Proteção TIC106 "Melhorar"

[Jemec]

@Sérgio Lembo  Tem algum circuíto de exemplo, utilizando esse esquema?

Sabe qual amp operacional poderia usar? 

A fonte tem aproximadamente 32V na saída.

[Sérgio Lembo]

LM158, LM258, LM358, fáceis de serem encontrados trabalham até 32V. Tem modelos que aceitam até 36V(LM2902, LM2904 dependendo do fabricante), mas para não complicar,qualquer zener entre 3 e 15V colocados entre os seus 32V e o Vdd do operacional resolve.

[Jemec]

Obrigado@Sérgio Lembo , valeu pela força!

Alguém tem mais alguma ideia de algum limitador de Corrente?

[Jemec]

@Sérgio Lembo

Estou tentando simular no Proteus.
 

Circuito:

 

Desconsiderar os Valores. 
Onde o Anodo vai? O circuito está certo?
Terminal do Amp OP 4 e 8 são a alimentação.

[Renato.88]

O anodo vai no relé, igual no circuito que você postou. O restante está conforme foi desenhado. 

[MOR_AL]

...

mor_al

[Jemec]

Esquema:



O resistor Shunt vai funcionar R= 0,7/I max desejada?

Como poderia chegar no valor do capacitor do 1 AMP OP?
Variando o potenciômetro do OP 1 e OP2 percebi que influência na limitação máxima da corrente. Tanto o POT RV2 e RV1, deixando no 3% a corrente máxima é até 1,3A e o SCR arma. Ou seja, os POT RV2 ou RV1 são os que estão limitando a corrente?

No simulador está funcionando adquirir o AMP OP para fazer na protoboard.

Pessoal valeu pela força!

[Sérgio Lembo]

@Jemec, pelo que entendi RV1 e 2 são os sets e RV3 a carga. Houve uma pequena distração na polarização do U1;A. Observe nos rascunho que o sinal do shunt não entra direto, passa por uma resistência e que o capacitor de realimentação deve estar ligado entre a saída do operacinal(está correto) e o nó entre o resistor e a entrada (precisa corrigir). O tempo necessário para carregar esse capacitor, definido pelos valores da resistencia, do capacitor citado e da sobrecorrente que ultrapassar o set point de RV2 é que te darão a proteção térmica.

[Jemec]

Circuito revisado:

 

@Sérgio Lembo  Tem alguma formula para calcular essa Imáx , algum exemplo? Porque não consegui entender ainda como calcular os resistores . Porque o Shunt era R=0.7/Imax, no outros circuitos. Mas percebi que nesse circuito não funciona assim. 

Valeu! Montei na protoboard e já estou tendo resultados, mas ainda não entendi como calcular o I máx, estou apenas girando os pots e vendo no que dá.

 

[.if]

Oi. Agradeço a mp (que me acordou kk) e que bom que resolveu. Resposta lenta pode ser o capacitor que colocaste entre g e k. Coloque menor. Ah sim , to falando do teu primeiro circuito. Penso que este com ampop é bom mas é muita flatulência pra poucos rejeitos da digestão

[Sérgio Lembo]

O raciocícinio é feito por etapas.

Escolha do valor do shunt

Pela escolha do valor do shunt você tem uma relação Amperes/Volt. Se o shunt for de 0,1 Ohms a relação é de 100mV/Ampere. Se for de 0,7 Ohms como está no seu circuito a relação é de 700mV/Ampere. Escolha o valor que achar mais conveniente. Eu prefiro os valores mais baixos, mas a fonte é sua.

Determinando os valores da proteção térmica.

Quem conhece a sua fonte é você. Determine qual a corrente nominal que sua fonte pode suportar continuamente sem problemas de superaquecimento. Por corrente nominal entende-se a média, não o valor instantâneo. Um motor de geladeira quando parte tem um pico de corrente de 8 vezes a nominal, mas logo a corrente cai e o motor não queima. você pode vir a ter circuitos que momentaneamente exijam elevadas correntes mas tenha uma média aceitável. Seu capacitor de saida da fonte consegue suprir um pico de corrente sem sacrificar o transistor de saida, O Transistor de saída só será sacrificado se esse valor elevado se mantiver por muito tempo. Supondo que sua fonte suporte no máximo 2A constantes sem ter problemas de temperatura, o valor da sua proteção térmica será de 2A. No seu shunt atual, 2A correspondem a 1400mV. Então, ajuste a saida de RV2 para 1400mV. Se a corrente superar os 2A por muito tempo, a proteção térmica dispara o SCR. Os valores de C1 e R3 estão baixos demais, mas falo sobre isso depois.

