36 | octubre 2010 · Radio-Noticias · radio práctica

Por Fernando Marías

proteciónde los equipos· polaridad· sobretensiones· esquemas

radio práctica

Normalmente todos pensamos que los cables y equipos de la

estación, cuanto menos se muevan mejor. Pero, por pocas veces que

se haga, siempre llega el momento de hacer una limpieza general,

colocar los aparatos de otra manera que resulte más cómoda

o comprobar que todo el cableado se encuentra en perfectas

condiciones.

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Fuente Equipo

Aquí es cuando hay posibi-lidades de que cometamos un error en la instalación.

Lo mismo que sucede cuando se hace un montaje, se conecta un nuevo equipo a la alimentación... Los despistes se pueden cometer en cualquier momento, así que lo mejor es poner las condiciones para que las consecuencias sean evitables. Uno de los accidentes más co-munes es invertir la polaridad, ya sea porque sin darnos cuenta lleva-mos el positivo a la toma negativa, y al revés, o porque se desconoce si el + debe ir al centro del conector, o es ahí donde se tiene que enchufar el cable negro. La cuestión es que un error tan absurdo, que le ocurre a cualquiera, incluso a los más veteranos y manitas, provoca en muchos casos serios problemas en determinados componentes.

Inversión de polaridad

La verdad es que cada vez es más normal que los equipos y accesorios tengan su propia pro-tección, aun así, que levante la mano el que alguna vez no conectó directamente algún aparato con algún cable sin fusible o, una vez fundido éste, sustituyéndolo por

un pequeño puente. Veamos cuáles son los métodos existentes para proteger los ele-mentos de nuestra estación ante una inversión de polaridad. La forma más simple es mediante un único diodo (Figura 1), de modo que si llevamos el cable rojo a la conexión negativa y la negra a la positiva no llega la corriente. De todas formas, el diodo deberá tener capacidad para soportar la corriente directa que se necesita, aportando una caída de la tensión directa de unos 0,7 voltios en el caso de los diodos de silicio. Es una solución válida cuando se trata de aparatos que tienen un consu-mo bajo como medidores de ROE, vatímetros, portátiles en recepción y en general cualquier dispositivo que no supere 1 amperio y cuyos márgenes de tensión estén entre los 9 y los 12 voltios. Una mayor protección se logra si se emplea un puente de diodos (Figura 2), aunque la caída de tensión que provoca puede alcan-zar los 1,4 voltios para los diodos de silicio. Es posible utilizar cuatro 1N4001 (diodo que sería adecuado para el caso expuesto anteriormente) o un integrado de 1A. En todo caso, la masa de la protección no debe ir a la masa de la alimentación, lo que lo hace no utilizable en móvil.

FIGURA 1Protección con un diodo, es el modo más simple, apto para dispositivos con un consumo reducido.

Una tercera posibilidad es la de emplear un fusible y un diodo en paralelo (Figura 3). Si se produce la inversión de polaridad el diodo conduce y cortocircuita la ali-mentación, provocando la fusión

del fusible. En este caso no habrá caídas de tensión. Es el sistema más utilizado en los aparatos que encontramos en el comercio (sobre todo en emisoras) en los que ya se alcanzan varios amperios de con-

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FIGURA 2Protección con un puente de diodos. Puede producirse una importante caída de tensión.

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Fuente Equipo

sumo bajo una tensión próxima a los 12 voltios y cuya salida de potencia depende de la tensión de entrada, tal como podéis ver en las pruebas de potencia según tensión que hacemos en nuestros ensayos. El fusible debe ser del tipo de dos o tres veces la corriente nominal, mientras que el diodo debe poder soportar la corriente de cortocircuito durante el tiempo que tarde en saltar el fusible. La corriente máxima, también llama-da de punta, llega a alcanzar diez a

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Fuente Equipo

Fusible

FIGURA 3Si se produce la inversión de polaridad el diodo conduce y cortocircuita la alimentación, provocando la fusión del fusible.

veinte veces la nominal durante un tiempo inferior a un milisegundo. Para que el diodo cumpla su cometido debe ser de silicio y su corriente nominal muy superior a la del fusible.

