Problema com proteção contra Curto - Fonte 5V e 2A

[ZzzLucaszzZ]

Olá amigos, estou com problemas para montar a proteção de curto-circuito em uma fonte em que estou projetando, para 5V e 2A. Pretendo usar o sistema de proteção do próprio regulador de tensão (LM7805). Como sabemos, o LM7805 possui proteção de curto para corrente acima de 1A. O datasheet deste, apresenta a seguinte configuração para proteção do curto com corrente extra (Acima dos 1A permitidos no regulador, neste caso, 2A):

No meu projeto, quero que passe 1.5A pelo transistor Q1 e 0.5 pelo LM7805. Esse seria o limiar de corte da corrente de alimentação, e a partir disso, a alimentação seria cortada.

Neste circuito, pelo que entendi, quando a corrente ultrapassa um valor fixado, a queda de tensão no resistor Rsc ultrapasse o 0.7 do Vbe do Q2, o transistor Q2 começa a conduzir, e corta a polarização de base do transistor Q1 e desviando toda a corrente extra para o regulador LM7805, que cortará a alimentação.

Não sei o que está acontecendo, mas na minha simulação no proteus, ambos os transistores estão conduzindo ao mesmo tempo, e alterar a resistência Rsc só faz aumentar ou diminuir a corrente no coletor do Q1.Queria saber o que estou fazendo de errado. Abaixo esta a minha simulação. Desde já agradeço!

 

 

[ZzzLucaszzZ]

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[Sérgio Lembo]

Pode começar eliminando o GND que está sobrando na entrada da ponte retificadora.

adicionado 7 minutos depois

[Renato.88]

O capacitor C2 mais atrapalha do que ajuda, não sei na simulação mas na pratica o circuito fica "doidão".

[ZzzLucaszzZ]

De alguma forma, o proteus dava erro sem esse ground a mais aí kkkk. Resolvi usar a versão do proteus 8.6 e as coisas parecem mais nítidas agora. Tá chegando 1.1A na entrada do LM7805, não sei se isso já seria o suficiente para cortar a alimentação dele na prática, e também estou em dúvida se o transistor Q2 já deveria perder a polarização de base ou só perderia quando o LM7805 cortasse a alimentação. Afinal de contas, esse corte para sobre-corrente do LM7805 só acontece na prática ou na simulação deveria acontecer também???

Abaixo seguem os módulos do regulador e da retificação:

 

[Sérgio Lembo]

Primeiro vamos olhar para o circuito sem a presença de Q1 e com R3 = 0. No início da curva de corrente o regulador trabalha sozinho. A medida em que a corrente aumenta a queda sobre R1 polariza Q2 e há uma transferência de carga da corrente que ultrapassar 0,5A para Q2. Então o que se tem é um circuito que transfere para o Q2 o que ultrapassar 0,5A.

Quando coloca o transistor em paralelo a R1 o que está fazendo é transformar o circuito que antes transferia o excesso para um divisor de corrente. Até entendo a sua ideia de aproveitar o limitador interno de corrente do regulador, mas este não é um limitador de precisão, foi construido para proteção do componente e não para regulação do circuito.

A utilização de um shunt hi side ou low side para monitoramento da corrente total e sobre este a construção do circuito limitador te dará um resultado mais previsível.

O circuito ficará mais simples se for utilizado um LM317 ou similar mas vou acompanhar o uso do 7805. Na proposta abaixo, Q2 e Q3 formam um limitador de corrente clássico, Q4 é opcional e aproveita a polarização de Q3 para sinalizar que a limitação foi ativada. O circuito regulador de tensão com R1 de 3R limita em 0,5A a corrente sobre o 7805 e transfere o excedente para o TIP42.

