11.2.3.- Circuitos
de protección
Los reguladores están equipados con un circuito de protección cuyo propósito es limitar la corriente del elemento en serie (o incluso anularla).
Los circuitos de protección se diseñan para estar inactivos bajo condiciones de operación normal y activarse tan pronto como se intente exceder el correspondiente límite de seguridad.
El propósito del circuito de protección contra sobrecarga es evitar que la corriente que circula por el transistor en serie exceda un nivel de seguridad predeterminado, como sucedería, por ejemplo, en el caso de cortocircuitar la salida.
La primera técnica, en su forma más simple, se implementa con otro transistor (Q2) y una resistencia (RSC) según se indica en la figura 11.7.a.
La función de RSCSC es chequear el valor de IE1 y desarrollar una caída de tensión de valor suficiente para hacer que el transistor de vigilancia Q2 conduzca cuando IE1 alcance un nivel predeterminado de seguridad, IE1(max) = ISC (figura 11.7.b). Esto se consigue imponiendo la condición
Incluso con este circuito de limitación de corriente, el transistor en serie se puede calentar excesivamente bajo condiciones de cortocircuito de larga duración.
Por ello, se utiliza también la segunda técnica de protección contra sobrecarga, denominada limitación de corriente foldback basado en el circuito descrito en la figura 11.8.a.
La idea de la limitación foldback es reducir la corriente y la tensión de la carga cuando ocurren las condiciones de sobrecarga.
En la figura 11.8.b se muestra la característica Vo-Io típica de una fuente de alimentación con limitación foldback.
Una vez que se alcanza la corriente de carga máxima (IFB), el voltaje de salida disminuye y la corriente de la carga se reduce. Esto reduce la disipación de potencia del regulador y del resto de los componentes de la fuente de alimentación.
Bajo condiciones normales de carga, R1, R2 y Q2 no tienen efecto en la operación del circuito. Bajo condiciones de sobrecarga, la caída de tensión en RSC hará que Q2 conduzca, robando corriente de base a Q1 y produciendo una disminución en la tensión de salida.
La disminución de Vo reduce aún más la caída de tensión en R1, haciendo que Q2 se sature y reduciendo aún más la corriente y la tensión de la carga. Las intensidades IFB e ISC están dadas por las siguientes ecuaciones:
La corriente de cortocircuito no debe ser muy pequeña; una buena elección es ISC≈IFB/3. Las fuentes con limitación foldback se usan generalmente en aplicaciones de alta corriente.
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