Funcionamiento del circuito de diodos de protección y su aplicación

En general, los circuitos eléctricos y electrónicos pueden realizarse con numerosos componentes eléctricos y electrónicos, como resistencias, diodos, condensadores, transistores, CI (circuitos integrados), tiristores, transformadores, etc. Desde la fase de diseño o producción, los diodos se utilizan en diversas aplicaciones. Existen diferentes tipos de diodos según sus especificaciones, características y aplicaciones, como los diodos de unión P-N, los varactores, los Zener, los fotosensibles, los fotodiodos y los de protección, etc. Para comprender mejor este concepto, este artículo ofrece una visión general de lo que es un diodo de protección, cómo funciona el circuito de diodos de protección y sus aplicaciones.

¿Qué es un diodo de protección?

Un diodo de protección se utiliza en cualquier circuito que permita que la corriente fluya en dirección de avance porque la corriente no fluirá en dirección de retroceso. Protege los componentes que reaccionan a la corriente que fluye a través de ellos en la dirección equivocada.

Circuito de diodos de protección

A continuación se muestra un diodo de protección utilizado en un circuito. El siguiente circuito está construido con un diodo de protección para proteger el circuito. Por ejemplo, el siguiente diseño utiliza un diodo de protección conectado en serie con un diodo emisor de luz. Un LED es bastante sensible a la corriente inversa. Sólo puede absorber una determinada cantidad de corriente en la dirección equivocada. Si pasa suficiente tensión inversa por el LED, se rompe y permite que la corriente fluya en sentido inverso, lo que puede dañar permanentemente el LED.

El siguiente circuito muestra cómo un diodo de protección deja pasar la corriente en dirección de avance y bloquea el flujo de corriente en dirección inversa. Esto permite proteger los dispositivos de un circuito que podrían resultar dañados por el flujo de corriente inversa. Aunque el siguiente circuito proporciona protección a través de un diodo, hay otra forma de utilizar este diodo de protección en un circuito. El siguiente circuito es un diodo de protección utilizado en un circuito.

Para garantizar la seguridad de un componente en un circuito, normalmente se coloca un diodo de protección en polarización inversa en paralelo con el otro componente. Siempre que se coloca un diodo en paralelo con el componente que debe protegerse en la polarización inversa, si el flujo de corriente a través del circuito se invierte, la corriente pasa a través del diodo, dando la vuelta al motor. En el caso de grandes cantidades de corriente, puede seguir fluyendo algo de corriente por el motor, pero se dividirá entre el diodo y el motor. Por lo tanto, toda la corriente no pasará por el motor, como lo haría si no hubiera un diodo.

El circuito completo con el diodo de polarización inversa funciona mejor que el circuito anterior porque, en la primera disposición, el diodo consume energía. Si el diodo es de silicio, suele consumir unos 0,7 V. Con esta disposición, el diodo sólo consume corriente en caso de corriente inversa. Otra razón para construirlo así es que los límites de un diodo se invierten. En el primer circuito con flujo de corriente inversa, el diodo está conectado en polaridad inversa. El flujo de corriente no alcanzará el pico de tensión inversa del diodo. Esta tensión es la máxima que puede soportar un diodo de protección en su terminal catódico.

Cualquier tensión distinta a ésta hará que el diodo se rompa y fluya la corriente. Por ejemplo, con un diodo 1N4001, el pico de tensión inversa que puede soportar es de 50V. Por lo tanto, si la tensión supera los 50 V en el cátodo fatal, el diodo se romperá y se conducirá la corriente. Este es el circuito de control del primer diodo de protección. Con el segundo diseño, en cambio, no hay control, porque el diodo de protección está polarizado hacia delante con corriente inversa. Por lo tanto, nunca llegará a un punto de ruptura con esta configuración. Por tanto, esta configuración con un diodo en polarización inversa en paralelo con el elemento a proteger es mejor en diseño y una versión superior de un circuito de diodos de protección.

Aplicaciones de los diodos de protección

Los diodos de protección se utilizan con los relés para proteger los circuitos integrados y los transistores del cortocircuito de alta tensión que se genera cuando se desconecta la bobina del relé.

Diodos de protección para relés

El siguiente circuito representa la mejor aplicación de un diodo de protección en el que el diodo se conecta a la bobina del relé. En el siguiente circuito, el diodo está conectado en sentido inverso. Por lo tanto, en general, no conducirá. La conducción sólo se produce cuando la bobina del relé está desconectada, porque en ese momento la corriente intenta seguir fluyendo por la bobina del relé y se desvía de forma segura a través del diodo de protección. Sin este diodo, no hay flujo de corriente y la bobina del relé produciría un dañino "pico" de alta tensión en un intento de mantener el flujo de corriente.

Existen varios tipos de diodos de protección; la corriente máxima y la tensión inversa máxima de estos diodos son

• El diodo IN4001 tiene una corriente máxima de 1A y una tensión inversa máxima de 50V
• El diodo IN4002 tiene una corriente máxima de 1A y una tensión inversa máxima de 100V
• El diodo IN4007 tiene una corriente máxima de 1A y una tensión inversa máxima de 1000V
• El diodo IN4001 tiene una corriente máxima de 3A y una tensión inversa máxima de 100V
• El diodo IN4008 tiene una corriente máxima de 3A y una tensión inversa máxima de 1000V

Por ello, este artículo explica el funcionamiento del circuito de diodos de protección y sus aplicaciones. Esperamos que entiendas mejor este concepto. Además, si tienes alguna duda sobre este concepto o sobre los proyectos eléctricos y electrónicos, aporta tus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios más abajo. Aquí tienes una pregunta: ¿cuál es la función principal del diodo de protección?