[ZzzLucaszzZ]

Em 13/06/2018 às 11:16, Sérgio Lembo disse:

Primeiro vamos olhar para o circuito sem a presença de Q1 e com R3 = 0. No início da curva de corrente o regulador trabalha sozinho. A medida em que a corrente aumenta a queda sobre R1 polariza Q2 e há uma transferência de carga da corrente que ultrapassar 0,5A para Q2. Então o que se tem é um circuito que transfere para o Q2 o que ultrapassar 0,5A.

Quando coloca o transistor em paralelo a R1 o que está fazendo é transformar o circuito que antes transferia o excesso para um divisor de corrente. Até entendo a sua ideia de aproveitar o limitador interno de corrente do regulador, mas este não é um limitador de precisão, foi construido para proteção do componente e não para regulação do circuito.

A utilização de um shunt hi side ou low side para monitoramento da corrente total e sobre este a construção do circuito limitador te dará um resultado mais previsível.

O circuito ficará mais simples se for utilizado um LM317 ou similar mas vou acompanhar o uso do 7805. Na proposta abaixo, Q2 e Q3 formam um limitador de corrente clássico, Q4 é opcional e aproveita a polarização de Q3 para sinalizar que a limitação foi ativada. O circuito regulador de tensão com R1 de 3R limita em 0,5A a corrente sobre o 7805 e transfere o excedente para o TIP42.

 

Desculpa a ignorância, mas este circuito conta com proteção para curto-circuito?

Desde já, agradeço a atenção!

[Sérgio Lembo]

Antes de mais nada, o quê você entende por proteção contra curto?  Não existe proteção contra curto, bola de cristal só funciona em livro infantil. O que se tem é limitação do efeito de corrente descontrolada, o que de forma prática se configura como um limitador de corrente.

10 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

Q2 e Q3 formam um limitador de corrente clássico

 

adicionado 3 minutos depois

Como função acessória, alguns circuitos, ao detectar o curto desligam a fonte que para rearme necessita de um comando de reset. Q4 ao ser ativado (faz o led acender) já é um sinal que pode ser utilizado para a construção do acessório.

[ZzzLucaszzZ]

Em 13/06/2018 às 22:12, Sérgio Lembo disse:

Antes de mais nada, o quê você entende por proteção contra curto?  Não existe proteção contra curto, bola de cristal só funciona em livro infantil. O que se tem é limitação do efeito de corrente descontrolada, o que de forma prática se configura como um limitador de corrente.

 

adicionado 3 minutos depois

Como função acessória, alguns circuitos, ao detectar o curto desligam a fonte que para rearme necessita de um comando de reset. Q4 ao ser ativado (faz o led acender) já é um sinal que pode ser utilizado para a construção do acessório.

Entendo. O problema é que este é um trabalho de faculdade e o nosso professou nos orientou a fazer a "proteção de curto" baseada na limitação de sobrecorrente do LM78XX, porém estamos encontrando problemas tanto na simulação quanto na prática. Poderia nos orientar em como fazer algo funcional baseado nesta limitação de sobrecorrente do LM78XX ??

[Sérgio Lembo]

 

Em 12/06/2018 às 23:53, ZzzLucaszzZ disse:

Afinal de contas, esse corte para sobre-corrente do LM7805 só acontece na prática ou na simulação deveria acontecer também???

Se o componente é para 1A, espera-se que ele deixe passar 1A. Isso significa que a proteção atuará após 1A. O seu circuito original, cópia da sugestão do datasheet da Fairchild demonstra de forma clara o resultado. Simulaste uma fonte de 2A e a corrente de curto ficou em 2,18A, tá perfeito isso. Caso deseje algo de precisão vai precisar fazer melhor que isso, o que inclui usar uma proteção externa. Nem mesmo a minha sugestão oferece uma regulação de tensão com precisa limitação de corrente, é circuito de baixo custo que protege bem mas sem pretensões de precisão. A tal de precisão vai passar pelo uso de referências de precisão e tudo mais de precisão também. Não se consegue uma Ferrari ao custo de 1 Fusca, sorry.