Kuidas dioodikaitse töötab
Dioodide valik ei piirdu ainult alalditega. Tegelikult on see valdkond väga lai. Muuhulgas kasutatakse dioode kaitse eesmärgil. Näiteks elektroonikaseadmete kaitsmiseks vale polaarsusega sisselülitamisel, erinevate vooluahelate sisendite kaitsmiseks ülekoormuse eest, pooljuhtlülitite kahjustuste vältimiseks iseindutseeritud EMF-impulssidest, mis tekivad induktiivkoormuste väljalülitamisel jne. n.
Digitaal- ja analoogmikroskeemide sisendite kaitsmiseks liigpinge eest kasutatakse kahe dioodi ahelaid, mis on mikrolülituse toiteliistudega vastassuunas ühendatud ja kaitstud sisendiga on ühendatud dioodiahela keskpunkt.
Kui vooluahela sisendile rakendatakse tavalist pinget, siis on dioodid suletud olekus ja neil ei ole peaaegu mingit mõju mikroskeemi ja ahela kui terviku tööle.
Kuid niipea, kui kaitstud sisendi potentsiaal ületab toitepinge, läheb üks dioodidest juhtivasse olekusse ja manipuleerib seda sisendit, piirates seega lubatud sisendpotentsiaali toitepinge väärtusega pluss päripinge languse üle toitepinge. diood.
Sellised vooluringid lülitatakse mõnikord kohe integreeritud mikrolülitusse selle kristalli projekteerimisetapis või paigutatakse ahelasse hiljem, sõlme, ploki või kogu seadme arendamise etapis. Kahe dioodiga kaitsvaid sõlme toodetakse ka valmis mikroelektrooniliste komponentidena kolmeklemmilistes transistorkastides.
Kui kaitsepinge vahemikku on vaja laiendada, siis ühendatakse dioodid toitepotentsiaalidega siinidega ühendamise asemel muude potentsiaalidega punktidega, mis tagavad vajaliku lubatud vahemiku.
Pikad kaabelliinid kogevad mõnikord võimsaid häireid, näiteks pikselöögist. Nende eest kaitsmiseks võib vaja minna keerukamaid ahelaid, mis sisaldavad mitte ainult kahte dioodi, vaid ka takisteid, piirajaid, kondensaatoreid ja varistoreid.
Induktiivse koormuse, näiteks releemähise, õhuklapi, elektromagneti, elektrimootori või magnetkäiviti väljalülitamisel tekib elektromagnetilise induktsiooni seaduse kohaselt iseinduktsiooni EMF-impulss.
Nagu teate, takistab iseinduktsiooni emf voolu vähenemist igasuguse induktiivsuse kaudu, püüdes seda läbivat voolu kuidagi muutumatuna hoida. Kuid sel hetkel, kui mähise vooluallikas on välja lülitatud, peab induktiivsuse magnetväli oma energia kuhugi hajutama, mille väärtus on
Nii et niipea, kui induktiivsus välja lülitatakse, muutub see ise pinge ja voolu allikaks ning sel hetkel ilmub suletud lülitile pinge, mille väärtus võib lülitile ohtlik olla. Pooljuhtlülitite puhul võib see kahjustada lülitit ennast, kuna energia hajub kiiresti ja väga suure lülitivõimsuse korral. Mehaaniliste lülitite puhul võivad tagajärjed olla sädemed ja kontaktide põlemine.
Tänu oma lihtsusele on dioodkaitse väga levinud ja võimaldab kaitsta erinevaid lüliteid, mis interakteeruvad induktiivkoormusega.
Lüliti kaitsmiseks induktiivkoormusega on diood ühendatud pooliga paralleelselt sellises suunas, et kui töövool algselt läbi mähise liigub, siis diood lukustub. Kuid niipea, kui mähises olev vool välja lülitatakse, tekib iseinduktsiooni EMF, millel on vastupidine polaarsus varem induktiivsusele rakendatud pingele.
See iseinduktiivsusega emf avab dioodi lukust lahti ja nüüd liigub vool, mis oli varem läbi induktiivsuse suunatud, läbi dioodi ning magnetvälja energia hajub dioodile või summutusahelale, kuhu see on ühendatud. Sel viisil ei kahjusta lülituslülitit selle elektroodidele rakendatav liigne pinge.
Kui kaitseahel sisaldab ainult ühte dioodi, on mähise pinge võrdne dioodi päripinge langusega, st sõltuvalt voolutugevusest vahemikus 0,7–1,2 volti.
Kuid kuna dioodi pinge on sel juhul väike, langeb vool aeglaselt ja koormuse väljalülitamise kiirendamiseks võib osutuda vajalikuks kasutada keerukamat kaitseahelat, mis sisaldab mitte ainult dioodi, aga ka zeneri diood jadadioodiga ehk takisti või varistoriga diood — täielik kustutusahel.