Determinando os valores da proteção magnética.

São 2 os problemas que a sobrecorrente pode produzir. Problemas de aquecimento lento que aos poucos levam seus componentes a mais de 125ºC e à perda do componente e o valor instantâneo muito elevado que estoura tudo, mesmo que seja de curta duração. Esta proteção enxerga esse segundo valor. Supondo que você venha a considerar que o máximo de pico de corrente a ser tolerado seja de 10A, no atual shunt isso coresponderá a 7000mV. Ajuste o valor de RV1 para 7000mV. Considerando a velocidade do operacional comprado, se os 7000mV forem atingidos no shunt, em 5 microsegundos o SCR será disparado.

[Sérgio Lembo]

Construindo a proteção térmica.

Como foi dito antes, a proteção térmica tem uma tolerância de tempo pois se destina a fazer proteção de superaquecimento. Aquecimentos são relativamente lerdos e proporcionais ao esforço exigido. No nosso circuito quem temporiza essa função é C1 e R3. Uns 5 segundos não me parecem ser exagerados, então o produto RC de R3 e C1 podem ser calculados para 5 segundos. Feita a seleção de R3 e C1, nesse circuito você tem a possibilidade de variar o tempo calculado entre 100% e 20%. Para uma boa escolha de C1e R3 o gráfico de seleção de componentes que tem nos manuais de temporizador 555 é uma boa dica.

adicionado 7 minutos depois

Esse trimpot mais o resistor série é só se você quiser variar o valor de C1 entre 100% e 20%. Também pode grampear o C1 direto na saida do operacional, tanto faz. Insisto que os valores de R3 e C1 devam ser revistos, com os atuais componenetes o circuito dispara em apenas 10 milisegundos. A corrente de inrush provocada por um capacitor que esteja na entrada de tensão do circuito testado pode vir a disparar a proteção térmica com facilidade se um tempo tão baixo for mantido.

[Jemec]

 

adicionado 0 minutos depois

@Sérgio Lembo
 

Exemplo:

Estou usando LM358.

Minha fonte aguenta até 5A

Quero que o disparo do SCR aconteça com 3A e com valor máximo de pico 3.5A

Resistor de Shunt de 0,22R

Então a relação é de 220mV/A

Onde, RV2 = 660mV -> esse valor corresponde ao disparo quando a corrente chegar no 3A

RV1 = 770mV -> Corresponde ao pico Max de Corrente de 3,5A

R3 = 47k e C1 = 105 = 0,1uF

tempo = 4,7s -> quer dizer que depois de ultrapassar os 3A, demora 4,7s para o SCR disparar?

Quando RV2 =  0.2R, ocorre o disparo de 3A?
E RV1 = 0.22R , ocorre o disparo de 3.5A?

Tem alguma coisa errada?

[Sérgio Lembo]

A matemática dos ajustes está perfeita.

Sobre o tempo que a sobrecorrente vai levar para disparar sua proteção térmica, o calculo é um pouco mais chato.

Usando os valores que acabaste de colocar, a tensão de referencia na entrada do operacional é de 660mV. Enquanto o retorno do shunt for inferior aos 660mV. a saida fica saturada no mínimo. Supondo que em dado momento o retorno do shunt atinja 715mV (3,25A) a corrente no resistor de 47k será de 1,17uA. será necessário uma corrente de igual valor sobre C1 para as entradas do operacional se manterem equilibradas, isto é, a tensão sobre o capacitor  vai crescendo linearmente e a saida do operacional tambem. Se o retorno do shunt for de 730mV, as correntes serão maiores e a velocidade em que a saida do operacional irá crescer tambem. O tempo é inversamente proporcional à sobrecarga.

