الصمام الثنائي الواقي (القامع): مبدأ التشغيل ، كيفية فحص الصمام الثنائي TVS.

الصمام الثنائي الواقي هو ضيف مراجعتنا لأشباه الموصلات.

يمكن أن تختلف قوة التداخل التي تؤثر على مستوى الجهد في الجهاز. لمقاومة النبضات عالية الطاقة ، من الممكن استخدام مفرغات الغاز والثايرستور الواقي. للحماية من تأثيرات الطاقة المتوسطة والمنخفضة ، تعد الثنائيات الواقية والمتغيرات أكثر ملاءمة.

الصمام الثنائي الواقي، غالبًا ما يكون مصنوعًا من السيليكون ، يمكن تسميته:

  • القامع؛
  • الحد من الصمام الثنائي زينر
  • الصمامات الثنائية
  • الصمام الثنائي TVS
  • ترانسيلا.
  • محدد جهد أشباه الموصلات (SOL) ، إلخ.

غالبًا ما يصبح الكابت أحد مكونات وحدة إمداد التبديل ، لأنه في حالة فشل الوحدة ، يمكن للمانع حمايتها من الجهد الزائد. في البداية ، تم إنشاء الصمام الثنائي الواقي كتأمين ضد التأثيرات الكهربائية الجوية على الأجهزة.

هناك عدة مجالات للتطبيق الحديث لثنائيات زينر التقييدية:

  • حماية الأجهزة الأرضية من تأثيرات الظواهر الطبيعية (الصواعق) ؛
  • حماية الطائرات
  • التأمين ضد تأثير النبضات ذات الطابع الكهربائي في حالة انقطاع التيار الكهربائي.

مبادئ التشغيل

الصمام الثنائي الواقي له خاصية VA محددة غير خطية. شريطة أن يكون حجم اتساع النبضة أكبر من المسموح به ، فسيستلزم ذلك ما يسمى "انهيار الانهيار الجليدي". بمعنى آخر ، سيتم تطبيع حجم السعة ، وستتم إزالة كل الفائض من الشبكة عبرها الصمام الثنائي الواقي.

الشكل 1 الصمام الثنائي الواقي - مبدأ تشغيل أشباه الموصلات

يفترض مبدأ تشغيل الصمام الثنائي TVS أنه حتى لحظة الخطر ، لا يؤثر الصمام الثنائي بأي شكل من الأشكال على الجهاز نفسه وخصائصه الوظيفية. وبالتالي ، تجدر الإشارة إلى أنه تم الكشف عن اسم آخر للديود الواقي -

هناك نوعان من لقط الثنائيات زينر:

  • متماثل.

الصمام الثنائي الواقي ، ثنائي الاتجاه ، مكيف للعمل في شبكات ذات تيار متناوب.

  • غير متماثل.

قابل للتطبيق فقط للشبكات ذات التيار المباشر ، نظرًا لأن لديها وضع تشغيل أحادي الاتجاه. طريقة توصيل الصمام الثنائي الواقي غير المتوازن لا تتوافق مع المعيار. الأنود متصل بالحافلة السالبة ، والكاثود - بالإيجابي. الموقف معكوس مشروطًا.

يتضمن ترميز الثنائيات الواقية ذات الصلة بالمتماثل الحروف " من" أو " SA". تحتوي الصمامات غير المتوازنة على شريط مرمز بالألوان على جانب طرف الكاثود.

تم تجهيز غلاف كل الصمام الثنائي الواقي أيضًا برمز تعليم يعرض جميع المعلمات المهمة في شكل مضغوط.

إذا زاد مستوى جهد الإدخال في الصمام الثنائي ، فإن الصمام الثنائي zener لفترة زمنية قصيرة جدًا سيقلل من المقاومة الداخلية. على العكس من ذلك ، ستزداد القوة الحالية في هذه اللحظة ، وسوف ينفجر المصهر. لأنه يعمل الصمام الثنائي الواقيعلى الفور تقريبًا ، لا يتم انتهاك سلامة الدائرة الرئيسية. في الواقع ، الاستجابة السريعة للجهد الزائد هي الميزة الأكثر أهمية الصمام الثنائي TVS.

الخصائص الهامة للثنائيات الواقية

  • أبروب . (انفصال)

قيمة الجهد التي يفتح عندها الصمام الثنائي وينتقل الجهد إلى السلك المشترك. التعيين المرادف الإضافي هو VBR.

  • Iarr .

أقصى تيار عكسي عكسي. لها قيمة صغيرة ، تقاس بالميكرو أمبير ، ولا تعتمد وظائف الجهاز عمليًا عليها. تعيين إضافي - IR.

  • أوبر .

القيمة هي إشارة إلى الجهد العكسي الثابت. VRWM.

  • يو حد عفريت.

أعلى قيمة لحد الجهد النبضي. VCL ، VC كحد أقصى.

  • Ilim.max.

أعلى قيمة لتيار النبض الذروة. خلاف ذلك ، فهذا مؤشر على أكبر قوة لنبض التيار الآمن للديود الواقي. بالنسبة لثنائيات زينر الأكثر كفاءة ، يمكن أن تكون هذه القيمة مئات الأمبيرات. IPP.

  • عرسة.

مؤشر أعلى قيمة لقوة النبض المسموح بها. لسوء الحظ ، تعتمد هذه المعلمة بشكل كبير على مدة النبض.

الشكل 2 VA خصائص الصمام الثنائي الواقي

مستوى طاقة الثنائيات الواقية ليس هو نفسه. ومع ذلك ، إذا لم يكن لدى المكثف بيانات أولية كافية حول هذه المعلمة ، فيمكن دمجه بسهولة مع واحد أو أكثر من أشباه الموصلات ، مما سيؤثر بشكل إيجابي على مستوى الطاقة الإجمالي.

