Dimensionamiento del circuito de palanca SCR

Necesito dimensionar un circuito de palanca SCR para llegar a cierto nivel de protección contra sobretensiones, sin aumentar mucho la complejidad del circuito de mi tarjeta de control. La necesidad es proteger una tarjeta de control, que se alimenta a través de un adaptador de corriente CA/CC estándar, del riesgo de conectar una fuente de alimentación incorrecta con un voltaje más alto. La tarjeta de control funciona a 12V y consume alrededor de 12A. El adaptador de corriente tiene varias funciones de protección incorporadas, como sobrecorriente, sobrecarga y sobretensión. El circuito de palanca SCR se ve así

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Necesito elegir los componentes correctos para que el circuito se dispare a un voltaje mayor a 12V pero menor a 15V. La idea es que el circuito siempre se dispare cuando se conecte un adaptador de corriente de 15V inadecuado.

El condensador C2 se selecciona para reducir los pequeños picos de tensión o el ruido que pueden activar el circuito.

El diodo Zener D1 (NEXPERIA BZX384-B13.115) tiene un voltaje Zener de 13V con una tolerancia del 2%. Por lo tanto, debe activarse en un rango de voltaje de 12,7 - 13,3V

El tistor SCR1 (WEEN SEMICONDUCTORS BT145-800R.127) tiene un voltaje de umbral de compuerta de 1 V como máximo y una corriente de carga promedio de 16 A (más que suficiente, la fuente de alimentación de 15 V puede suministrar un máximo de 9,6 A)

El diodo D1 tiene una corriente de carga de 200 mA y esto es suficiente para la corriente de activación de la puerta del SCR1 que requiere una corriente de mantenimiento de 60 mA.

La resistencia R1 se usa para limitar la corriente del diodo D1 y es lo suficientemente baja como para limitar el riesgo de activación incorrecta de SCR1 en caso de fuga de corriente de D1.

Cuando SCR1 se activa, cortocircuitará la fuente de alimentación V1 que entrará en modo de sobrecorriente y se apagará. No necesitamos ningún fusible, ya que la corriente del V1 está limitada internamente a un máximo de 9,6 A para la versión de 15 V. ¿Ve alguna falla o posibles problemas con este circuito? Me gustaría mantener al mínimo el costo, la complejidad y la cantidad de componentes, ya que esto se integrará en una tarjeta de control ya existente.

¿Qué tal una forma diferente: mida el voltaje de entrada y si es inferior a, digamos, 12,5 V, active un relé para permitir que la energía llegue a la tarjeta de control? Sería más un arreglo a prueba de fallas y podría haber un indicador LED de sobretensión.
¿Cómo se debe medir el voltaje? El relé quemaría energía y produciría calor incluso cuando el voltaje es estándar (12 V) y esta no sería una buena solución.
Pensé que tal vez, como hay una unidad alimentada por la red que usa 12 A en el lado de bajo voltaje, podría haber algo de corriente de sobra, pero si no, no es necesario pensar en la parte de medición.
Si su diseño es alimentado por CA, un relé probablemente no sea un gran problema. Y podría medir el voltaje usando un zener u otra referencia, tal como lo hizo con este circuito.
Puede crear un circuito de retardo simple que evite que el relé cambie de inmediato y luego agregar un zener y tal vez un transistor en algún lugar para detener el arranque si el voltaje es demasiado alto.
@Drew, el circuito funciona con CC a través de un adaptador de corriente CA-CC, como se indica claramente en la pregunta
@Francesco Te estás perdiendo mi punto. Estoy diciendo que no necesita sudar cada mW, ya que no está funcionando con una batería.
@Drew Veo lo que quisiste decir ahora. Pero un relé es un dispositivo electromecánico, así que supongo que será lento, ruidoso y propenso a fallas. El diseño que sugirió parece ser más complejo que el circuito propuesto. ¿Cuál sería su ventaja entonces?
Las ventajas de @Francesco no serían un cortocircuito brutal en la fuente de alimentación (alguien podría probar una sin SCP), podría hacerse a prueba de fallas (no hay conexión a la tarjeta de control de manera predeterminada) y podría tener un indicador de sobretensión para que el operador sepa lo que está mal.

Respuestas (1)

Es un poco confuso que escribas sobre una fuente de alimentación de 15 V y un circuito de 12 V. Supongo que se refería a una fuente de alimentación de 12 V y desea tener una protección contra sobretensiones que se active a 15 V.

No estoy muy familiarizado con los tiristores, pero creo que su circuito debería funcionar, eventualmente se disparará a 13.3V - 14.3V.

Sin embargo aquí algunas preguntas:

  • Escribe que su fuente de alimentación entrega 9.6A y que su tablero de control consume 12A, eso no encaja. ¿Cuántos amperios consume su tablero en su aplicación?
  • Según su descripción, su fuente de alimentación ya tiene protección contra sobretensión y corriente incorporada. ¿Por qué confía en la protección contra sobrecorriente pero no en la protección contra sobretensión?
  • ¿La fuente de alimentación cambia de salida de forma permanente o intenta reiniciarse?

El funcionamiento de este circuito depende del comportamiento de su fuente de alimentación. Si la fuente de alimentación intenta hacer un reinicio o los circuitos de protección internos están rotos, podría obtener un oscilador. Siempre que su fuente de alimentación tenga suficientes reservas, consideraría un fusible adicional entre la fuente de alimentación y su circuito.

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