presenta
Protezione dalle sovratensioni
(...per i vostri alimentatori B.T. o altro)
di IZ1TQI Aldo "de Roderigo" - RCT #030
Negli alimentatori di recente concezione (switching) abbondano le protezioni, ma la maggior parte degli alimentatori stabilizzati, vecchia maniera, è protetta dal fusibile contro i cortocircuiti, ma nulla li protegge dalla sovratensione.
Mi spiego subito: se, per un malfunzionamento, la tensione stabilizzata normalmente a 13,8 V, dovesse salire al suo massimo che potrebbe essere dell'ordine di 18-22 V, chi mai potrà salvarci dall'arrosto di finali (se l'apparato a sua volta non è protetto), visto che il nostro occhio è già impegnato come un saltimbanco, tra lo s-meter, il ros-metro e il watt-metro?? non certo la giaculatoria: "terque quaterque testiculis tactis, abrupto pilo maiore usque ad sanguinem, advocato sancto Patrono, iactura fugata sit", ma questo dispositivo...sì... che, pertanto, escatologicamente parlando, ha come scopo ultimo, proprio quello di salvare apparati e baracchini o altro, non protetti contro una simile eventualità, da cotanta inopinata iattura.
Chiaramente è possibile, molto più genericamente, far scattare qualcosa o interrompere qualcos'altro, se un certa tensione supera una certa soglia.
Adesso, senza indulgere oltre in invocazioni, suppliche o preghiere, passerò "ipso facto" al nocciolo del discorso.
Il cuore del dispositivo è SCR1 la cui soglia del gate verrà tarata, per il tramite di P1, per intervenire se rileva una tensione di 1,5-2 V superiori all'alimentazione stabilizzata normale.
Allora, nel caso in cui la tensione raggiungesse quella di soglia, l'SCR passerebbe in conduzione fornendo tensione al relais RL1 il quale provocherebbe la chiusura stabile di RL2, che interromperebbe l'alimentazione a 220 V; si spegnerebbe LD1 e si accenderebbe LN1 (Fig. 1) o LD2 (Fig. 3). Solo ad alimentatore riparato i relais tornerebbero in condizioni normali.
Dei due prototipi che uso, uno è dentro un alimentatore da 14 A ed ho impiegato due relais, uno a 12 V, 50 mA, contatti da 1 A e l'altro a 220V contatti da 2-3 ampere, nell'altro prototipo (Fig. 2) ho usato due relais da 12 V, 50 mA, 1-2 A sugli scambi.
Per l'SCR (thyristor), qualsiasi siano la tensione e corrente d'innesco, dovrebbe funzionare con i valori di zener, resistenza e potenziometro indicati.Quelli usati da me hanno una tensione d'innesco 0,7-1 V, e sono da due-tre ampere, 100 V, il cursore del potenziometro è quasi tutto verso massa, ma funziona perfettamente, eventualmente provate a diminuire il valore dello zener.
Passiamo alla Rx:
come ho detto, se, in condizioni normali, la tensione di un alimentatore è stabilizzata attorno di 13,8 V, è chiaro che, in caso di avaria, salirebbe a 18-22 V, per tagliare la testa al toro uso un relais da 12 V, gli metto in parallelo uno zener da 12 V + D1 e una resistenza di caduta Rx, questo artificio permetterà al relais di non subire, comunque, un sovraccarico, sia che la tensione salisse sia a 18 sia a 22V ed oltre. Il diodo D2 protegge l'SCR da tensioni inverse prodotte dall'eccitazione del relais.
Per calcolare Rx:
dobbiamo prima conoscere l'assorbimento di corrente del relais che chiamiamo "a", al quale sommeremo la corrente da far scorrere nello Zener che chiamiamo "b" (diciamo 8 mA di zener, se l'assorbimento del relais fosse 50 mA).
A questo punto, supposta di 16 V la tensione di scatto, calcoleremo: Rx = (16-12) : (a+b) Rx = (16-12) V : (50 + 8) mA = 68,9 ohm
che ridurremo a 68 ohm, valore in commercio;
la potenza della Rx sarà:W = (a +b)² * Rx W = 0,058 * 0,058 * 68 = 0,228, però a 20 V salirà a 0,93 W , quindi, se non volete che scaldi, usate 1.5-2 W
la potenza del diodi zener sarà:12 V * b.
Per calcolare la R di caduta sui Led (LD1 e LD2):
considerate una corrente di 10-15 mA su una tensione si 1,5 V, a seconda che li vogliate più o meno luminosi. RLD1 = (13,8 - 1,5) / 10 mA (Fig.1)
RLD2 = (12 - 1,5) / 10 mA (Fig.2) potrete arrotondare ai valori esistenti in commercio.
