Hogyan működik a diódavédelem
A diódák választéka nem korlátozódik az egyenirányítókra. Valójában ez a terület nagyon széles. Többek között a diódákat védelmi célokra használják. Például a rossz polaritással nem megfelelően bekapcsolt elektronikai eszközök védelmére, a különböző áramkörök bemeneteinek túlterhelés elleni védelmére, a félvezető kapcsolók károsodásának elkerülésére az induktív terhelések kikapcsolásakor fellépő önindukált EMF impulzusok miatt stb. n.
A digitális és analóg mikroáramkörök bemeneteinek túlfeszültség elleni védelmére két diódából álló áramköröket használnak, amelyek ellentétes irányban csatlakoznak a mikroáramkör tápsínjéhez, és a dióda áramkör középpontja a védett bemenethez csatlakozik.
Ha normál feszültséget kapcsolunk az áramkör bemenetére, akkor a diódák zárt állapotban vannak, és szinte nincs hatással a mikroáramkör és az áramkör egészének működésére.
De amint a védett bemenet potenciálja meghaladja a tápfeszültséget, az egyik dióda vezető állapotba kerül, és manipulálja ezt a bemenetet, így a megengedett bemeneti potenciált a tápfeszültség értékére korlátozza, plusz az előremenő feszültségesést a tápfeszültségen. dióda.
Az ilyen áramköröket néha azonnal beépítik egy integrált mikroáramkörbe a kristály tervezési szakaszában, vagy később, egy csomópont, blokk vagy az egész eszköz fejlesztési szakaszában helyezik el egy áramkörbe. A kétdiódás védőszerelvényeket kész mikroelektronikai alkatrészek formájában is gyártják, háromterminális tranzisztoros dobozokban.
Ha a védelmi feszültségtartományt ki kell terjeszteni, akkor a táppotenciálú buszokra való csatlakoztatás helyett a diódákat más potenciálú pontokhoz kötik, amelyek biztosítják a szükséges megengedett tartományt.
A hosszú kábelvonalak néha erős interferenciát tapasztalnak, például villámcsapásból. Az ellenük való védekezéshez bonyolultabb áramkörökre lehet szükség, amelyek nem csak két diódát tartalmaznak, hanem ellenállásokat, korlátozókat, kondenzátorokat és varisztorokat is.
Az induktív terhelés, például egy relé tekercs, fojtótekercs, elektromágnes, villanymotor vagy mágneses indító kikapcsolásakor az elektromágneses indukció törvénye szerint önindukciós EMF impulzus lép fel.
Mint tudják, az önindukció emf-je megakadályozza, hogy az áramerősség bármilyen induktivitáson keresztül csökkenjen, és megpróbálja valahogy változatlanul tartani az áramot. De abban a pillanatban, amikor a tekercs áramforrása ki van kapcsolva, az induktivitás mágneses mezőjének valahol el kell disszipálnia az energiáját, amelynek értéke
Tehát amint az induktivitás kikapcsolódik, maga is feszültség- és áramforrássá válik, és ebben a pillanatban a zárt kapcsolón megjelenik egy feszültség, amelynek értéke veszélyes lehet a kapcsolóra. Szilárdtest kapcsolók esetén ez maga a kapcsoló károsodásával jár, mivel az energia gyorsan és nagyon nagy kapcsolóteljesítmény mellett eloszlik. A mechanikus kapcsolók esetében a következmények szikra és az érintkezők égése lehetnek.
Egyszerűsége miatt a diódavédelem nagyon elterjedt, és lehetővé teszi az induktív terheléssel kölcsönhatásba lépő különféle kapcsolók védelmét.
A kapcsoló induktív terhelés elleni védelmére a diódát a tekercssel párhuzamosan kell csatlakoztatni olyan irányban, hogy amikor az üzemi áram kezdetben átfolyik a tekercsen, a dióda reteszelődik. De amint a tekercsben lévő áramot kikapcsolják, önindukciós EMF lép fel, amely ellentétes polaritású az induktivitásra korábban alkalmazott feszültséggel.
Ez az öninduktivitású emf feloldja a diódát, és most a korábban az induktivitáson átvezetett áram áthalad a diódán, és a mágneses mező energiája a diódán vagy a csatlakoztatott kioltó áramkörön disszipálódik. Ily módon a billenőkapcsolót nem károsítja az elektródáira adott túlzott feszültség.
Ha a védőáramkör csak egy diódát tartalmaz, a tekercs feszültsége egyenlő lesz a diódán átívelő feszültségeséssel, azaz az áram nagyságától függően 0,7 és 1,2 volt között van.
De mivel a diódában lévő feszültség ebben az esetben kicsi, az áram lassan csökken, és a terhelés leállásának felgyorsítása érdekében szükség lehet egy bonyolultabb védelmi áramkör használatára, amely nem csak egy diódát tartalmaz, de egy soros diódát is magában foglaló zener-diódát, vagy egy diódát ellenállással vagy varisztorral - egy teljes kioltó áramkör.