Stabilizatoare de tensiune – Protecţia la supratensiuni

3.3. Protecţia la supratensiuni

În alimentatoarele stabilizate, numeroase cauze pot pro­duce la ieşire tensiuni mult mai mari decît cele normale, ceea ce are ca efect consecinţe catastrofale pentru sarcină. Se impune ca stabilizatorul de tensiune să dispună de cir­cuite speciale de detectare şi de eliminare a acestor supra­tensiuni imediat ce ele apar.

Cauzele care conduc la apariţia de supratensiuni la ie­şirea unui stabilizator pot fi multiple; cîteva din acestea sînt următoarele:

— scurtcircuitarea tranzistorului regulator (tranzisto­rul de comutaţie în cazul stabilizatorului în comutaţie).

• defectarea unor componente din circuitul de reac­ţie: întreruperea rezistorului R₂ (fig. 1.3) din divizorul de tensiune de ieşire sau defectarea amplificatorului de eroare (A₁ din fig. 1.3, a, respectiv tranzistorul Q₂ în (fig. 2.15, 2.16 etc.).
• defectarea sursei de referinţă a cărei mărime poate să crească brusc pînă la valoarea tensiunii de intrare.

Circuitul cel mai utilizat pentru detectarea şi prote­jarea sarcinii stabilizatorului contra supratensiunilor este reprezentat* schematic în fig. 3.18. În acest caz, detecto­rul de supratensiune comandă tiristorul T, pentru a scurt­circuita alimentarea. Acesta conduce fie la punerea în funcţiune a circuitului limitator de curent al stabilizatoru­lui, fie la declanşarea releului de protecţie, fie la arde­rea siguranţei fuzibile.

În fig. 3.19, a se prezintă o schemă simplă de protec­ţie la supratensiune a unui stabilizator. Considerînd că sta­bilizatorul alimentează un montaj de circuite TTL, carac­terizat prin:

• tensiunea nominală de alimentare: 5 V,
• condiţiile normale de alimentare 4,75 . . 5,25 V,
• tensiunea maximă de alimentare (valoare limită ab­solută): 7 V, va trebui ca alimentatorul stabilizat de 5 V să fie prevăzut cu un circuit detector, care să acţioneze dispozitivul de protecţie la depăşirea unei tensiuni de prag prestabilite.

În fig. 3.19, b se prezintă grafic modul în care evolu­ează în timp circuitul de protecţie din fig. 3.19, a la supra­tensiune. Acţiunea de protecţie se produce într-un timp foarte scurt.

Montajul cel mai simplu folosit pentru declanşarea pro­tecţiei cu tiristor este cel reprezentat in fig. 3.20. Dacă V_AB>V_Z+V_D, tiristorul T va intra în conducţie şi tensi­unea V_AB va scădea pînă la aproximativ 1 V într-un timp de 1 … 2 µs. Condensatorul C, plasat între poartă şi masă amortizează rapiditatea de acţionare a circuitului. Cu com­ponentele menţionate pe figură, circuitul va proteja consumatorul în cazul cînd tensiunea V_AB  depăşeşte 11 V.

* Circuit „crow-bar” (engl.).