Como os circuitos Crowbar de sobretensão do tiristor SCR protegem as fontes de alimentação contra sobretensão?

As fontes de alimentação são um dos componentes mais importantes em sistemas eletrônicos. Eles são normalmente confiáveis, mas se falharem, podem causar danos significativos aos circuitos que fornecem. Felizmente, o tiristor ou SCR pode oferecer um método muito fácil, mas eficaz, de fornecer um circuito de alavanca para proteção contra essa eventualidade.

Esse compartilhamento explicaria por que é importante evitar falhas nas fontes de alimentação, como o circuito de pé de cabra de sobretensão do tiristor ou SCR protege as fontes de alimentação e as limitações do circuito de pé de cabra. Se você sofreu ou está sofrendo de falta de energia, pode aprender melhor como resolver os problemas com um circuito de pé de cabra. Vamos continuar lendo!

Compartilhar é se importar!

Conteúdo

● Por que é importante proteger a fonte de alimentação analógica?

● Como um circuito de alavanca de sobretensão de tiristor / SCR protege as fontes de alimentação?

● Quais são as limitações de um circuito Crowbar?

● Perguntas frequentes

● Conclusão

Por que é importante proteger a fonte de alimentação analógica?

Um modo de falha para muitas fontes reguladas analógicas é que o transistor de passagem em série pode falhar com um curto-circuito aparecendo entre o coletor e o emissor. Se isso acontecer, a tensão desregulada completa pode aparecer na saída, e isso colocaria uma tensão intoleravelmente alta em todo o sistema, causando a falha de muitos CIs e outros componentes.

Observando as tensões envolvidas, é muito fácil ver por que a inclusão da proteção contra sobretensão é tão importante. UMA fonte de alimentação analógica típica pode fornecer 5 volts estabilizados para circuitos lógicos. 

Para fornecer tensão de entrada suficiente para proporcionar estabilização adequada, rejeição de ondulação e semelhantes, a entrada para o regulador de fonte de alimentação pode estar na região de 10 a 15 volts. Mesmo 10 volts seriam suficientes para destruir muitos chips usados ​​hoje, principalmente os mais caros e complicados. Assim, prevenir isso é de grande importância.

A Introdução às Fontes de Alimentação em Circuitos Analógicos

Como um circuito de alavanca de sobretensão de tiristor / SCR protege as fontes de alimentação?

O circuito de alavanca do tiristor mostrado é muito simples, usando apenas alguns componentes. Ele pode ser usado em muitas fontes de alimentação e pode até ser adaptado em situações em que não proteção contra sobretensão para fontes de alimentação.

Ele usa apenas quatro componentes: um retificador controlado por silício ou SCR, um diodo zener, um resistor e um capacitor. E eles trabalham juntos assim:

PASSO 1 

O pé de cabra ou circuito de proteção de sobretensão do SCR é conectado entre a saída da fonte de alimentação e o terra. A tensão do diodo Zener é escolhida para ser ligeiramente superior à do trilho de saída. Normalmente, um trilho de 5 volts pode funcionar com um diodo Zener de 6.2 volts. Quando a tensão do diodo Zener é atingida, a corrente fluirá através do Zener e acionará o retificador ou tiristor controlado por silício. Isso fornecerá um curto-circuito ao terra, protegendo assim o circuito que está sendo fornecido de qualquer dano e também queimando o fusível que removerá a tensão do regulador em série.

PASSO 2  

Como um retificador controlado por silício, SCR ou tiristor é capaz de transportar uma corrente relativamente alta - mesmo dispositivos médios podem conduzir cinco amperes e picos de corrente curtos de 50 amperes ou mais, dispositivos baratos podem fornecer um nível muito bom de proteção para pequeno custo. Além disso, a tensão no SCR será baixa, normalmente apenas um volt quando ele for disparado e, como resultado, o dissipador de calor não é um problema.

PASSO 3 

O pequeno resistor, geralmente em torno de 100 ohms da porta do tiristor ou SCR para o terra, é necessário para que o Zener possa fornecer uma corrente razoável quando for ligado. Ele também prende a tensão da porta no potencial de terra até que o Zener seja ligado. O capacitor C1 está presente para garantir que os picos curtos não acionem o circuito. Alguma otimização pode ser necessária na escolha do valor correto, embora 0.1 microfarads seja um bom ponto de partida.