يمكن أن يعمل الصمام الثنائي TVS بمثابة صمام زينر. لكن عليك أولاً التحقق من أقصى تبديد للطاقة والتيار الديناميكي في Imax. وأمين.

التحقق من استمرارية الصمام الثنائي الواقي

يتم إجراء فحص استمرارية الواقي ، وكذلك المعدل (بما في ذلك الطاقة) ، الصمام الثنائي باستخدام مقياس متعدد (كخيار ، يمكنك استخدام مقياس الأومتر). يمكنك استخدام الجهاز لهذا الغرض فقط في وضع الاتصال.

الشكل 3 التحقق من صمام ثنائي الحماية

عندما يكون جهاز القياس المتعدد جاهزًا ، من الضروري توصيله بالمجسات إلى خيوط المثبط (أحمر موجب مع الأنود ، أسود سالب مع الكاثود). عند الانتهاء من ذلك ، سيعرض المختبر رقمًا يشير إلى جهد العتبة لصمام الصمام الثنائي الذي يتم اختباره. عندما يتم عكس قطبية الاتصال ، يجب عرض قيمة مقاومة لانهائية. إذا كانت هذه هي الحالة ، فعندئذ يكون العنصر صحيحًا.

إذا تم اكتشاف تسرب أثناء تغيير الأعمدة ، فيمكننا التحدث عن خلل في العنصر والحاجة إلى استبداله. وبالمثل ، يمكنك التحقق من الصمام الثنائي الواقي لمولد السيارة.

الصفات الرئيسية لثنائيات TVS

  • القدرة على العمل بثبات في ظل ظروف الجهد العكسي ؛
  • يجب أن تكون التيارات العكسية في حدها الأدنى حتى لا تؤثر على وظائف الجهاز ككل.
  • يجب أن يكون معدل الاستجابة لتأثير حرج سريع منخفضًا قدر الإمكان.
  • أقصى مؤشر ممكن من حيث تبديد الطاقة.

ولكن ، نتيجة لذلك ، يجب الاعتراف بأن الوفاء بشرط ما غالبًا ما يؤدي إلى انتهاك آخر.

بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن تصنيف الصمام الثنائي TVS ، من حيث المبدأ ، كمحدد وقائي مثالي. فمثلا، الثنائيات حماية القامعفي الوضع "off" يمكن أن تتميز بتيارات عكسية كبيرة بما فيه الكفاية. علاوة على ذلك ، فإن الحدة عند تغيير الأوضاع تتسبب في الرفض. أكبر مشكلة هي أنه في وضع التحديد ، يكون مستوى الجهد في تناسق مباشر مع القوة الحالية.

يجب أن نتذكر أن جميع خصائص الصمام الثنائي التي قدمتها الشركة المصنعة هي فقط في ظل ظروف درجة حرارة محددة. في درجات الحرارة المرتفعة ، ستنخفض طاقة الذروة والتيارات المسموح بها.

ومع ذلك ، على الرغم من أوجه القصور هذه ، لا تزال صمامات الصمامات أفضل من الأجهزة والأجهزة والعناصر ذات الغرض المماثل. .

مجالات تطبيق الثنائيات الواقية

هناك العديد من المناطق التي يمكن استخدام القامع فيها:

  • إلكترونيات الطاقة (مزود طاقة التيار المستمر ، محرك المحرك ، العاكس ، إلخ) ؛
  • الاتصالات ؛
  • دوائر التحكم (سلامة مدخلات ومخرجات مكبر التشغيل ، بوابات الترانزستور ، خطوط الإدخال والإخراج ، إلخ) ؛
  • واجهة رقمية.

كيفية اختيار الصمام الثنائي الواقي المناسب؟

سيساعد تطبيق القواعد التالية على تجنب مشاكل شراء الصمام الثنائي الواقي. لكي لا تخطئ في الاختيار ، يجب عليك:

  1. حدد نوع الجهد (هل سيكون متغيرًا أم ثابتًا؟) ؛
  2. يجب أن تكون TVS أحادية الاتجاه أو ثنائية الاتجاه ؛
  3. تعرف على مستوى الجهد المقدر على الخط الذي يجب حمايته ؛
  4. تعرف على الحد الأقصى لقيمة Ilimit. و Ulim.max. تحت ظروف التحميل
  5. تحديد حدود درجات الحرارة العليا والدنيا التي سيعمل عندها الجهاز ؛
  6. قرر كيف سيتم تركيب العنصر (السطح / من خلال الثقوب) ؛
  7. بناءً على جميع البيانات المحددة ، من الضروري تحديد السلسلة المناسبة وخيار الصمام الثنائي الأمثل.

بالإضافة إلى ذلك ، عليك التفكير في:

  • ما مدى ارتفاع الجهد العكسي للديود (يجب أن يتجاوز الجهد الاسمي للدائرة ، إذا لم تؤخذ هذه اللحظة في الاعتبار ، فسيتم "تشغيل" الصمام الثنائي حتى بدون سبب) ؛
  • المستوى أوليم. يجب أن يكون أقل من Umax. على الخط المراد حمايته ؛
  • أنه حتى إذا تم اختيار الصمام الثنائي وفقًا لجميع الاحتياجات ، فلا يزال تشغيله بحاجة إلى التحقق من نطاق درجة الحرارة المطلوبة بالكامل ؛
  • تأكد من أن أبعاد الصمام الثنائي والفروق الدقيقة الأخرى تسمح بالتركيب المناسب.
نوصي بالقراءة