Un led indica il corretto funzionamento, l'altro segnala l'entrata in funzione del dispositivo di protezione.Nello schema proposto, i valori sono calcolati per una tensione di esercizio de 13,8 V con l'ipotesi che la tensione massima sia 18 V; nel caso fosse 20 V, ci penserà ancora il diodo zener a proteggere il relais, tuttavia, seguendo le formule propostevi, potrete calcolare voi tutto in base alla tensione del vostro alimentatore.
Nel caso si trattasse di alimentatore regolabile, calcolate lo scatto 2 V al di sopra della tensione massima erogata e considerate la tensione non stabilizzata, almeno di 5-8 V superiore; per l'esattezza la potrete misurare subito a valle del rettificatore. Il diodo zener DZ2 "ce l'ho mêsso" da 1 W, ma ci vuole, anzi lasciate i reofori lunghi, per dissipare meglio. Per i più pignoli e precisini è possibile porre, in parallelo a LN1, un cicalino a 220V e, a piacere, trik ballak e caccavelle..
TaraturaServendovi di un alimentatore variabile, applicate all'ingresso del dispositivo una tensione 1.5-2 V superiore a quella max. di 13,8 che si intende utilizzare e agite su P1 (tassativamente trimmer multigiri), partendo con il cursore tutto a massa, fintantoché non avvenga la commutazione del relais.
Spegnete e diminuite la tensione, riaccendete e verificate che il relais non scatti, poi aumentate lentamente e verificate che lo scatto avvenga, appunto, attorno ai 16 V. Ora non resta che applicare il marchingegno al vostro alimentatore, secondo i collegamenti indicati in fig.1 o qualsiasi altra cosa, secondo il vostro bisogno e fantasia .
Se volete usare un diodo led al posto della lampadina al neon (che avverte dell'entrata in protezione), fate riferimento alla figura 2, tenete però, ahimè, conto del wattaggio (4 W) della resistenza di caduta.
Il cuore del dispositivo è SCR1 la cui soglia del gate verrà tarata, per il tramite di P1, per intervenire se rileva una tensione di 1,5-2 V superiori all'alimentazione stabilizzata normale.
Allora, nel caso in cui la tensione raggiungesse quella di soglia, l'SCR passerebbe in conduzione fornendo tensione al relais RL1 il quale provocherebbe la chiusura stabile di RL2, che interromperebbe l'alimentazione a 220 V; si spegnerebbe LD1 e si accenderebbe LN1 (Fig. 1) o LD2 (Fig. 3). Solo ad alimentatore riparato i relais tornerebbero in condizioni normali.
Dei due prototipi che uso, uno è dentro un alimentatore da 14 A ed ho impiegato due relais, uno a 12 V, 50 mA, contatti da 1 A e l'altro a 220V contatti da 2-3 ampere, nell'altro prototipo (Fig. 2) ho usato due relais da 12 V, 50 mA, 1-2 A sugli scambi.
Per l'SCR (thyristor), qualsiasi siano la tensione e corrente d'innesco, dovrebbe funzionare con i valori di zener, resistenza e potenziometro indicati.Quelli usati da me hanno una tensione d'innesco 0,7-1 V, e sono da due-tre ampere, 100 V, il cursore del potenziometro è quasi tutto verso massa, ma funziona perfettamente, eventualmente provate a diminuire il valore dello zener.
Passiamo alla Rx:
come ho detto, se, in condizioni normali, la tensione di un alimentatore è stabilizzata attorno di 13,8 V, è chiaro che, in caso di avaria, salirebbe a 18-22 V, per tagliare la testa al toro uso un relais da 12 V, gli metto in parallelo uno zener da 12 V + D1 e una resistenza di caduta Rx, questo artificio permetterà al relais di non subire, comunque, un sovraccarico, sia che la tensione salisse sia a 18 sia a 22V ed oltre. Il diodo D2 protegge l'SCR da tensioni inverse prodotte dall'eccitazione del relais.
Per calcolare Rx:
dobbiamo prima conoscere l'assorbimento di corrente del relais che chiamiamo "a", al quale sommeremo la corrente da far scorrere nello Zener che chiamiamo "b" (diciamo 8 mA di zener, se l'assorbimento del relais fosse 50 mA).
A questo punto, supposta di 16 V la tensione di scatto, calcoleremo: Rx = (16-12) : (a+b) Rx = (16-12) V : (50 + 8) mA = 68,9 ohm
che ridurremo a 68 ohm, valore in commercio;
la potenza della Rx sarà:W = (a +b)² * Rx W = 0,058 * 0,058 * 68 = 0,228, però a 20 V salirà a 0,93 W , quindi, se non volete che scaldi, usate 1.5-2 W
la potenza del diodi zener sarà:12 V * b.