PASSO 4

Se a fonte de alimentação for usada com transmissores de rádio, a filtragem na entrada do portão pode precisar ser um pouco mais sofisticada, caso contrário, a RF do transmissor pode entrar no portão e causar disparos falsos. O capacitor C1 precisará estar presente, mas uma pequena quantidade de indutância também pode ajudar. Um talão de ferrite pode até ser suficiente. Experimentação para garantir que o atraso de tempo para o disparo do tiristor não seja muito longo para remover o RF. A filtragem na linha de energia de/para o transmissor também pode ajudar.

Circuito de proteção contra sobretensão do tiristor

Quais são as limitações de um circuito Crowbar?

Embora este circuito de proteção contra sobretensão da fonte de alimentação seja amplamente utilizado, ele possui algumas limitações.

● Tensão de disparo do pé-de-cabra 

Um diodo zener é usado para disparar o circuito de alavanca do tiristor. É necessário escolha um Zdiodo de energia com a voltagem certa. Os diodos Zener não são ajustáveis ​​e vêm com, no máximo, uma tolerância de 5%. A tensão de disparo deve estar suficientemente acima da tensão nominal de saída da fonte de alimentação para garantir que quaisquer picos que possam aparecer na linha não disparem o circuito.

● Suscetibilidade a RF

Se a fonte de alimentação for usada para alimentar um transmissor, é necessário filtrar a linha de/para o transmissor, juntamente com alguns cuidados design da proteção de pico no portão.

● Limite de circuito

Ao levar em conta todas as tolerâncias e margens, a tensão garantida na qual o circuito pode disparar pode ser de 20 a 40% acima da nominal, dependendo da tensão da fonte de alimentação. Quanto menor a tensão, maiores as margens necessárias. Muitas vezes, em uma fonte de 5 volts, pode haver dificuldade em projetá-la de modo que o pé-de-cabra de sobretensão dispare abaixo de 7 volts, onde podem ser causados ​​danos aos circuitos que estão sendo protegidos.

Perguntas Frequentes

1. P: O que é uma proteção Crowbar no SCR? 

R: A proteção Crowbar é um mecanismo de proteção à prova de falhas que causa curto-circuito na saída de uma fonte de alimentação em condições de falha, como sobretensão. A proteção de pé de cabra também pode se referir a um circuito que tem como único objetivo causar a queima de um fusível, submetendo-o a alta corrente.

2. P: Como funciona a proteção contra sobretensão do circuito de proteção Crowbar? 

A: um Circuito Crowbar para proteção contra sobretensão monitora a tensão de entrada e quando excede o limite cria um curto-circuito nas linhas de energia e explode o fusível. Uma vez que o fusível esteja queimado, a fonte de alimentação será desconectada da carga, evitando assim a alta tensão.

3. P: Qual é o Propósito de um Circuito Crowbar?

R: Um circuito de pé de cabra é um circuito elétrico usado para evitar que uma condição de sobretensão ou surto de uma fonte de alimentação danifique os circuitos conectados à fonte de alimentação.

4. P: Como um circuito SCR Crowbar protege cargas sensíveis e delicadas? 

R: Protege a carga encurtando os terminais de saída da fonte de alimentação quando uma sobretensão é detectada. Quando os terminais de saída da fonte de alimentação estão em curto, o enorme fluxo de corrente queimará o fusível e, assim, desconectará a fonte de alimentação do resto do circuito.

Conclusão

Neste compartilhamento, aprendemos porque é importante proteger as fontes de alimentação, como o tiristor/SCR protege as fontes de falhas e as limitações do circuito de alavanca. Este simples circuito de alavanca de tiristor pode ser muito eficaz e proteger um item de equipamento caro da possível falha do elemento regulador em série. O que você acha do circuito tiristor / SCR pé de cabra? Deixe seus comentários abaixo e responderemos o mais breve possível. Se você acha que este compartilhamento é útil para você, sinta-se à vontade para compartilhá-lo!

Leia também

● Como o regulador μMódulo LTM4641 previne de forma eficiente a sobretensão?

● Como o regulador μMódulo LTM8022 fornece um design melhor para a fonte de alimentação?

● Como medir a resposta transitória de um regulador de comutação?

● Coisas que você não deve perder sobre o Facebook Meta e eutaberna

Deixe um recado 

Lista de mensagens