Diodă de protecție (supresor): principiu de funcționare, cum se verifică o diodă TVS.

Dioda de protecție este invitatul revizuirii noastre despre semiconductori.

Puterea interferenței care afectează nivelul de tensiune din dispozitiv poate fi diferită. Pentru a rezista impulsurilor de înaltă energie, este posibil să folosiți descărcătoare de gaz și tiristoare de protecție. Pentru a proteja împotriva efectelor de putere medie și scăzută, diodele și varistoarele de protecție sunt mai potrivite.

Dioda de protectie, cel mai adesea realizat din siliciu, poate fi numit:

  • Supresor;
  • Dioda zener limitatoare;
  • Siguranță diodă;
  • diodă TVS;
  • Transila;
  • Limitator de tensiune semiconductor (SOL), etc.

Adesea, supresorul devine una dintre componentele unității de alimentare cu comutare, deoarece în cazul unei defecțiuni a unității, supresorul o poate proteja de supratensiune. Inițial, dioda de protecție a fost creată ca o asigurare împotriva influențelor electrice atmosferice asupra dispozitivelor.

Există mai multe domenii de aplicare modernă a diodelor zener restrictive:

  • Protejarea instrumentelor de la sol de efectele fenomenelor naturale (trasnet);
  • Protecția aeronavei;
  • Asigurare impotriva impactului impulsurilor de natura electrica in cazul unei intreruperi de alimentare.

Principii de funcționare

Dioda de protecție are o caracteristică VA specifică care este neliniară. Cu condiția ca mărimea amplitudinii pulsului să fie mai mare decât cea permisă, aceasta va atrage așa-numita „defalcare a avalanșei”. Cu alte cuvinte, dimensiunea amplitudinii va fi normalizată și tot excesul va fi eliminat din rețea dioda de protectie.

Fig 1 Diodă de protecție - principiul de funcționare al unui semiconductor

Principiul de funcționare al diodei TVS presupune că, până în momentul pericolului, siguranța diodei nu afectează în niciun fel dispozitivul în sine și proprietățile sale funcționale. Astfel, trebuie remarcat faptul că este dezvăluit un alt nume pentru dioda de protecție -

Există două tipuri de diode zener de prindere:

  • Simetric.

Dioda de protectie, bidirectionala, adaptata pentru a functiona in retele cu curent alternativ.

  • Asimetric.

Aplicabil numai pentru rețelele cu curent continuu, deoarece au un mod de funcționare unidirecțional. Metoda de conectare a unei diode de protecție dezechilibrate nu corespunde standardului. Anodul său este conectat la magistrala negativă, iar catodul - la pozitiv. Poziția este inversată condiționat.

Codificarea diodelor de protecție legate de simetrică include literele " DIN" sau " SA". Siguranțele cu diodă neechilibrate au o bandă cu coduri de culoare pe partea laterală a terminalului catodului.

Carcasa fiecărei diode de protecție este, de asemenea, echipată cu un cod de marcare care afișează toți parametrii importanți într-o formă comprimată.

Dacă nivelul tensiunii de intrare a diodei crește, atunci dioda zener pentru o perioadă foarte scurtă de timp va reduce rezistența internă. Puterea curentului în acest moment, dimpotrivă, va crește, iar siguranța se va arde. Pentru că funcționează dioda de protectie aproape instantaneu, integritatea circuitului principal nu este încălcată. De fapt, un răspuns rapid la supratensiune este cel mai important avantaj Dioda TVS.

Caracteristici semnificative ale diodelor de protecție

  • Uprob . (dărâma)

Valoarea tensiunii la care se deschide dioda și potențialul se deplasează la firul comun. O denumire suplimentară sinonimă este VBR.

  • Iarr .

Curent de scurgere invers maxim. Are o valoare mică, măsurată în microamperi, iar funcționalitatea dispozitivului practic nu depinde de aceasta. Denumire suplimentară - IR.

  • Uobr .

Valoarea este o indicație a tensiunii inverse constante. VRWM.

  • U limit imp.

Cea mai mare valoare pentru limita de tensiune de impuls. VCL, VC max.

  • Ilim.max.

Cea mai mare valoare a curentului de impuls de vârf. În caz contrar, acesta este un indicator al celei mai mari puteri a impulsului de curent care este sigur pentru dioda de protecție. Pentru cele mai eficiente diode zener limitatoare, această valoare poate fi de sute de amperi. IPP.

  • Proxenet.

Indicatorul celei mai mari valori a puterii pulsului permise. Din păcate, acest parametru depinde foarte mult de durata pulsului.

