Hvordan diodebeskyttelse fungerer
Utvalget av dioder er ikke begrenset til likerettere. Faktisk er dette området veldig bredt. Blant annet brukes dioder til beskyttelsesformål. For eksempel for å beskytte elektroniske enheter når de er slått på feil med feil polaritet, for å beskytte inngangene til ulike kretser mot overbelastning, for å forhindre skade på halvlederbrytere fra selvinduserte EMF-pulser som oppstår når induktive belastninger slås av osv. n.
For å beskytte inngangene til digitale og analoge mikrokretser mot overspenning, brukes kretser av to dioder, som er koblet i motsatt retning til strømskinnene til mikrokretsen, og midtpunktet til diodekretsen er koblet til den beskyttede inngangen.
Hvis en normal spenning påføres inngangen til kretsen, er diodene i lukket tilstand og har nesten ingen effekt på driften av mikrokretsen og kretsen som helhet.
Men så snart potensialet til den beskyttede inngangen overstiger forsyningsspenningen, vil en av diodene gå inn i ledende tilstand og manipulere denne inngangen, og dermed begrense det tillatte inngangspotensialet til verdien av forsyningsspenningen pluss foroverspenningsfallet over diode.
Slike kretser er noen ganger inkludert umiddelbart i en integrert mikrokrets på designstadiet av krystallen eller plassert i en krets senere, på utviklingsstadiet av en node, blokk eller hele enheten. Beskyttende to-diodesammenstillinger produseres også i form av ferdige mikroelektroniske komponenter i tre-terminale transistorbokser.
Hvis beskyttelsesspenningsområdet må utvides, kobles diodene i stedet for til bussene med forsyningspotensialer til punkter med andre potensialer som vil gi nødvendig tillatt rekkevidde.
Lange kabellinjer opplever noen ganger kraftige forstyrrelser, for eksempel fra lynnedslag. For å beskytte mot dem kan det være nødvendig med mer komplekse kretser som inneholder ikke bare to dioder, men også motstander, begrensere, kondensatorer og varistorer.
Når du slår av en induktiv belastning, for eksempel en reléspole, choke, elektromagnet, elektrisk motor eller magnetisk starter, i henhold til loven om elektromagnetisk induksjon, oppstår en EMF-puls med selvinduksjon.
Som du vet forhindrer selvinduksjonens emf strømmen fra å avta gjennom en hvilken som helst induktans, og prøver på en eller annen måte å holde strømmen gjennom den uendret. Men i det øyeblikket når strømkilden fra spolen er slått av, må magnetfeltet til induktansen spre energien et sted, hvis verdi er
Så snart induktansen er slått av, blir den selv en kilde til spenning og strøm, og i dette øyeblikk vises en spenning på den lukkede bryteren, hvis verdi kan være farlig for bryteren. Med solid state-brytere er dette full av skader på selve bryteren da energien vil forsvinne raskt og med svært høy brytereffekt. For mekaniske brytere kan konsekvensene være gnister og brenning av kontaktene.
På grunn av sin enkelhet er diodebeskyttelse veldig vanlig og lar deg beskytte ulike brytere som samhandler med en induktiv belastning.
For å beskytte bryteren med en induktiv belastning, kobles dioden parallelt med spolen i en slik retning at når driftsstrømmen først går gjennom spolen, vil dioden være låst. Men så snart strømmen i spolen er slått av, oppstår en EMF av selvinduksjon, som har motsatt polaritet til spenningen som tidligere ble påført induktansen.
Denne selvinduktansen emf låser opp dioden, og nå beveger strømmen som tidligere ble rettet gjennom induktansen gjennom dioden, og magnetfeltenergien spres på dioden eller på slukkekretsen den er koblet til. På denne måten vil vippebryteren ikke bli skadet av for høy spenning påført elektrodene.
Når beskyttelseskretsen inkluderer bare en diode, vil spenningen over spolen være lik foroverspenningsfallet over dioden, det vil si i området 0,7 til 1,2 volt, avhengig av strømmens størrelse.
Men siden spenningen i dioden i dette tilfellet er liten, vil strømmen falle sakte, og for å fremskynde avstengningen av lasten, kan det være nødvendig å bruke en mer kompleks beskyttelseskrets, som ikke bare inkluderer en diode, men også en zenerdiode i seriediode, eller diode med motstand eller varistor - en komplett slukkekrets.