Los dispositivos de protección de circuitos evitan automáticamente una cantidad peligrosa o excesiva de corriente o un cortocircuito en un conductor eléctrico. Este artículo analizará los diversos dispositivos de protección de circuitos disponibles para que pueda averiguar cuál funcionará mejor en su aplicación eléctrica.
Cómo funcionan los Dispositivos de Protección de circuitos
Cuando se piensa en la protección de circuitos, hay una cierta medida de flujo de electrones a través de un conductor. Si el flujo de electrones es excesivo, puede derretir y quemar el aislamiento del cable y los materiales circundantes. Cada cable tiene un amperaje permitido que determina el flujo de electrones que puede pasar con seguridad a través del cable. Sin embargo, la caída de tensión también debe ser una consideración. Esta es la cantidad de voltaje consumida a medida que el voltaje empuja el amperaje a través de la resistencia del cable. A veces, el amperaje permitido determinará el tamaño del cable necesario y otras veces esto se determinará por la caída de voltaje. Sea cual sea el caso, el cable debe ser el más grande de los dos.
Incluso si el cable tiene el tamaño adecuado, el circuito puede conectarse a tierra accidentalmente y permitir que fluya una cantidad peligrosa de amperaje. Si un circuito está conectado a tierra por el aislamiento de un cable, se pueden producir rozaduras debido a la falla del equipo o a la conexión a tierra accidental durante el mantenimiento. Si este es el caso, los dispositivos de protección de circuitos pueden romper el circuito antes de que se produzca cualquier daño.
Tipos de Dispositivos de Protección de Circuitos
Hay muchos tipos de dispositivos de protección de circuitos. Estos incluyen lo siguiente:
Disyuntor: Este es un interruptor eléctrico operado automáticamente que puede proteger un circuito eléctrico de daños causados por un exceso de corriente que puede resultar en una sobrecarga en el circuito. Funciona interrumpiendo el flujo de corriente después de que se detecta una falla. A diferencia de un fusible, que tiene una función similar, los disyuntores se pueden reiniciar y reutilizar para reanudar el funcionamiento normal. Se fabrican en diferentes tamaños, incluidos dispositivos pequeños que protegen los circuitos de baja corriente de los electrodomésticos y equipos de distribución grandes que pueden proteger los circuitos de alto voltaje.
Los disyuntores se pueden encontrar en las siguientes aplicaciones:
- Alimentación doméstica
- Iluminación
- Electrodomésticos
- Fuentes de alimentación
- Fuentes de alimentación ininterrumpida
- Herramientas eléctricas
- Motores de alta corriente
- Transformadores
- Cargas reactivas
- Aparatos de diagnóstico médico
- HVAC
Fusibles electrónicos: Los fusibles electrónicos son resistencias de baja resistencia que proporcionan protección en caso de sobrecorriente de carga causada por falla o sobrecarga del dispositivo. Cuando detecta una sobrecorriente, el cable metálico en el fusible se funde causando una interrupción en el circuito. Los fusibles están disponibles en una variedad de tipos y tamaños, incluidos los fusibles eléctricos industriales, los fusibles de soplado lento, los fusibles eléctricos de alto voltaje o los fusibles electrónicos.
Los fusibles electrónicos se pueden utilizar en las siguientes aplicaciones:
- Laptops
- Soportes celulares
- Sistemas de juegos
- Impresoras
- Cámaras digitales
- Reproductores de DVD
- Electrónica portátil
- Monitores LCD
- Escáneres
- Paquetes de baterías
- Unidades de disco duro
Protección ESD y Dispositivos de matriz de diodos: ESD o descarga electrostática, es una transferencia de energía entre dos objetos que están cargados de manera diferente. Esto puede provocar cortocircuitos o daños en los dispositivos electrónicos, lo que hace necesarios los dispositivos de protección de circuitos ESD. Un conjunto de diodos es un componente electrónico que consta de varios diodos en un paquete de semiconductores donde los diodos pueden compartir un cátodo de ánodo común, o donde cada uno puede estar separado. Hay varios tipos diferentes de protección ESD y matrices de diodos que se pueden clasificar por el número de canales, el tipo direccional, el voltaje de ruptura máximo, el voltaje de sujeción máximo, la capacitancia, el rango de temperatura de funcionamiento y el tipo de embalaje.
Se pueden encontrar matrices de ESD y diodos en:
- Impresión LED
- Escáneres
- Linternas
- Protección de alimentación USB y línea de datos
- Protección de bus 12C
- Protección de línea de video
- Electrónica portátil
- Protección de entrada de microcontrolador
- Equipo WAN/LAN
Portafusibles: Los portafusibles pueden ser tan importantes como los fusibles cuando se trata de dispositivos de protección de circuitos. Se utilizan para contener, proteger y montar los fusibles. Vienen en dos tipos básicos, abiertos o completamente cerrados. Los tipos de portafusibles abiertos incluyen clips de fusibles,bloques de fusibles, enchufes y tapas de enchufe. La variedad completamente cerrada puede usar un portafusibles que se inserta en un soporte o tener otros medios para encerrar completamente el fusible.
