Proteção de Ligação Fonte em Paralelo com
Desacoplamento por Diodo
Algumas vezes em nossas instalações temos a necessidade de realizar montagens de fontes de alimentação redundante e ou em paralelo para atender as necessidade dos sistema. Neste caso recomenda-se que as fontes sejam desacopladas, uma das formas simples para fazer uso de módulos de diodo porque esses módulos permite que as fontes sejam 100% desacopladas.
Esse tipo de proteção com diodo é de fundamental importância para fonte de alimentação CC porque o suprimento de energia é uma parte crítica de um sistema de controle. A falha na fonte de alimentação pode levar ao encerramento do processo, resultando em perda considerável para a produção.
Para evitar desligamentos não planejados, os usuários geralmente usam fontes de alimentação redundantes, ou seja, fontes de alimentação com suas saídas conectadas em paralelo, onde, se uma fonte falhar, há fontes de alimentação restantes suficientes para fornecer a corrente de carga necessária.
Módulos de Desacoplamento de diodo
Fontes de alimentação redundantes também podem ser usadas para aumentar a capacidade de corrente – nesse caso, a preocupação é menos com paradas não planejadas, mas o fato de uma fonte não poder fornecer a corrente de carga necessária.
Para fornecimento de maior capacidade de corrente, fontes de alimentação com “compartilhamento de carga ativo” são preferidas. Isso envolve que as fontes de alimentação se comuniquem e ajustem suas tensões de saída para que cada fonte ofereça a mesma corrente.
Se dois suprimentos forem usados, cada um fornecerá metade da corrente necessária. Se três suprimentos forem usados, cada um fornece um terço da corrente total necessária.
Sem o compartilhamento de carga ativa, cada fonte de alimentação deve ser ajustada para que suas tensões de saída sejam idênticas, elas devem ser mantidas à mesma temperatura ambiente e a fiação entre cada fonte de alimentação e o ponto comum deve ter comprimentos iguais – todas as condições difíceis de manter.
Independentemente do motivo do uso de fontes de alimentação redundantes, é prática comum fornecer proteção de diodo em série com a saída de cada fonte de alimentação, para que uma fonte de alimentação com falha não consiga extrair corrente de nenhuma fonte de alimentação em operação.
Se houver um curto-circuito na saída de uma fonte de alimentação, a unidade será desligada, mas também poderá causar um curto-circuito em qualquer fonte de alimentação conectada em paralelo, causando o desligamento também.
Um diodo na saída de cada suprimento impede que isso aconteça.
O uso de diodos para isolar fontes de alimentação, geralmente chamados de “diodos em Anel”, tem a desvantagem de aumentar a dissipação de energia no gabinete de controle.
Um diodo típico reduz a tensão 0,7V ao conduzir uma corrente. Isso significa 0,7 W por ampere de corrente de carga. Se duas fontes de alimentação redundantes estiverem fornecendo um total de 10A, os diodos dissiparão 7W no gabinete. O uso de diodos Schottky pode reduzir a dissipação de energia para aproximadamente 4W.
De qualquer forma, essa dissipação de energia é indesejada e aumenta a temperatura ambiente dentro do gabinete. Às vezes, os retificadores de ponte são usados por serem relativamente baratos, projetados para dissipação de alta potência e podem ser montados diretamente na parede do gabinete, de modo que o gabinete atue como um dissipador de calor.
A confiabilidade é uma preocupação (ou deveria ser) ao usar os diodos em Anel. Se um diodo falhar em um estado de curto-circuito, não há proteção e a tensão dessa fonte parece aumentar em 0,7V.
A menos que o compartilhamento de carga ativo seja usado, o suprimento pode tentar fornecer a corrente total de carga. Se as fontes de alimentação estiverem conectadas em paralelo para aumentar a capacidade de corrente, a fonte poderá entrar em uma condição de sobrecorrente e desligar.
Se um dos diodos Anel falhar em um estado de circuito aberto, não haverá mais redundância e poderá ocorrer um desligamento da fonte de alimentação restante.
Uma opção é usar um circuito de diodo ativo. Estes são baseados no uso de um MOSFET, com circuitos adicionais, no lugar do diodo. Os MOSFET têm a vantagem de uma resistência no estado muito baixa, o que significa que a dissipação de energia é reduzida significativamente.
Por exemplo, em 10A, um diodo dissipará 7W, enquanto o circuito de diodo ativo baseado em MOSFET pode dissipar apenas 0,4W. Obviamente, isso produz uma temperatura ambiente mais baixa dentro do gabinete e também oferece maior confiabilidade.
Referências :
www.instrumentationtools.com
https://www.dicasdeinstrumentacao.com/o-que-e-namur-ne-43/