Per calcolare la R di caduta sui Led (LD1 e LD2):
considerate una corrente di 10-15 mA su una tensione si 1,5 V, a seconda che li vogliate più o meno luminosi. RLD1 = (13,8 - 1,5) / 10 mA (Fig.1)
RLD2 = (12 - 1,5) / 10 mA (Fig.2) potrete arrotondare ai valori esistenti in commercio.
Un led indica il corretto funzionamento, l'altro segnala l'entrata in funzione del dispositivo di protezione.Nello schema proposto, i valori sono calcolati per una tensione di esercizio de 13,8 V con l'ipotesi che la tensione massima sia 18 V; nel caso fosse 20 V, ci penserà ancora il diodo zener a proteggere il relais, tuttavia, seguendo le formule propostevi, potrete calcolare voi tutto in base alla tensione del vostro alimentatore.
Nel caso si trattasse di alimentatore regolabile, calcolate lo scatto 2 V al di sopra della tensione massima erogata e considerate la tensione non stabilizzata, almeno di 5-8 V superiore; per l'esattezza la potrete misurare subito a valle del rettificatore. Il diodo zener DZ2 "ce l'ho mêsso" da 1 W, ma ci vuole, anzi lasciate i reofori lunghi, per dissipare meglio. Per i più pignoli e precisini è possibile porre, in parallelo a LN1, un cicalino a 220V e, a piacere, trik ballak e caccavelle..
TaraturaServendovi di un alimentatore variabile, applicate all'ingresso del dispositivo una tensione 1.5-2 V superiore a quella max. di 13,8 che si intende utilizzare e agite su P1 (tassativamente trimmer multigiri), partendo con il cursore tutto a massa, fintantoché non avvenga la commutazione del relais.
Spegnete e diminuite la tensione, riaccendete e verificate che il relais non scatti, poi aumentate lentamente e verificate che lo scatto avvenga, appunto, attorno ai 16 V. Ora non resta che applicare il marchingegno al vostro alimentatore, secondo i collegamenti indicati in fig.1 o qualsiasi altra cosa, secondo il vostro bisogno e fantasia .
Se volete usare un diodo led al posto della lampadina al neon (che avverte dell'entrata in protezione), fate riferimento alla figura 2, tenete però, ahimè, conto del wattaggio (4 W) della resistenza di caduta.
Per chi infine non avesse altro che due relais da 12 V, la figura 3 illustra come far funzionare un relais a 12V cc (RL2), con la tensione di rete, fino a 70mA di assorbimento; per la teoria si può far riferimento "all'alimentatore senza trasformatore", sul vecchio sito.
Per una corrente del relais di 70mA il condensatore sarà da 1µF; per una corrente di 10-15mA saranno sufficienti 0,220 µF, con una tensione di lavoro di 400-600VL. Il cicalino è opzionale, ma utile essendo l'assorbimento irrisorio.Il tutto può essere realizzato su basetta millefori e alloggiato, con i debiti collegamenti e accorgimenti, all'interno del vostro alimentatore.
Ricordo che una parte del circuito è soggetta a collegamento con la tensione di rete, quindi...occhio!
Dimenticavo, la frase goliardica in latino (per altro non maccheronico, ma degno di un canto Gregoriano), per evitare obbrobri di traduzione come ho già visto fare da studenti e, ahimè, insegnanti "recenti" di lettere "antiche" (che traducono ad es. l'esclamazione vocativa "figlio mio!" con "filii mii !" anzicchè "fili mi !"), ve la traduco io, secondo il senso, letterale e traslato, più proprio: "toccàti i genitali anche tre, quattro volte (atto, come ben sapete, propriamente scaramantico), strappato, fino al sangue, il pelo più (sviluppato) numeroso (i capelli, ma non si esclude il pelo inguinale, atto, come ben sapete, di disperazione), impetrato il santo Patrono (invocazione di carattere trascendente ), sia messa in fuga la sciagura (esortazione augurale conclusiva)".
Il climax (il crescendo) dei vari momenti, nella supplica, ricalca la falsa riga dei "misteria" eleusini e, in un certo senso, anche quella dei "misteria gloriosa" goliardici, anche se non giunge ai sublimi vertici poetici dei sonetti o dei "Dubbi" di Pietro l'Aretino, dei quali mi "pruderebbe" parlarvi, ma me ne debbo astenere in ottemperanza al "decet" (ciò che si addice) del colendissimo sito che mi ospita e di cui sono socio. Valete, ego valeo!! "statevi bene, ch'io sto bene".
Buon QRL a tutti... Ohhh..... remus!
realizzazione del 05/10/2011 - pubblicazione 08/10/2011