Elección del vataje para la bombilla de filamento limitadora de corriente

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Estoy construyendo una caja de prototipos / placa de pruebas con circuitos completos para circuitos de audio y me gustaría incluir una bombilla limitadora de corriente que estará en el circuito cuando aplique energía a la caja y luego puedo apagarla si todo parece estar bien. Me pregunto cómo puedo calcular una bombilla de vatiaje adecuada para usar.

Hay cuatro componentes principales para mi plataforma de creación de prototipos, dos fuentes de alimentación y dos circuitos:

  • Una fuente de alimentación lineal de +/- 12V que alimenta el tablero y qué Siempre hay un circuito en él que no excederá de 100 mA (si todo está conectado correctamente)
  • Una fuente de alimentación lineal de + 15V que alimenta un amplificador de audio de 2.5W

Dicho esto, ¿cómo puedo calcular la potencia en vatios de una bombilla que limitará la corriente suficiente para evitar daños en los componentes y aún así permitir que todo se encienda en estado inactivo?

    
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La ventaja de una bombilla incandescente sobre una resistencia es que su resistencia al frío es aproximadamente 10 veces menor que cuando se ilumina hasta alcanzar el brillo normal. Por lo tanto, puede elegir un vataje que limite la corriente de cortocircuito a un valor seguro, sin una caída de voltaje excesiva a corrientes más bajas. Además, dado que el filamento tarda un tiempo en calentarse y aumentar la resistencia, los picos de corriente de corta duración causan una caída de voltaje mucho menor.

Debería elegir una lámpara con un índice de voltaje cercano al voltaje de la fuente de alimentación (un poco más bajo no dañará) y el vataje que proporciona una corriente de cortocircuito aceptable. Potencia = voltios x amperios, por lo que si desea limitar un suministro de 12 V a 0,5 A, necesitará una lámpara de 12 V 6W.

La corriente de funcionamiento normal máxima se determinará por la cantidad de caída de voltaje aceptable. Esto es difícil de calcular porque el cambio en la resistencia de la lámpara con la corriente es muy no lineal. Una lámpara de festón de 12 V y 15 W que probé tenía una resistencia de 0,9 ohmios cuando estaba fría y 9,8 ohmios a máxima luminosidad. A 0.3A (24% del consumo de corriente nominal de la bombilla) el voltaje de salida se redujo de 12.0V a 11.5V. Aquí hay un gráfico que muestra el voltaje de salida frente a la corriente de mi lámpara en comparación con el uso de una resistencia de 10 ohmios.

Lalimitacióndecorriente"suave" que proporciona una lámpara es buena para protegerse contra cortocircuitos continuos sin afectar el funcionamiento normal, pero no protegerá los componentes electrónicos sensibles que no pueden soportar subidas de corriente cortas o ligeramente más altas que la corriente de funcionamiento normal.

Si necesita un límite de corriente de acción rápida con un corte más agudo, entonces podría usar un transistor bipolar (PNP para voltaje positivo, NPN para negativo) con su Emisor conectado a la fuente de alimentación, el Colector a la carga y una resistencia de alto valor en marcha De Base a Tierra. La corriente de colector máxima será determinada por la corriente de base multiplicada por la ganancia de corriente del transistor (que varía de una unidad a otra, por lo que es posible que tenga que ajustar el valor de la resistencia para obtener un límite de corriente preciso).

    
respondido por el Bruce Abbott

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