Crowbar (circuit) (original) (raw)
Un crowbar o circuito crowbar è un dispositivo che serve a proteggere un circuito elettronico dai danni causati da pericolose sovratensioni dovuti a guasti del suo alimentatore od a disturbi di elevata potenza.
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| dbo:abstract | Eine Klemmschaltung (engl. Crowbar) ist eine elektronische Schaltung, die als Schutz vor Überspannung vor allem in Gleichstromversorgungen niedriger Spannung eingesetzt wird. Dabei wird bei Erreichen einer bestimmten Spannung die Versorgungsspannung kurzgeschlossen, so dass als Folge eine Sicherung auslösen kann und die Stromversorgung unterbricht. Crowbars dienen vor allem dem Schutz teurer Baugruppen, deren Betriebsspannung eng toleriert ist (z. B. 5-Volt-Versorgung von Digitalschaltungen), vor einem Versagen der Spannungsregelung in der Stromversorgung. Die Auslösezeit liegt im Bereich von Mikrosekunden, was aufgrund der meist großen Stütz-Kondensatoren ausreichend kurz ist. Die Klemmschaltung hat als Schaltelement einen Thyristor oder Triac, der mit seinen beiden Hauptanschlüssen direkt an die Versorgungsspannung geschaltet ist. Bei Erreichen eines kritischen Überspannungsniveaus wird er über das Gate mittels einer Auslöseschaltung gezündet und schließt die Versorgungsspannung kurz. Der als Folge auftretende Kurzschlussstrom löst oft eine Schmelzsicherung in der Zuleitung aus und die Stromversorgung wird dauerhaft unterbrochen. Diese Schmelzsicherung muss schnell genug auslösen, um Schaden am Thyristor zu vermeiden, bzw. das Grenzlastintegral der Sicherung muss geringer sein als dasjenige des Thyristors. Das ist oft nicht zu erreichen bzw. eine solche Sicherung wäre teuer. Bei nicht strombegrenzenden Netzteilen dient sie daher vorrangig zur Brandverhütung und weniger dem Schutz des Thyristors. Der Thyristor ist beim Ansprechen einer hohen Belastung ausgesetzt, da wegen der Stützkondensatoren kurzzeitig ein sehr hoher Strom fließt. Dessen Grenzlastintegral darf hierdurch nicht überschritten werden. Auch der schnelle Anstieg dieses Stromes kann den Thyristor gefährden, da nach dem Zünden zunächst nicht die gesamte Chipfläche am Stromfluss beteiligt ist. Um den Thyristor möglichst schnell zu zünden, wird ein steiler Stromanstieg des Zündstromes am Gate sowie ein mehrfach höherer Zündstrom als der Mindestwert empfohlen. Der Unterschied zu einem Überspannungsschutz aus Suppressordioden, Gasableitern oder Varistoren besteht darin, dass wesentlich engere Toleranzen eingehalten werden und der Schutzpegel sehr nahe an der Nenn-Betriebsspannung liegen kann. Der Schutz von empfindlichen Logikschaltungen vor „Durchgehen“ des Netzteiles ist mit Überspannungsschutz-Bauelementen kaum möglich. Der Spannungsabfall und somit die Verlustleistung am Thyristor ist darüber hinaus bei der Crowbar geringer, weshalb bei entsprechender Auslegung auch ohne Sicherung ein Dauerkurzschluss ertragen wird. Solche Klemmschaltungen werden kaum in Verbindung mit selbstrückstellenden Sicherungen (PTC-Sicherungen) eingesetzt. In PC-Netzteilen führt ein Ansprechen der Klemmschaltung auf der 5-V-Schiene meist nicht zum Auslösen der netzseitigen Schmelzsicherung. Das Netzteil verbleibt oft im Kurzschluss-Zustand, bis es ausgeschaltet wird. Bei neuerlichem Einschalten des Netzteils ist der Thyristor zunächst gelöscht, zündet aber bei Überspannung sofort wieder. PC-Netzteile mit geringer oder ungleich verteilter Last können die Klemmschaltung auslösen – viele Modelle benötigen eine Mindestlast, um die Spannungstoleranz einzuhalten. (de) A crowbar circuit is an electrical circuit used for preventing an overvoltage or surge condition of a power supply unit from damaging the circuits attached to the power supply. It operates by putting a short circuit or low resistance path across the voltage output (Vo), like dropping a crowbar across the output terminals of the power supply. Crowbar circuits are frequently implemented using a thyristor, TRIAC, trisil or thyratron as the shorting device. Once triggered, they depend on the current-limiting circuitry of the power supply or, if that fails, the blowing of the line fuse or tripping the circuit