👹 PROTECCIÓN en CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

👉 Existen muchas situaciones en las que la conexión de un sensor con la unidad siguiente, como un microprocesador, lleva a la posibilidad de daños que resultan de un voltaje o corriente elevados. Para protegerse contra corrientes altas en la línea de entrada se incorpora una serie de resistores que limitan la corriente a un nivel aceptable y un fusible que se funde cuando la corriente excede un nivel seguro.

👨 Contra altos voltajes y polaridades equivocadas se utiliza un circuito con diodo Zener (lo vemos en la siguiente figura). 

Circuito de protección con diodo Zener

Los diodos Zener se comportan como diodos comunes hasta un voltaje de ruptura, a partır del cual se convierten en conductores. Si se desea el paso de un voltaje como máximo de 5 V, pero que se rechacen voltajes de más de 5.l V, se utiliza un diodo Zener con especificación de voltaje de 5.1 V.

💥 Cuando el voltaje sube a 5.l V, el diodo de ruptura Zener y su resistencia caen a un valor muy bajo.

El resultado es que el voltaje que pasa por el diodo y, por lo tanto, el que llega al siguiente circuito, disminuye. Dado que el diodo Zener tiene baja resistencia a la corriente en una dirección y resistencia alta en la dirección contraria, también sirve como protección contra polaridades invertidas. Si el diodo se conecta con la polaridad correcta, produce una resistencia alta en la salida y una caída de voltaje grande. Si la polaridad de la fuente está invertida, la resistencia del diodo es baja y ocurre una caída de voltaje pequeña en la salida.

💢 En algunas situaciones es deseable aislar por completo los circuitos y eliminar todas las conexiones eléctricas entre ellos. Para ello se utiliza un optoaislador. Entonces se puede tener la salida de un microprocesador aplicada a un diodo emisor de luz (LED), el cual emite radiación infrarroja. Esta

radiación se detecta con un fototransistor o un triac y produce un aumento en la corriente como respuesta a los cambios que ocurren en el voltaje aplicado al LED. La figura siguiente muestra algunas formas de optoaisladores. 

Optoaisladores: a) transistor, b} Darlington, c) triac, d) triac con unidad de cruce cero

💦 El término razón de transferencia se usa para especificar el cociente entre las corrientes de salida y la de entrada. Típicamente, un optoaislador con transistor (figura anterior apartado a)) da una corriente de salida más pequeña que la de entrada y una razón de transferencia quizá de 30% con un valor máximo de corriente de 7 mA. Sin embargo, el optoaislador con Darlington (en la figura apartado b)) da una

corriente de salida mayor que la de entrada, por ejemplo, el 6N139 de Siemens tiene una razón de transferencia de 800% y una corriente máxima de 6l0 mA.

Otra forma de optoaislador usa un triac (en la figura apartado c)) y se puede usar para corriente alterna, un optoaislador con triac típico que es capaz de operar con voltajes de alimentación residenciales. Otra forma de optoaislador es el que usa un triac con detección de cruce por cero (en la figura en el apartado d), por ejemplo, el MOC301l de Motorola sirve para reducir los transitorios y la interferencia electromagnética.

Las salidas de los optoaisladores se puede utilizar para conmutar directamente cargas de baja potencia. 

👊 Así, un optoaislador con Darlington se puede utilizar como una interfase entre un microprocesador y las lámparas o relés. Para conmutar cargas de alta potencia, se podría usar un optoaislador que opere un relé y éste a su vez conmute el dispositivo de alta potencia.

El circuito protector de un microprocesador es muy parecido al que muestra la figura 👇 siguiente.

Circuito de protección

Para evitar que la polaridad del LED esté invertida o aplicar un voltaje demasiado elevado, se puede proteger con el circuito con diodo Zener de la primera figura de esta publicación; si en la entrada hay una señal alterna en la línea de entrada se coloca un diodo para rectificarla.

Escrito por Archie Tecnology