Protección contra sobretensiones

Artículos teóricos

Todo aquel que ha estado reparando equipos de radio durante cierto tiempo sabe que en multitud de ocasiones llegan al SAT los clásicos "cadáveres" que han sufrido una sobretensión.

Normalmente, la gran mayoría de estos equipos vienen protegidos de origen contra inversiones de polaridad, siempre que se le respete el valor al fusible... ¡claro!, pero no todos vienen con una protección contra sobretensiones.

Para aclararle el significado del término a aquellos que no sepan que significa "sobretensión", se trata de aplicarle a la emisora una tensión de polaridad correcta pero bastante más elevada que la nominal. Por ejemplo, "meterle" los 24 voltios de las dos baterías de un camión en vez de los 12 o 13 voltios necesarios.

Y antes dije cadáveres (entre comillas) porque, para desgracia para su dueño, cuando acontece esta vicisitud provoca un verdadero desastre en el aparato; etapas de potencia de audio, finales y drivers de RF, reguladores, etc... Generalmente la sobretensión arrasa con todo, incluida la billetera de su propietario.

Parece mentira pero, como en muchas otras situaciones de la vida, los accidentes más graves podrían reducirse a cero con un costo mínimo y con algo más de previsión.

Si deseas saber como prevenir una sobretensión en tu equipo de radio, de una manera muy simple, lee el resto de este artículo.

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Como ya hemos comentado en un artículo anterior, la mayoría de las emisoras (por no decir todas) vienen con una protección contra inversiones por la incorporación de un diodo rectificador, normalmente un 1N4007 o similar en los equipos de menos consumo, en paralelo inverso con la entrada de alimentación, tal y como representamos a continuación.

Mientras la polaridad de la alimentación sea la correcta el equipo funcionará a las mil maravillas, y la presencia del diodo rectificador no se hará notar ya que en esas circunstancias no conduce.

Sin embargo, cuando aparece una polaridad inadecuada, invertida con respecto a la que sería la apropiada, el diodo conduce y se convierte en un cortocircuito. Esto evita que la inversión de polaridad "se cuele" en el interior de la circuitería de la emisora produciendo un daño elevado, y tiene como única consecuencia la fusión del fusible y, en algunos casos, el deterioro del diodo rectificador. ¿Podemos hacer algo así de simple para proteger nuestro equipo de las temidas sobretensiones?.

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UNA SENCILLA PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
Hemos de tener en cuenta que la protección anterior con un diodo rectificador es inservible a la hora de una sobretensión. Sin embargo, instalarle a nuestra emisora una protección contra sobretensiones es igual de fácil que la ya explicada contra inversiones y, además, con un componente que es familiar directo del rectificador.

Se trata de añadir otro diodo en la misma posición que tiene el que protege contra inversiones (1N4007). No obstante, este diodo no será un rectificador normal ya que esto no tendría ningún efecto beneficioso en la práctica. El diodo que le añadiremos será de tipo zener. Mira la siguiente ilustración.

Cuando se alimenta la emisora entre 12 y 14 voltios con la polaridad correcta la corriente circulará normalmente a través del circuito, ya que la tensión está dentro de los límites establecidos. Los diodos zener, al igual que los rectificadores normales, no conducen cuando se les aplica una tensión inversa a menos que se sobrepase su tensión de zener.

Por este motivo es muy importante saber elegir con exactitud este parámetro concreto. En nuestro caso la tensión zener elegida es de 16 voltios, ya que hasta este nivel de voltaje lo soportan la mayor parte de las emisoras sin sufrir daños.

Pero... ¿que ocurre cuando la tensión de alimentación supera a la tensión del diodo zener, pudiendo provocar la consabida sobretensión?. Esto puede pasar, como ya comentamos en la introducción, si conectamos nuestra emisora de 12 voltios a la alimentación de 24 voltios de un camión, los cuales incorporan generalmente dos baterias en serie de 12 voltios cada una.

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Entonces el diodo zener entra en un estado especial, provocado por lo que se llama "efecto zener", y conduce casi como si estuviera polarizado directamente, con la salvedad de que 16 de los 24 voltios aplicados se quedan en él.

Esto hace circular una gran intensidad de corriente a través del fusible y del propio diodo, lo que tiene como consecuencia que el fusible se funda y el diodo, casi siempre, se ponga en cortocircuito. En este caso, la sobretensión sufrida por la emisora solo nos habrá costado eso, un fusible y un diodo zener. Cambiando ambos se acabó el problema. El siguiente esquema nos aclara el proceso.

En determinadas ocasiones, además de estropearse fusible y diodo zener también se queman los pequeños choques de RF, L1 y L2 en los esquemas, que muchos equipos tienen en la entrada de alimentación para que hagan las veces de filtro. Un mal menor para lo que podría haber sido un verdadero desastre.

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Ni que decir tiene que este sencillo sistema de protección no solo es aplicable a emisoras de radio, sino a cualquier equipo que pueda estar expuesto a una sobretensión de magnitud parecida a la expuesta. Recordar, por último, que la efectividad de este tipo de protecciones depende siempre del valor correcto del fusible.

 
C O M E N T A R I O S   
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Diodo zener

#2 Alberto rojs » 30-01-2018 13:13

Hola amigo .
Quiero proteger la pcm de los picos de voltaje pueda generar el compresor del a/c .
Para ello debo colocar un dio do deber de cuantos voltio ya q lo q debe tener la pcm es hasta 14.5 voltios más de hag ya es un voltaje alto y pues se debe proteger . Y me an dicho q el deber es ideal...

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RE: Protección contra sobretensiones

#1 raf » 26-10-2017 21:34

Muy conforme y claro con las palabras mas sencillas :plup: mil gracias.

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