Tipos de fusibles en sus diferentes configuraciones

Protecciones contra corriente

Los convertidores de potencia pueden provocar cortos circuitos o fallas y las corrientes resultantes deber�n eliminarse con rapidez. Normalmente se utilizan fusibles de acci�n r�pida a fin de proteger los dispositivos semiconductores. Conforme aumenta la corriente de falla, el fusible se abre y elimina el problema en unos cuantos milisegundos.

Empleo de fusibles

Los dispositivos semiconductores pueden protegerse si se selecciona cuidadosamente la localizaci�n de los fusibles como se muestra en los siguientes circuitos:

Protecci�n de dispositivos de Potencia

Sin embargo, los fabricantes de fusibles recomiendan que se coloque el fusible en serie con cada uno de los dispositivos, tal y como en la figura 1. La protecci�n individual que permite una mejor coordinaci�n entre el dispositivo y su fusible tambi�n proporciona una utilizaci�n superior de las capacitanc�as del dispositivo y protege del corto a trav�s de fallas. Como en el circuito de la figura 1(a).

Cuando se eleva la corriente de falla tambi�n se eleva la temperatura del fusible hasta que t = tm tiempo en el cual el fusible se funde y se desarrollan arcos a trav�s del mismo. En raz�n del arco, aumenta la impedancia del fusible, produciendo por lo tanto la corriente. Sin embargo, se forma un voltaje de arqueo a trav�s del fusible. El calor generado vaporiza el elemento fusible, lo que da como resultado una longitud de arco mayor y una reducci�n aun m�s grande de la corriente. El efecto acumulado es la extinci�n del arco en un tiempo muy corto. Cuando el arco esta terminado en el tiempo ta la falla se ha liberado. Mientras m�s aprisa se libere el fusible, mas alto ser� el voltaje de arco.

El tiempo de liberaci�n tc es la suma del tiempo de fusi�n tm y el tiempo del arco ta*tm depende de la corriente de carga, en tanto que ta depende del factor de potencia o de los par�metros e los circuitos de falla. El problema normalmente queda superado despu�s de que la corriente de falla llega a su primer pico. Esta corriente de falla, que podr�a haberse elevado si no existiera fusible, se denomina corriente de falla posible. Lo anterior se muestra aqu�:

corriente del fusible

Al seleccionar un fusible es necesario estimar la corriente de falla y a continuaci�n satisfacer los requisitos siguientes:

1.-El fusible debe conducir en forma continua la corriente de especificaci�n del dispositivo.

2.-El valor i t permitido del fusible antes de que se libere la corriente de falla debe ser menor que el i t del dispositivo protegido.

3.-El fusible debe ser capaz de soportar el voltaje despu�s de la extinci�n del arco.

4.-El voltaje de arco en su valor pico debe ser menor que la especificaci�n de voltaje pico del dispositivo.

En algunas aplicaciones puede ser necesario a�adir una inductancia en serie, a fin de limitar el di/dt de la corriente de falla, y evitar un esfuerzo di/dt excesivo sobre el dispositivo y su fusible. Sin embargo, esta inductancia puede afectar el rendimiento normal del convertidor.

Los fusibles de acci�n r�pida pueden No ser apropiados para la protecci�n de los transistores bipolares bajo condiciones de falla.

Los transistores pueden protegerse mediante un circuito crowbar, tal y como se muestra en la figura de abajo:

circuito crowbar

Un crowbar se utiliza para la protecci�n de circuitos o de equipo bajo condiciones de falla, en las que la cantidad de energ�a involucrada resulta demasiada alta y no se puede utilizar los circuitos normales de protecci�n. Un crowbar esta formado por un tiristor con un circuito de disparo sensible al voltaje o a la corriente. El tiristor crowbar se coloca a trav�s del circuito del convertidor a proteger. Si se detectan condiciones de falla y el tiristor crowbar Tc se dispara, se crea un cortocircuito virtual que hace que el eslab�n fusible F1, se funda liberando por lo tanto al convertidor de cualquier sobrecorriente.

Los fusibles adecuados para la protecci�n de dispositivos semiconductores de alta potencia son: �

• Fusible semiconductor Serie T350 de 290v/175-450 a rms.
• Fusible semiconductor Serie TT350 de 290v/400-900 a rms