Защитен диод (супресор): принцип на работа, как да проверите TVS диод.

Защитният диод е гост на нашия преглед на полупроводниците.

Силата на смущението, която влияе върху нивото на напрежение в устройството, може да бъде различна. За да се противопоставят на високоенергийни импулси, е възможно да се използват газоразрядници и защитни тиристори. За защита от ефекти със средна и ниска мощност са по-подходящи защитните диоди и варистори.

Защитен диод, най-често изработен от силиций, може да се нарече:

  • супресор;
  • Ограничаващ ценеров диод;
  • Диоден предпазител;
  • TVS диод;
  • Трансила;
  • Полупроводников ограничител на напрежение (SOL) и др.

Често супресорът става един от компонентите на импулсния захранващ блок, тъй като в случай на повреда на блока, супресорът може да го предпази от пренапрежение. Първоначално защитният диод е създаден като застраховка срещу атмосферни електрически въздействия върху устройствата.

Има няколко области на модерно приложение на ограничителни ценерови диоди:

  • Защита на наземни инструменти от въздействието на природни явления (мълнии);
  • Защита на самолети;
  • Застраховка срещу въздействието на импулси от електрическо естество при прекъсване на захранването.

Принципи на работа

Защитният диод има специфична VA характеристика, която е нелинейна. При условие, че размерът на амплитудата на импулса се окаже по-голям от допустимия, това ще доведе до така наречения „лавинен срив“. С други думи, размерът на амплитудата ще бъде нормализиран и целият излишък ще бъде премахнат от мрежата чрез защитен диод.

Фиг. 1 Защитен диод - принципът на работа на полупроводника

Принципът на работа на TVS диода предполага, че до момента на опасност диодният предпазител по никакъв начин не засяга самото устройство и неговите функционални свойства. По този начин трябва да се отбележи, че се разкрива друго име за защитния диод -

Има два типа затягащи ценерови диоди:

  • Симетричен.

Защитен диод, двупосочен, адаптиран за работа в мрежи с променлив ток.

  • Асиметричен.

Приложими само за мрежи с постоянен ток, тъй като имат еднопосочен режим на работа. Методът за свързване на небалансиран защитен диод не отговаря на стандарта. Анодът му е свързан към отрицателната шина, а катодът - към положителната. Позицията е условно обърната.

Кодирането на защитните диоди, свързани със симетричните, включва буквите " ОТ" или " SA". Небалансираните диодни предпазители имат цветно кодирана ивица отстрани на катодния извод.

Корпусът на всеки защитен диод също е снабден с код за маркиране, който показва всички значими параметри в компресирана форма.

Ако нивото на входното напрежение на диода се увеличи, тогава ценеровият диод за много кратък период от време ще намали вътрешното съпротивление. Силата на тока в този момент, напротив, ще се увеличи и предпазителят ще изгори. Защото работи защитен диодпочти мигновено, целостта на главната верига не е нарушена. Всъщност бързата реакция при пренапрежение е най-важното предимство TVS диод.

Съществени характеристики на защитните диоди

  • Упр . (разбивка)

Стойността на напрежението, при която диодът се отваря и потенциалът се премества към общия проводник. Допълнително синонимно обозначение е VBR.

  • Iarr .

Максимален обратен ток на утечка. Той има малка стойност, измерена в микроампери, и функционалността на устройството практически не зависи от него. Допълнително обозначение - IR.

  • Uobr .

Стойността е индикация за постоянното обратно напрежение. VRWM.

  • U ограничение имп.

Най-високата стойност за границата на импулсното напрежение. VCL, VC макс.

  • Илим.макс.

Най-високата стойност на пиковия импулсен ток. В противен случай това е индикатор за най-голямата сила на токовия импулс, който е безопасен за защитния диод. За най-ефективните ограничаващи ценерови диоди тази стойност може да бъде стотици ампери. IPP.

  • сводник

Индикаторът за най-високата стойност на допустимата импулсна мощност. За съжаление, този параметър е силно зависим от продължителността на импулса.

