Para el funcionamiento satisfactorio de todos dispositivos eléctricos y electrónicos , se recomienda permitir el voltaje en los límites prescritos. Las fluctuaciones de voltaje en el suministro de energía eléctrica ciertamente tienen efectos adversos en las cargas conectadas. Estas fluctuaciones pueden ser de sobrevoltaje y bajo voltaje que son causadas por varias razones como picos de voltaje, rayos, sobrecargas, etc. Los sobrevoltajes son los voltajes que exceden los valores normales o nominales que causan daños en el aislamiento de los aparatos eléctricos y provocan cortocircuitos. De manera similar, la baja tensión provoca la sobrecarga del equipo, lo que provoca el parpadeo de la lámpara y un rendimiento ineficiente del equipo. Por lo tanto, este artículo está destinado a brindar circuito de protección de subtensión y sobretensión esquemas con diferentes estructuras de control.

Sobre voltaje o bajo voltaje

Para comprender este concepto y conocerlo mejor, es necesario pasar por tres tipos diferentes de circuitos de protección contra sobretensión que utilizan comparadores y temporizadores.

1. Circuito de protección de subtensión y sobretensión mediante comparadores

Este circuito de protección de voltaje está diseñado para desarrollar un mecanismo de disparo de bajo y alto voltaje para proteger una carga de cualquier daño. En muchos hogares e industrias, las fluctuaciones en el suministro de la red de CA ocurren con frecuencia. Los dispositivos electrónicos se dañan fácilmente debido a las fluctuaciones. Para superar este problema, podemos implementar un mecanismo de disparo del circuito de protección de subtensión / sobretensión para proteger las cargas de daños indebidos.

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Diagrama de bloques de protección contra sobretensión y subtensión

Operación del circuito

Como se muestra en el diagrama de bloques anterior, el fuentes de alimentación de CA de la red la potencia a todo el circuito y para operar cargas mediante el uso de relés, y también para disparar la carga (lámparas) en presencia de la tensión de entrada que cae por encima o por debajo de un valor establecido.
Dos comparadores utilizados como comparador de ventana formados a partir de un cuadrante comparador IC . Esta operación genera un error en la salida si el voltaje de entrada al comparador cruza el límite más allá de la ventana de voltaje.
En este circuito, una fuente de alimentación no regulada está conectada a ambos terminales de amplificadores operacionales , donde cada terminal no inversor está conectado a través de las dos resistencias en serie y una disposición de potenciómetro. Del mismo modo, el terminal inversor también se alimenta a través de diodo Zener y disposiciones de resistencia, como se muestra en el circuito de protección de subtensión o sobretensión dado.

Circuito de protección contra sobretensiones usando comparadores

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El VR1 preestablecido del potenciómetro se ajusta de manera que el voltaje en modo no inversor sea inferior a 6,8 V para un mantenimiento estable de la carga para el rango de suministro normal de 180 V-240 V y el voltaje del terminal inversor es constante de 6,8 V debido al diodo Zener.
Por lo tanto, la salida del amplificador operacional es cero en este rango y, por lo tanto, el la bobina del relé está desenergizada y la carga no se interrumpe durante esta operación estable.
Cuando el voltaje supera los 240 V, el voltaje en el terminal no inversor es superior a 6,8, por lo que la salida del amplificador operacional aumenta. Esta salida impulsa el transistor y, por lo tanto, la bobina del relé se energiza y finalmente las cargas se apagan debido a la sobretensión.
De manera similar, para la protección de bajo voltaje, el comparador inferior energiza el relé cuando el voltaje de suministro cae por debajo de 180 V al mantener 6 V en el terminal inversor. Estos ajustes de subtensión y sobretensión se pueden cambiar variando los potenciómetros respectivos.

2. Circuito de protección de subtensión y sobretensión mediante temporizadores

Este es otro circuito de protección de subtensión / sobretensión para el diseño de baja tensión y mecanismo de protección de alto voltaje para proteger la carga de daños. Esta circuito electrónico simple utiliza temporizadores en lugar de comparador como en el caso anterior como mecanismo de control. La combinación de estos dos temporizadores genera una salida de error para conmutar el mecanismo del relé cuando el voltaje viola sus límites prescritos. Por lo tanto, protege los aparatos de los efectos adversos de la tensión de alimentación.

Protección contra sobretensión mediante temporizadores

Operación del circuito:

Todo el circuito se alimenta con suministro de CC rectificado , pero la potencia regulada está conectada a temporizadores y la potencia no regulada está conectada a potenciómetros para obtener el voltaje variable.
Ambos temporizadores están configurados para funcionar como comparadores, es decir, siempre que la entrada presente en el pin2 del temporizador sea menos positiva que 1/3 Vcc, la salida en el pin 3 será alta y la reversa ocurrirá una vez que la entrada en el pin2 sea más positiva. que el 1/3 Vcc.
El Potenciómetro VR1 está conectado al temporizador 1 para corte por bajo voltaje, y el VR2 está al segundo temporizador para corte por sobrevoltaje. Los dos transistores están conectados a dos temporizadores para hacer la lógica del interruptor.

Circuito de protección contra sobretensiones mediante temporizadores
En las condiciones normales de funcionamiento, (entre 160 y 250 V) la salida del temporizador 1 se mantiene baja para que el transistor 1 está en estado de corte . Como resultado, el pin de reinicio del temporizador 2 es alto, lo que hace que la salida en el pin 3 sea alto, por lo que el transistor 2 conduce y luego la bobina del relé se energiza. Por lo tanto, en las condiciones de voltaje normal o estable, la carga no se interrumpe.
En la condición de sobrevoltaje (por encima de 260 V), el voltaje de entrada en el pin 2 del temporizador 2 es alto. Esto provoca una salida baja en el pin 3, que a su vez lleva al transistor 2 a un modo de estado de corte. Luego, la bobina del relé se desenergiza y la carga se dispara desde el suministro principal.
De manera similar, en condiciones de bajo voltaje, la salida del temporizador 1 es alta y lleva al transistor 1 al modo de conducción. Como resultado, el pin de reinicio del temporizador 2 se pone bajo y, por lo tanto, el transistor 2 está en modo de corte. Y finalmente, el relé se acciona para aislar las cargas del suministro principal.
Estos estados de sobretensión y baja tensión también se muestran como indicadores LED que están conectados a los temporizadores respectivos, como se muestra en la figura.

Estos son los dos circuitos de protección de sobretensión y subtensión diferentes. Ambos circuitos funcionan de manera similar, pero los componentes utilizados marcan la diferencia entre ellos. Estos circuitos son simples, de bajo costo y fáciles de implementar y, por lo tanto, ahora podrá elegir entre estos dos para obtener el mejor y confiable control con facilidad de implementación. Así que escriba su elección y para cualquier otra ayuda técnica a construir proyectos electrónicos circuitos en la sección de comentarios a continuación.

Créditos fotográficos:

Sobre voltaje o bajo voltaje por estático
Circuito de protección contra sobretensión usando comparadores por blogspot
Circuito de protección contra sobretensión usando temporizadores por circuitos electrónicos