Tenho dúvidas se o ajuste de 3,5A para a proteção instantânea não está muito curto. Já que está no simulador, faça a seguinte experiência: 

- coloque como carga um interruptor e um capacitor de 10uF  descarregado. Faça monitoramento nas saídas dos operacionais e no led. Se possível, poste as curvas no forum.

Abraços

Sérgio

[Jemec]

Tentei simular aqui, mas não consegui obter os gráficos 

[Sérgio Lembo]

Lendo melhor a sua resposta...

4 horas atrás, Jemec disse:

Quero que o disparo do SCR aconteça com 3A e com valor máximo de pico 3.5A

Resistor de Shunt de 0,22R

Então a relação é de 220mV/A

Onde, RV2 = 660mV -> esse valor corresponde ao disparo quando a corrente chegar no 3A

RV1 = 770mV -> Corresponde ao pico Max de Corrente de 3,5A

Essa parte está correta.

 

4 horas atrás, Jemec disse:

Quando RV2 =  0.2R, ocorre o disparo de 3A?
E RV1 = 0.22R , ocorre o disparo de 3.5A?

Quando a saida de tensão dos trimpots for igual aos valores da primeira citação. Faz o seguinte. Compre potenciometros de 10k para RV1 e RV2. Se bem me lembro a tensão interna da sua fonte é de 32V

Entre RV2 e Vcc coloque um resistor de 270K. Isso te dará um range de 0 - 5A no ajuste da proteção térmica.

Entre RV1 e Vcc coloque um resistor de 120K. Isso te dará um range de 0 - 11A no ajuste da proteção instantânea.

[Jemec]

@Sérgio Lembo
Certo valeu pelas dicas!
Estou tento resultados na protoboard. Percebi que o trimpot está esquentando, pensei que só Shunt precisa de vários Watts.

 

[Sérgio Lembo]

Em 10/05/2017 às 02:20, Jemec disse:

Percebi que o trimpot está esquentando, pensei que só Shunt precisa de vários Watts.

 

Em 09/05/2017 às 21:46, Sérgio Lembo disse:

Compre potenciometros de 10k para RV1 e RV2. Se bem me lembro a tensão interna da sua fonte é de 32V

Entre RV2 e Vcc coloque um resistor de 270K. Isso te dará um range de 0 - 5A no ajuste da proteção térmica.

Entre RV1 e Vcc coloque um resistor de 120K. Isso te dará um range de 0 - 11A no ajuste da proteção instantânea.

Com esses valores a potencia dissipada será mínima, < 8mW

[Jemec]

@Sérgio Lembo
Valeu cara, fiz o teste no simulador deu certo, mas quando chega no 5A o SCR dispara, ou seja, o Set da corrente máxima está no RV2, que é o ajuste da proteção térmica. 
Se coloco o RV2 10k e 120k igual o RV1, ai a Imáx vai até 10A.
Vou montar na protoboard e posto os resultados.
 

[Jemec]

@Sérgio Lembo
O calculo RC seria isso?: https://www.youtube.com/watch?v=vPZVTZkAP8I
usando equações diferenciais?

 

[Visitante]

Não entendi bem o que você pretende fazer com esse circuito, um limitador de corrente ou algo para acionar uma carga?

adicionado 1 minuto depois

Em 09/05/2017 às 17:26, Jemec disse:

@Sérgio Lembo

 

R3 = 47k e C1 = 105 = 0,1uF

Tem alguma coisa errada?

105 e 1uF e não 0,1uF

[Jemec]

@Picco
 

Limitador de corrente!

[Jemec]

@Sérgio Lembo

O que ocorre ligando o lado negativo da carga no terra?
Igual da figura:

[Sérgio Lembo]

simples, se a corrente não passar pelo shunt não haverá monitoramento de corrente.

[Visitante]

16 horas atrás, Jemec disse:

@Picco
 

Limitador de corrente!

Ok, se fosse uma fonte regulada seria mais fácil e prático. Esses circuitos você está testando somente no simulador ou na prática também?

Se tiver testando na prática, está fácil fazer um experimento no primeiro esquema? Experimente colocar um capacitor de 100n desacoplando o gate do scr, como a carga é um motor coloque também o circuito snuber.