Sobretensiones

Al menos tan frecuente como el caso anterior. Sucede cuando, bien por desconocimiento o por mero despiste, se aplica un excesivo

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Fuente Equipo

Fusible

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FIGURA 4La protección crow-bar contra sobre-tensiones es muy habitual en las fuentes de alimentación que se encuentran en el comercio

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Fuente Equipo

Fusible

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FIGURA 5Similar a la Figura 4, pero en este caso se conjuga la protección contra inversiones de polaridad y la protección contra sobre-tensiones.

voltaje a un dispositivo, algo que es fácil que ocurra con los portátiles, receptores, CD, repetidores tipo loro, PMR446 y en general con cualquier aparato cuya tensión de funcionamiento sea inferior a los 12 voltios cuando se los alimenta a través de una fuente. También puede existir un problema de sobretensión cuando se alimenta

un equipo con un adaptador de co-rriente. Hay que prestar atención a la salida real de voltaje de estos adaptadores porque en el mercado nos podemos encontrar de todo, los hay del tipo «todo a un euro» que dan prácticamente siempre la misma tensión aunque se modifi-que en el selector, los hay que la variación es muy pequeña y los hay

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Tiristores

positivo o negativo

que funcionan bastante bien. En todo caso es muy conveniente an-tes de alimentar cualquier aparato con un adaptador comprobar el voltaje real que dan ya que suelen ser fuente de numerosas averías. En radio hay muchos aparatos y accesorios que funcionan a una tensión próxima de la máxima admisible, por ejemplo los tran-sistores usados en transmisión a 12 voltios y cuya tensión máxima colector-emisor tiene su límite entre 16 y 20 voltios. Desde el momento en que por un fallo en el alimentador, por ejemplo debido a un cortocircuito (lo que duplica el voltaje de salida) la tensión sobrepasa esa barrera, tendremos ya otro problema. Para evitar estas consecuencias se utiliza un circuito llamado crow-bar (Figura 4),muy frecuente en las fuentes de alimentación que todos empleáis en vuestras estaciones. El fusible y el tiristor están dimensionados igual que si se

tratase de una protección contra la inversión de polaridad en la que se utiliza diodo y fusible (que vimos anteriormente). La tensión Zener del diodo Z es el que establece el umbral de apertura del sistema. Cuando el nivel se alcanza, Z conduce a través de la resistencia R. La tensión en los bornes de R aplicada al gatillo del tiristor dispara éste, comportándose como un cortocircuito durante la fusión de F.

Más protección

Para un nivel de protección de 15 voltios, Vz=15 voltios/0,4 W y R=1 KΩ. R es una resistencia de fuga que sirve para mantener el potencial del gatillo del tiristor en 0 voltios en ausencia de sobretensión. En las fuentes que emplean el circuito crow-bar, el fusible es sustituido por un disyuntor electrónico colocado delante de la regulación.

El tiristor es un semiconductor unidireccio-nal (la corriente circula en un único sentido) de cuatro capas que se utiliza normalmente para controlar la potencia eléctrica. Utiliza realimentación interna para conmutar. Sus semiconductores pueden actuar, en base a su propia naturaleza, como aislantes o como conductores, en función de la temperatura que alcancen, por lo que adquieren el carácter de interruptores o conmutadores. Tienen tres terminales, puerta, ánodo y cátodo, con uniones PNPN, por lo que pueden tener el formato PNP y NPN como si se tratasen de dos transistores normales, de ahí que se diga que tra-bajan con tensión realimentada. La puerta controla la conducción entre ánodo y cátodo. Cuando se activa el tiristor pasa a comportarse como un diodo de conducción y deja de haber control sobre el dispositivo. Por el contrario, si se reduce la corriente directa del ánodo por debajo de cierto nivel (llamado corriente de mantenimiento), pasa a estado de bloqueo.

Cuando el sistema de protec-ción que acabamos de ver se utiliza entre la alimentación y el equipo a proteger puede com-pletarse con el diodo D (Figura 5), se obtiene así una protección doble ya que lo es contra las so-bretensiones y también contra las inversiones de polaridad. Hay que tener en cuenta que no hay posibilidad de sustituir el fusible o el tiristor por un relé electromecánico ya que la eficacia de la protección es inversamente proporcional al tiempo de res-

La conexión de un equipo a una fuente de alimentación es algo que se hace mecánicamente. Todos sabemos que hay dos cables, uno va al positivo y otro al negativo, pero lo que generalmente no hacemos es res-petar el orden en que ambos deben enchufarse. En primer lugar hay que colocar el negativo, ya sea cuando se hace la instalación en el coche o en cualquier otra fuente de electricidad, porque nuestro cuerpo es un buen conductor, de manera que si conectamos primero el positivo y tocamos accidentalmente la masa (con la mano o con un objeto metálico) o una superficie húmeda corremos el riesgo de electrocución.

puesta. Aquí tenéis algunas ideas para proteger vuestros aparatos en función del consumo de los mis-mos y del objetivo que se quiera alcanzar, inversiones de polaridad, sobretensiones o ambas cosas a la vez. De cualquier forma no olvidéis nunca que cualquier dis-positivo, sea cual sea su consumo y el nivel de protección que le hayamos proporcionado, debe llevar un fusible en serie con la alimentación y el suficiente am-peraje.

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