmios, 5 watts (R3) 1 resistencia de 390 ohmios, 10 watts (R4) 1 resistencia de 180 ohmios, 1 watt (R5) 1 resistencia de 100 ohmios, 0.5 watts (R6) 1 condensador de disco de 0.01 uF (C1) 1 interruptor de 2 contactos (S1) disipadores de calor. |
Los estabilizadores electrónicos o fuentes de poder, especialmente los que están en laboratorios, deben estar protegidos contra corrientes excesivas causadas por cortocircuitos, cableado defectuoso o daños al dispositivo reparado.
Este circuito ofrece una protección eficaz a la tensión de salida de hasta 45V. El transistor Q3 es de tipo BC148 en todos los casos, mientras que los tipos Q1-Q2, así como R1-R2, dependen de la intensidad máxima de corriente, según la tabla.
Imax (A) |
R1 (OHMS) |
R2 (OHMS) |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
50 |
10 |
0,05 |
SDT96306 |
TIP29 |
BC238 BC148 |
5 |
100 |
0,12 |
2N3055A |
2N1711 2N1613 |
BC238 BC148 |
0,5 |
1000 |
1 |
BC238
BC148 |
BC107 |
BC238
BC148 |
0,1 |
4700 |
4,7 |
BC238
BC148 |
BC107 |
BC238
BC148 |
La entrada se conecta a la salida de la fuente de alimentación. Bajo condiciones de trabajo normales, Q2 se excita completamente a través de R1-Q1.
La tensión de salida es de aproximadamente 2V por debajo de la tensión de alimentación. Si la caída de tensión en R2 se incrementa en 0,7V, por ejemplo debido a un cortocircuito, entonces Q3 está funcionando y la tensión entre el colector y el emisor es de 0,3V. Q1-Q2, sin embargo, sólo es conductiva cuando su voltaje entre la base de Q1 y su emisor Q2 es de al menos 1,4V.
Pero en caso de sobrecarga, este voltaje es 0.7V + 0.3V = 1V, por lo que el circuito se ajusta automáticamente a la intensidad máxima preestablecida.
Los transistores que asigno a la tabla pueden ser reemplazados por los correspondientes, siempre que coincidan con sus características. pero es conductiva solamente cuando su voltaje entre la base de Q1 y su emisor Q2 es al menos 1,4 V.
En la siguiente imagen vean como circula la tension por los diferentes puntos
Ahora cortocircutamos la salida, noten que la tension de la fuente de alimentacion no cae.
