el circuito Hot Swap de 48V bloquea la tensión inversa de la batería

Los controladores de intercambio en caliente protegen contra la corriente de entrada y los cortocircuitos, pero la instalación de baterías invertidas es otra cuestión. En las aplicaciones de la central, los diodos OR bloquean las tensiones de entrada invertidas. En los sistemas con una sola fuente de alimentación, los diodos OR se vuelven innecesarios; aunque se puede conservar un solo diodo para las condiciones inversas, su pérdida de caída hacia delante supone una penalización importante.

El circuito mostrado en la figura 1 elimina la pérdida asociada a un diodo de bloqueo. El LT1641 y el Q1 se encargan de las conocidas tareas de bloqueo por subtensión, control de irrupción, protección contra cortocircuitos y reinicio del sistema, mientras que el Q2 y el Q3 se encargan de las situaciones de entrada inversa.

Figura 1: Circuito de intercambio en caliente protegido contra la tensión inversa del LT1641.

En condiciones de entrada positiva, el diodo del cuerpo de Q2 está polarizado hacia delante y la energía llega al LT1641 y a Q1, lo que les permite funcionar normalmente. Cuando el LT1641 recibe la orden de encenderse, GATE (pin 6) y R7 cargan lentamente C1, limitando la corriente de entrada a CCARGA. El LT1641 conmuta Q1 y Q2 al modo de mejora, lo que minimiza las pérdidas y elimina la caída en el cuerpo del diodo de Q2.

Q3 está incluido en el circuito que bloquea las entradas inversas, pero debe «salir del paso» en presencia de entradas positivas. Con una entrada positiva, el emisor de Q3 es atraído hacia arriba, impulsando su base a través de D2. Como la base es ligeramente negativa con respecto al emisor, Q3 se desconecta. Una pequeña corriente fluye a través de la resistencia R9 a tierra, pero no tiene importancia. Si el LT1641 está en estado de apagado, el GATE tira hacia abajo. La corriente fluye desde la unión colector-base polarizada hacia delante de Q3 hasta el pin GATE del LT1641, pero está limitada por R7. Cuando el LT1641 se enciende, el GATE se eleva por encima de la alimentación de entrada y la unión colector-base de Q3 adquiere un sesgo inverso. Q3 está apagado, por lo que no fluye ninguna corriente de colector y la salida GATE del LT1641 no está cargada por Q3.

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Si se aplica una polaridad de entrada inversa, Q3 se pone a trabajar y asegura que Q2 se mantenga apagado. Las entradas negativas tiran del emisor de Q3 por debajo de tierra. Q3 se enciende, polarizado por R9, y el colector cortocircuita efectivamente la puerta y la fuente de Q2. Con Q2 en estado de desconexión, no puede pasar corriente por RSlT1641 o Q1. El circuito puede soportar hasta -100V en estas condiciones. Por supuesto, una parte de la corriente de fuga fluye a través de Q2; es absorbida por D3.

Este circuito puede manejar pasos instantáneos de cero a ±75V. Como se ha indicado, la protección contra cortocircuitos limita la salida a 2,5 A. Q1, Q2 y RS puede escalarse para manejar cargas superiores a 1kW.

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