Circuito di protezione da sovratensioni

I circuiti di protezione, come la protezione dall'inversione di polarità, la protezione da cortocircuito e la protezione da sovratensione / sottotensione, vengono utilizzati per proteggere qualsiasi apparecchio o circuito elettronico da qualsiasi guasto improvviso. Generalmente il fusibile o MCB viene utilizzato per la protezione da sovratensione, qui in questo circuito, costruiremo un circuito di protezione da sovratensione senza utilizzare il fusibile.

La protezione da sovratensione è una caratteristica dell'alimentatore che interrompe l'alimentazione ogni volta che la tensione di ingresso supera il valore preimpostato. Per la protezione da picchi di alta tensione, utilizziamo sempre una protezione da sovratensione o un circuito di protezione a piede di porco. Il circuito di protezione del piede di porco è un tipo di protezione da sovratensione più comunemente utilizzata nei circuiti elettronici.

Esistono molti modi diversi per proteggere il circuito dalla sovratensione. Il modo più semplice è collegare il fusibile sul lato alimentazione in ingresso. Ma il problema è che si tratta di una protezione una tantum, perché quando la tensione supera il valore preimpostato, il filo all'interno del fusibile brucerà e interromperà il circuito. Quindi è necessario sostituire il fusibile danneggiato con uno nuovo per effettuare nuovamente i collegamenti.

Qui in questo circuito, il diodo Zener e il transistor bipolare vengono utilizzati per la protezione automatica da sovratensione. Può essere fatto con due metodi,

1. Circuito regolatore di tensione Zener: questo metodo regola la tensione di ingresso e protegge il circuito dalla sovratensione fornendo una tensione regolata, ma non scollega la parte di uscita quando la tensione supera i limiti di sicurezza . Riceveremo sempre una tensione di uscita inferiore o uguale al valore nominale del diodo Zener.

2. Circuito di protezione da sovratensione con diodo Zener: nel secondo metodo di protezione da sovratensione, ogni volta che la tensione di ingresso supera il livello preimpostato, scollega la parte di uscita o il carico dal circuito.

Circuito regolatore di tensione Zener

Un regolatore di tensione Zener protegge il circuito dalla sovratensione e regola anche la tensione di alimentazione in ingresso. Di seguito è riportato lo schema del circuito per la protezione da sovratensione utilizzando il regolatore di tensione Zener:

Il valore di tensione preimpostato del circuito è il valore critico oltre il quale l'alimentazione viene scollegata o non consente alcuna tensione superiore a tale valore. Qui il valore di tensione preimpostato è il valore di Zener. Ad esempio, stiamo usando un diodo Zener da 5,1 V, quindi la tensione in uscita non supererà i 5,1 V.

Quando la tensione di uscita aumenta, la tensione base-emettitore diminuisce, a causa di questo transistor Q1 che conduce meno. Poiché Q1 conduce meno, riduce la tensione di uscita, quindi mantiene costante la tensione di uscita.

La tensione di uscita è definita come:

VO = VZ - VBE

Dove, VO è la tensione di uscita

VZ è la tensione di rottura Zener

VBE è la tensione base-emettitore

Circuito di protezione da sovratensione che utilizza diodo Zener

Lo schema elettrico sottostante per la protezione da sovratensione è costruito utilizzando diodo Zener e transistor PNP. Questo circuito disconnette l'uscita quando la tensione supera il livello preimpostato. Il valore preimpostato è il valore nominale del diodo Zener collegato al circuito. È anche possibile modificare il diodo Zener in base al valore di tensione adatto. Lo svantaggio del circuito è che potresti non trovare il valore esatto del diodo Zener, quindi scegline uno con il valore più vicino al tuo valore preimpostato.

Materiale richiesto

• Transistor PNP FMMT718 - 2nos.
• Diodo Zener 5,1 V (1N4740A) - 1nos.
• Resistori (1k, 2.2k e 6.8k) - 1nos. (ogni)
• Breadboard
• Collegamento dei cavi

Schema del circuito di protezione da sovratensione

Funzionamento del circuito di protezione da sovratensione

Quando la tensione è inferiore al livello preimpostato, il terminale di base del Q2 è alto e poiché è un transistor PNP, si spegne. E, quando Q2 è in condizione off, il terminale di base di Q1 sarà BASSO e consente alla corrente di fluire attraverso di esso.

il diodo Zener inizia a condurre, che collega la base di Q2 a terra e accende il Q2. Quando Q2 si accende, il terminale di base di Q1 diventa ALTO e Q1 si accende, il che significa che Q1 si comporta come un interruttore aperto. Quindi, Q1 non consente alla corrente di fluire attraverso di esso e protegge il carico dalla tensione eccessiva.

Ora dobbiamo anche considerare la caduta di tensione attraverso i transistor, dovrebbe essere bassa per una corretta precisione del circuito. Quindi abbiamo usato il transistor PNP FMMT718 che mostra un valore di saturazione VCE molto basso, per questo la caduta di tensione tra i transistor è bassa.

Controlla ulteriormente i nostri altri circuiti di protezione.