Clips y bloques de fusibles: Están diseñados para proporcionar un recinto hermético entre el clip y el fusible real.
Tubos de descarga de gas: Este es un dispositivo de protección de circuito cerrado de vidrio que contiene una mezcla de gas especial que está atrapada entre dos electrodos. Conducen la corriente eléctrica después de que se ionizan por un pico de alto voltaje y pueden conducir una cantidad relativamente alta de corriente para su tamaño. Debido a esto, pueden manejar transitorios muy grandes o varios transitorios más pequeños. Tardan mucho tiempo en activarse, lo que permite que pase un pico de voltaje más alto antes de conducir una cantidad significativa de corriente.
Estos se usan comúnmente en líneas de alta frecuencia, como en equipos de telecomunicaciones, y también se pueden usar en electrónica industrial y de consumo, como en protectores contra sobretensiones y sistemas de alarma. Otras aplicaciones incluyen circuitos de instrumentación, fuentes de alimentación y electrónica médica.
Tiristor de potencia: Un tiristor o rectificador controlado por silicio (SCR) es un componente de estado sólido utilizado para conmutar y controlar el flujo de corriente eléctrica. A menudo se utilizan en aplicaciones de flujo de alta corriente. Conducen la corriente cuando reciben un cierto voltaje en su terminal de compuerta y continúan conduciendo la corriente incluso después de que el voltaje se elimina del terminal de compuerta. Debido a estas características, y su amplio rango de potencia nominal, se utilizan como controladores de corriente.
Los tiristores de potencia se utilizan en aplicaciones donde están presentes altos voltajes y corrientes. También se utilizan para controlar corrientes alternas y se pueden usar como elementos de control de controladores de encendido por fase.Tiristores de protección
: Son componentes de estado sólido que se pueden utilizar para conmutar y controlar el flujo de corriente eléctrica. Debido a que son tan robustos, a menudo se utilizan en aplicaciones de corriente de alto flujo. Comienzan a conducir la corriente cuando reciben un cierto voltaje en su terminal de compuerta y continúan conduciendo la corriente después de que se elimina ese voltaje. Debido a estas características, así como a su amplio rango de protección, se utilizan como controladores de corriente para protección contra sobretensiones.
Los tiristores de protección se pueden utilizar en las siguientes aplicaciones:
- Control de temperatura
- Control de luz
- Control de velocidad
- Control de proceso
- Sistemas de advertencia donde la fiabilidad de la operación es importante
Fusibles reiniciables: También conocidos como PTC, estos dispositivos de protección de circuitos serán útiles si su circuito intenta extraer más de 250 Ma de corriente. Si esto sucede, el PTC se calienta y se dispara, permitiendo solo una pequeña corriente de fuga. La fuga aún puede causar daños a algunos componentes electrónicos, pero la minimiza en comparación con la 3A que el short habría permitido. Una vez que se retira el cortocircuito, el PTC se reinicia, lo que permite que la corriente de hasta 250 Ma fluya de nuevo. Es bueno para su uso en dispositivos con pilas que necesitan protección contra descargas accidentales de alta corriente.
Diodos TV: Un TV, o diodo de supresión de voltaje transitorio, funciona para desviar o derivar picos de voltaje de un circuito como medida de protección. También se utilizan para proteger circuitos de descargas electrostáticas. Los diodos de avalancha de silicio (SAD) y los diodos Zener se utilizan comúnmente para la protección de circuitos en aplicaciones de TV. Los SAD ven un aumento de temperatura a medida que disminuye el voltaje, mientras que los diodos Zener ven un aumento de temperatura a medida que disminuye el voltaje.
Los diodos de TV se pueden encontrar en:
- Computadoras
- Impresoras
- Sistemas de comunicación inalámbricos
- Equipos médicos
- Sistemas de seguridad
- Cajeros automáticos
- Sistemas HFC
- Sistemas de red
- Aplicaciones FireWire
Varistores MOV/MLV: Un varistor es una resistencia que tiene una corriente no óhmica; actúan como un espacio de chispa, protegiendo los circuitos de un voltaje excesivo. Un varistor de óxido metálico (MOV) es el tipo más común de varistor, que contiene una masa de granos de óxido de zinc en una matriz de otros óxidos metálicos y está intercalado entre dos placas de metal que actúan como electrodos. Un varistor multicapa, o MLV, proporciona circuitos electrónicos con protección contra descargas electrostáticas.
Los varistores MOV y MLV se pueden utilizar en una variedad de aplicaciones electrónicas, incluidas las siguientes:
- Ordenadores y periféricos
- Decodificadores
- Teléfonos celulares
- Cámaras fotográficas digitales
- Equipo médico
- Reproductores de DVD
- Impresoras, escáneres y copiadoras
- Reproductores multimedia
- Almacenamiento externo
- Monitores LCD
- Módems
Hay varios tipos de dispositivos de protección de circuitos que pueden mantener su equipo electrónico a salvo de daños en caso de cortocircuito o sobrecorriente. Es una buena idea familiarizarse con los diferentes tipos de CPD disponibles para que pueda hacer todo lo posible para evitar riesgos eléctricos. Buena suerte para mantenerse seguro mientras trabaja en su hogar u oficina.