breaker. An example crowbar circuit is shown to the right. This particular circuit uses an LM431 adjustable zener regulator to control the gate of the TRIAC. The resistor divider of R1 and R2 provide the reference voltage for the LM431. The divider is set so that during normal operating conditions, the voltage across R2 is slightly lower than VREF of the LM431. Since this voltage is below the minimum reference voltage of the LM431, it remains off and very little current is conducted through the LM431. If the cathode resistor is sized accordingly, very little voltage will be dropped across it and the TRIAC gate terminal will be essentially at the same potential as MT1, keeping the TRIAC off. If the supply voltage increases, the voltage across R2 will exceed VREF and the LM431 cathode will begin to draw current. The voltage at the gate terminal will be pulled down, exceeding the gate trigger voltage of the TRIAC and latching it on. (en) Una protección crowbar o circuito crowbar es un circuito eléctrico usado para prevenir una condición de sobrevoltaje de una fuente de alimentación que podría dañar el circuito conectado a ésta. Esta protección opera colocando un cortocircuito a través de la fuente de voltaje, como si se lanzara una crowbar a través de los terminales de salida de la fuente de alimentación. Los circuitos crowbar son frecuentemente implementados usando un tiristor (también llamado SCR) como dispositivo de cortocircuito. Una vez disparados, ellos dependen del circuito limitador de corriente de la fuente de alimentación, o si esto falla, de que se funda el fusible. Un circuito crowbar es distinto de un en que, una vez disparado, éste reduce el voltaje por debajo del nivel de disparo, usualmente próximo a tierra. Un enclavamiento previene que el voltaje exceda un nivel preestablecido. Sin embargo una protección crowbar no retornará a la operación normal cuando la condición de sobrevoltaje sea subsanada, la alimentación debe ser eliminada por completo para detener la conducción del SCR. La ventaja del circuito crowbar sobre la del de enclavamiento es que al mantener el voltaje bajo le permite manejar corrientes de falla más altas sin disipar demasiada potencia, que de otra forma causaría sobrecalentamientos. * Datos: Q478637 * Multimedia: Crowbar circuits / Q478637 (es) Un crowbar o circuito crowbar è un dispositivo che serve a proteggere un circuito elettronico dai danni causati da pericolose sovratensioni dovuti a guasti del suo alimentatore od a disturbi di elevata potenza. (it) Um circuito crowbar, ou "pé-de-cabra" é um circuito elétrico usado para evitar que uma condição de sobretensão ou surto de uma fonte de alimentação danifique os circuitos conectados à fonte. Ele opera causando um curto-circuito ou caminho de baixa resistência na saída de tensão (Vo), como soltar um pé-de-cabra nos terminais de saída da fonte de alimentação. Os circuitos Crowbar são frequentemente implementados usando um tiristor, TRIAC, trisil ou tiratron como dispositivo de curto. Uma vez acionados, eles dependem do circuito limitador de corrente da fonte de alimentação ou, em caso de falha, da queima do fusível da linha ou do disparo do disjuntor. Um exemplo de circuito de crowbar é mostrado à direita. Este circuito em particular usa um regulador zener ajustável LM431 para controlar a porta do TRIAC. O divisor de tensão de R 1 e R 2 fornece a tensão de referência para o LM431. O divisor é ajustado de forma que durante as condições normais de operação, a tensão em R 2 seja ligeiramente menor que VREF do LM431. Como esta tensão está abaixo da tensão mínima de referência do LM431, ela permanece desligada e muito pouca corrente é conduzida através do LM431. Se o resistor de cátodo for dimensionado de acordo, muito pouca tensão cairá sobre ele e o terminal da porta TRIAC estará essencialmente no mesmo potencial que o MT1, mantendo o TRIAC desligado. Se a tensão de alimentação aumentar, a tensão em R2 excederá VREF e o cátodo do LM431 começará a consumir corrente. A tensão no terminal da porta será reduzida, excedendo a tensão de disparo da porta do TRIAC e travando-o. (pt) |
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