Фигура 2 VA характеристики на защитния диод

Нивото на мощност на защитните диоди не е същото. Въпреки това, ако супресорът няма достатъчно първоначални данни за този параметър, той може лесно да се комбинира с един или повече полупроводници, което ще повлияе положително на общото ниво на мощност.

TVS диодът може да действа като ценеров диод. Но първо трябва да проверите максималното му разсейване на мощността и динамичния ток при Imax. и Имин.

Проверка на непрекъснатостта на защитния диод

Проверката на непрекъснатостта на защитния, както и токоизправителя (включително захранващия) диод се извършва с мултицет (като опция можете да използвате омметър). Можете да използвате устройството за тази цел само в режим на набиране.

Фиг. 3 Проверка на защитния диод

Когато мултицетът е готов, е необходимо да го свържете със сонди към супресорните проводници (положителен-червен с анода, отрицателен-черен с катода). Когато това стане, тестерът ще покаже число, показващо праговото напрежение на тествания диоден предпазител. Когато полярността на връзката е обърната, трябва да се покаже безкрайна стойност на съпротивлението. Ако случаят е такъв, тогава елементът е правилен.

Ако се открие теч по време на смяната на полюсите, можем да говорим за неизправност на елемента и необходимостта от подмяната му. По същия начин можете да проверите защитния диод на автомобилен генератор.

Основните качества на TVS диодите

  • Възможност за стабилна работа при условия на обратно напрежение;
  • Обратните токове всъщност трябва да са минимални, за да не повлияят на функционалността на устройството като цяло.
  • Степента на реакция при бързо критично въздействие трябва да бъде възможно най-ниска.
  • Максималният възможен индикатор по отношение на разсейването на мощността.

Но в резултат на това трябва да се признае, че изпълнението на едно условие често води до нарушаване на друго.

В допълнение, TVS диодът по принцип не може да бъде класифициран като идеален защитен ограничител. Например, супресорни защитни диодив положение "изключено" може да се характеризира с достатъчно големи обратни токове. Освен това остротата при смяна на режимите предизвиква неодобрение. Най-големият проблем е, че в режим на ограничаване нивото на напрежението е правопропорционално на силата на тока.

Трябва да се помни, че всички характеристики на диода, дадени от производителя, са такива само при определени температурни условия. При по-високи температури допустимата пикова мощност и токове ще намалеят.

Въпреки тези недостатъци обаче, диодните предпазители все още се оказват по-добри от устройства, устройства и елементи с подобно предназначение. .

Области на приложение на защитните диоди

Има няколко области, в които може да се използва супресорът:

  • Силова електроника (DC захранване, двигателен драйвер, инвертор и др.);
  • Телекомуникации;
  • Контролни вериги (сигурност на входове и изходи на операционния усилвател, транзисторни гейтове, входни и изходни линии и др.);
  • Цифров интерфейс.

Как да изберем правилния защитен диод?

Прилагането на следните правила ще помогне да се избегнат проблеми при закупуването на защитен диод. За да не направите грешка при избора, трябва:

  1. Решете вида на напрежението (ще бъде променливо или постоянно?);
  2. TVS ще трябва да бъде еднопосочен или двупосочен;
  3. Разберете какво е нивото на номиналното напрежение на линията, която ще трябва да бъде защитена;
  4. Научете за максималната стойност на Ilimit. и Улим.макс. при условия на натоварване;
  5. Определете горната и долната температурна граница, при която устройството ще работи;
  6. Решете как ще бъде монтиран елементът (повърхност/през отвори);
  7. Въз основа на всички идентифицирани данни е необходимо да се определи подходящата серия и оптималната диодна опция.

Освен това трябва да имате предвид:

  • Колко високо е обратното напрежение на диода (трябва да надвишава номиналното напрежение на веригата, ако този момент не се вземе предвид, тогава диодът ще се „включи“ дори без причина);
  • Нива Улим. трябва да бъде по-малко от Umax. на линията, която трябва да бъде защитена;
  • Че дори ако диодът е избран в съответствие с всички нужди, неговата работа все още трябва да бъде проверена в целия необходим температурен диапазон;
  • Уверете се, че размерите на диода и други нюанси позволяват правилното му инсталиране.
Препоръчваме за четене