Limitador de Corriente
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El circuito que aquí les presentamos lleva a cabo esta función, regular o limitar una cantidad determinada de corriente en su salida; en este, se provee de tres niveles de corriente: 100 mA., 500 mA. y 1 amperio, que es el máximo que debe de haber en su entrada, cada una de las corrientes se selecciona con S1, el voltaje de entrada es de 14 máximo.Es importante que Q1 vaya montado en un disipador de calor.Los resistores están configurados así:R3: para entregar 100 mA.R4: para entregar 500 mA.R5: para entregar 1 A.
Lista de componentesSemiconductores:Q1: 2N3055 (NTE130)Q2, Q3: BC547 ( NTE123AP )Resistores 1/2 vatio:R1: 3.9 KΩR2: 12 ΩR3: 12 ΩR4: 1.2 ΩR5: 0.68 Ω
Esquemas y análisis:
A continuación analizaremos cada uno de los dispositivos mencionados anteriormente y los correspondientes esquemas de los mismos.
1.1) Limitador de Corriente sobre la base del transistor de paso:
En este circuito el transistor NPN, cuyo colector esta conectado a la base del transistor de paso, entra en conducción al producirse una caída de tensión de entre 0.6 / 0.7 V producto del valor de la resistencia y la corriente máxima.
Por lo cual elegiremos el valor de la resistencia de modo tal que al aproximarnos a la corriente que consideremos máxima se produzca tal caída de tensión.
Por Ejemplo, si se desea dejar pasar solo 1A, la resistencia será de 0.7 Ohm, según la ecuación V = I x R.
Al activarse el transistor de control le restará corriente a la base del transistor de paso reduciendo así la corriente de colector.
1.2) Variante con comparador
Como ya mencionamos, podemos mejorar la sensibilidad del circuito anterior agregándole un comparador como sensor de nivel de corriente.
El funcionamiento es exactamente el mismo, con la ventaja que es el comparador quien ahora activa al transistor de control.
Cuando la caída de tensión en la entrada no inversora es mayor que en la inversora (referencia en el divisor de tensión), la salida del comparador da un nivel alto casi igual a Vcc (tensión de alimentación) haciendo conmutar al transistor de control.
Esquema de un limitador de corriente clásico
Este elemento protege los equipos de subidas de
corriente por encima de un valor prefijado, si bien por
comportarse como una fuente de corriente puede tener
efectos muy negativos si no se supervisa.
Funcionamiento:
Rs produce tensión según la corriente que la
atraviese
Cuando dicha tensión supera los 0.6-0.7V se activa
el transistor Q1, dando corriente a R6.
Cuanto más sube la tensión en R6, menos conduce
Q2, llegando a un equilibrio (por realimentación
negativa)
Esquema del limitador de corriente con enclavamiento
La diferencia con el anterior es que las puertas NAND
implementan un biestabe R-S, que se dispara cuando se
supera el límite de corriente, permaneciendo en ese
estado hasta que se resetea pulsando el botón.
(Click sobre imagen para mayor tamaño)
Cuando la corriente por Rs supera 0.6-0.7V Q1
conduce, poniendo a nivel alto la entrada de U1A,
por tanto a nivel bajo entrada 4 de U1, lo que
implica poner a 0 la salida 8 de U1, cortando el
transistor Q3 y por tanto llevando la corriente de
base de Q2 a cero, cortando dicho transistor.
Cuando se ha superado la corriente y se encuentra
enclavado a salida cortada es necesario pulsar el
botón SW1 que pone la salida 8 a nivel alto, por
tanto, toma corriente de la base de Q2, activando
salida
Los LEDs muestran el estado: Rojo en condición de
corte, Verde en operación correcta
En el caso de no disponer de la alimentación +5V se
puede generar fácilmente de la salida de +12V con
una resistencia y un zener de 5V1 o con un LM78L05
En el caso de cargas de condensadores se dispara el
límite de corriente, por lo que conviene eliminar los
condensadores o proporcionar un camino de "carga
lento". Para solucionar el problema se puede dotar
de un retardo de operación, con un condensador en
paralelo con R6, si bien mientras se carga dicho
condensador la corriente de salida vendrá
determinada únicamente por Rs y las resistencias
parásitas, pudiendo ser MUY alta.
La intensidad máxima de corriente (Imax)
depende del valor de R1 que puede ser
calculado por la formula junto al diagrama. La
diferencia máxima entre la tensión de entrada y
la de salida es de 40V. El integrado debe ser
montado en disipador de calor. Este circuito
puede usarse como excelente cargador de
baterías de nicadmio.