Circuito de protección contra sobretensión

Los circuitos de protección, como la protección contra polaridad inversa, la protección contra cortocircuitos y la protección por sobre / bajo voltaje, se utilizan para proteger cualquier aparato electrónico o circuito de cualquier error repentino. Generalmente se usa fusible o MCB para protección contra sobretensión, aquí en este circuito, construiremos un circuito de protección contra sobretensión sin usar Fuse.

La protección contra sobrevoltaje es una característica de la fuente de alimentación que corta el suministro cuando el voltaje de entrada excede el valor preestablecido. Para la protección contra sobretensiones de alto voltaje, siempre usamos protección contra sobretensión o circuito de protección de palanca. El circuito de protección de palanca es un tipo de protección contra sobretensiones que se utiliza con mayor frecuencia en circuitos electrónicos.

Hay muchas formas diferentes de proteger su circuito contra sobretensiones. La forma más sencilla es conectar el fusible en el lado de la fuente de entrada. Pero el problema es que es una protección de una sola vez, porque a medida que el voltaje excede el valor preestablecido, el cable dentro del fusible se quemará y romperá el circuito. Luego, debe reemplazar el fusible dañado por uno nuevo para hacer las conexiones nuevamente.

Aquí, en este circuito, el diodo Zener y el transistor bipolar se utilizan para la protección automática contra sobretensiones. Puede hacerse mediante dos métodos,

1. Circuito regulador de voltaje Zener: Este método regula el voltaje de entrada y protege el circuito de sobrevoltaje al suministrar un voltaje regulado, pero no desconecta la parte de salida cuando el voltaje excede los límites de seguridad . Siempre recibiremos un voltaje de salida menor o igual al valor nominal del diodo Zener.

2. Circuito de protección contra sobrevoltaje usando diodo Zener: En el segundo método de protección contra sobrevoltaje, siempre que el voltaje de entrada excede el nivel preestablecido, desconecta la parte de salida o carga del circuito.

Circuito regulador de voltaje Zener

Un regulador de voltaje Zener protege el circuito de la sobretensión y también regula la tensión de alimentación de entrada. El diagrama de circuito para la protección contra sobretensiones con el regulador de voltaje Zener se muestra a continuación:

El valor de voltaje preestablecido del circuito es el valor crítico sobre el cual se desconecta el suministro o no permitirá ningún voltaje por encima de ese valor. Aquí, el valor de voltaje preestablecido es la clasificación del Zener. Por ejemplo, estamos usando un diodo Zener de 5.1V, entonces el voltaje en la salida no excederá los 5.1v.

Cuando el voltaje de salida aumenta, el voltaje base-emisor disminuye, debido a que este transistor Q1 conduce menos. Como Q1 conduce menos, reduce el voltaje de salida, por lo tanto, mantiene constante el voltaje de salida.

El voltaje de salida se define como:

VO = VZ - VBE

Dónde, VO es el voltaje de salida

VZ es el voltaje de ruptura Zener

VBE es voltaje base-emisor

Circuito de protección contra sobretensiones con diodo Zener

El siguiente diagrama de circuito para la protección contra sobretensiones se construye utilizando un diodo Zener y un transistor PNP. Este circuito desconecta la salida cuando el voltaje excede el nivel preestablecido. El valor preestablecido es el valor nominal del diodo Zener conectado al circuito. Incluso puede cambiar el diodo Zener de acuerdo con su valor de voltaje adecuado. La desventaja del circuito es que es posible que no encuentre el valor exacto del diodo Zener, así que elija uno que tenga la clasificación más cercana a su valor preestablecido.

Material requerido

• Transistor PNP FMMT718 - 2nos.
• Diodo Zener 5.1V (1N4740A) - 1nos.
• Resistencias (1k, 2.2k y 6.8k) - 1nos. (cada)
• Tablero de circuitos
• Conexión de cables

Diagrama del circuito de protección contra sobretensiones

Funcionamiento del circuito de protección contra sobretensiones

Cuando el voltaje es menor que el nivel preestablecido, el terminal base del Q2 es alto y como es un transistor PNP, se apaga. Y, cuando Q2 está en condición de apagado, el terminal base de Q1 estará BAJO y permitirá que la corriente fluya a través de él.

el diodo Zener comienza a conducir, que conecta la base del Q2 a tierra y enciende el Q2. Cuando Q2 se enciende, la terminal base del Q1 se pone ALTA y Q1 se enciende, lo que significa que Q1 se comporta como un interruptor abierto. Por lo tanto, Q1 no permite que la corriente fluya a través de él y protege la carga del voltaje excedido.

Ahora también debemos considerar la caída de voltaje en los transistores, debe ser baja para una precisión adecuada del circuito. Por lo tanto, hemos utilizado el transistor FMMT718 PNP que exhibe un valor de saturación de VCE muy bajo, debido a esto, la caída de voltaje en los transistores es baja.

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