Amortiguador

Un simple amortiguador RC utiliza una pequeña resistencia (R) en serie con un pequeño condensador (C). ^{[ 1 ]} Esta combinación se puede utilizar para suprimir el rápido aumento de voltaje a través de un tiristor , evitando el encendido erróneo del tiristor; lo hace limitando la velocidad de aumento del voltaje (${\displaystyle dV/dt}$) a través del tiristor a un valor que no lo active. Un amortiguador RC diseñado adecuadamente puede usarse con cargas de CC o CA. Este tipo de amortiguador se usa comúnmente con cargas inductivas como motores eléctricos . El voltaje a través de un condensador no puede cambiar instantáneamente, por lo que una corriente transitoria decreciente fluirá a través de él durante una fracción de segundo, lo que permite que el voltaje a través del interruptor aumente más lentamente cuando el interruptor se abre. La determinación de la tensión nominal puede ser difícil debido a la naturaleza de las formas de onda transitorias , y puede definirse simplemente por la potencia nominal de los componentes del amortiguador y la aplicación. Los amortiguadores RC pueden hacerse discretos y también se construyen como un solo componente (ver también celda Boucherot ).

Cuando la corriente que fluye es CC, a menudo se emplea un diodo rectificador simple como amortiguador. ^{[ 2 ]} El diodo amortiguador se conecta en paralelo con una carga inductiva (como la bobina de un relé o un motor eléctrico ). El diodo se instala de manera que no conduzca en condiciones normales. Cuando se interrumpe la corriente de excitación externa, la corriente del inductor fluye a través del diodo. La energía almacenada en el inductor se disipa gradualmente debido a la caída de tensión del diodo y la resistencia del propio inductor. Una desventaja de usar un diodo rectificador simple como amortiguador es que el diodo permite que la corriente continúe fluyendo durante un tiempo, lo que provoca que el inductor permanezca activo un poco más de lo deseado. Cuando se utiliza un amortiguador de este tipo en un relé, este efecto puede causar un retraso significativo en la desconexión del actuador.

El diodo debe entrar inmediatamente en modo de conducción directa al interrumpirse la corriente de excitación. La mayoría de los diodos comunes, incluso los diodos de silicio de potencia "lentos" , pueden activarse muy rápidamente, ^{[ 3 ]} en contraste con su lento tiempo de recuperación inversa . Esto es suficiente para amortiguar dispositivos electromecánicos como relés y motores.

En casos de alta velocidad, donde la conmutación es más rápida que 10 nanosegundos , como en ciertos reguladores de potencia conmutados , pueden ser necesarios diodos "rápidos", "ultrarápidos" o Schottky . ^{[ 4 ]}

Los diseños más sofisticados utilizan un diodo con una red RC. ^{[ 5 ]}

En algunos circuitos de corriente continua (CC) se utiliza un varistor fabricado con óxido metálico económico, denominado varistor de óxido metálico (MOV) .

Pueden ser unipolares o bipolares, como dos diodos Zener de silicio en serie inversa , pero tienden a desgastarse después de aproximadamente una docena de julios de absorción de energía nominal máxima, como la protección contra rayos, pero son adecuados para energías más bajas.

Ahora, con una menor resistencia en serie (Rs) en los semiconductores , generalmente se les llama supresores de voltaje transitorio (TVS) o dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) .

En lugar del simple diodo, se pueden utilizar supresores de tensión transitoria (TVS) . La sujeción del diodo de la bobina hace que el relé se apague más lentamente (${\displaystyle T=L/R}$) y, por lo tanto, aumenta el arco de contacto si hay una carga de motor que también necesita un amortiguador. El diodo de sujeción funciona bien para detener un motor unidireccional por inercia, pero para motores bidireccionales se utiliza un TVS bipolar.

Un diodo TVS tipo Zener de mayor voltaje puede hacer que el relé se abra más rápido que con un simple diodo rectificador, ya que la resistencia R es mayor mientras el voltaje aumenta hasta el nivel de limitación. Un diodo Zener conectado a tierra protege contra transitorios positivos que superan el voltaje de ruptura del Zener y contra transitorios negativos mayores que la caída de tensión directa normal del diodo.

Los diodos de supresión de tensión transitoria son como rectificadores controlados de silicio (SCR) que se activan por sobretensión y luego actúan como transistores Darlington para lograr una menor caída de tensión durante un período de tiempo más prolongado.

En los circuitos de corriente alterna no se puede utilizar un circuito de amortiguación con diodo rectificador ; si un circuito de amortiguación RC simple no es suficiente, se debe utilizar un diseño de circuito de amortiguación bidireccional más complejo.