Fig 2 Caracteristicile VA ale diodei de protecție

Nivelul de putere al diodelor de protecție nu este același. Cu toate acestea, dacă supresorul nu are suficiente date inițiale despre acest parametru, acesta poate fi ușor combinat cu unul sau mai mulți semiconductori, ceea ce va afecta pozitiv nivelul general de putere.

Dioda TVS poate acționa ca o diodă zener. Dar mai întâi trebuie să verificați puterea maximă disipată și curentul dinamic la Imax. și Imin.

Verificarea continuitatii diodei de protectie

Verificarea continuității diodei de protecție, precum și a redresorului (inclusiv puterea), se realizează cu un multimetru (opțional, puteți utiliza un ohmmetru). Puteți utiliza dispozitivul în acest scop numai în modul de apelare.

Fig 3 Verificarea diodei de protecție

Când multimetrul este gata, este necesar să-l conectați cu sonde la cablurile supresoarelor (pozitiv-roșu cu anodul, negativ-negru cu catodul). Când se face acest lucru, testerul va afișa un număr care indică tensiunea de prag a siguranței diodei care este testată. Când polaritatea conexiunii este inversată, ar trebui să fie afișată o valoare infinită a rezistenței. Dacă acesta este cazul, atunci elementul este corect.

Daca se detecteaza o scurgere in timpul schimbarii polilor, putem vorbi despre disfunctia elementului si necesitatea inlocuirii acestuia. În mod similar, puteți verifica dioda de protecție a unui generator auto.

Principalele calități ale diodelor TVS

  • Abilitatea de a funcționa stabil în condiții de tensiune inversă;
  • Curenții inversi ar trebui să fie de fapt minimi pentru a nu afecta funcționalitatea dispozitivului în ansamblu.
  • Rata de răspuns la un impact critic rapid ar trebui să fie cât mai scăzută posibil.
  • Indicatorul maxim posibil în ceea ce privește puterea disipată.

Însă, ca urmare, trebuie recunoscut că îndeplinirea unei condiții atrage adesea încălcarea alteia.

În plus, dioda TVS, în principiu, nu poate fi clasificată ca un limitator de protecție ideal. De exemplu, diode de protectie supresoareîn poziţia „oprit” poate fi caracterizată prin curenţi inversi suficient de mari. În plus, claritatea la schimbarea modurilor provoacă dezaprobare. Cea mai mare problemă este că în modul de limitare, nivelul tensiunii este direct proporțional cu puterea curentului.

Trebuie amintit că toate caracteristicile diodei date de producător sunt astfel numai în condiții specifice de temperatură. La temperaturi mai ridicate, puterea maximă admisă și curenții vor scădea.

Cu toate acestea, în ciuda acestor deficiențe, siguranțele cu diode se dovedesc totuși a fi mai bune decât dispozitivele, dispozitivele și elementele cu un scop similar. .

Domeniile de aplicare ale diodelor de protecție

Există mai multe domenii în care supresorul poate fi utilizat:

  • Electronica de putere (sursa de curent continuu, driver de motor, invertor etc.);
  • Telecomunicații;
  • Circuite de control (siguranța intrărilor și ieșirilor amplificatorului operațional, porți tranzistoare, linii de intrare și ieșire etc.);
  • Interfață digitală.

Cum să alegi dioda de protecție potrivită?

Aplicarea următoarelor reguli va ajuta la evitarea problemelor legate de achiziționarea unei diode de protecție. Pentru a nu greși în alegere, trebuie să:

  1. Decideți tipul de tensiune (va fi variabilă sau constantă?);
  2. Televizoarele vor trebui să fie unidirecționale sau bidirecționale;
  3. Aflați care este nivelul tensiunii nominale pe linie care va trebui protejată;
  4. Aflați despre valoarea maximă a lui Ilimit. și Ulim.max. în condiții de încărcare;
  5. Identificați limitele superioare și inferioare de temperatură la care va funcționa dispozitivul;
  6. Decideți cum va fi montat elementul (găuri de suprafață/de trecere);
  7. Pe baza tuturor datelor identificate, este necesar să se determine seria corespunzătoare și opțiunea optimă de diodă.

În plus, trebuie să luați în considerare:

  • Cât de mare este tensiunea inversă a diodei (trebuie să depășească tensiunea nominală a circuitului, dacă acest moment nu este luat în considerare, atunci dioda se va „porni” chiar și fără motiv);
  • Nivelul Ulim. trebuie să fie mai mică decât Umax. pe linia de protejat;
  • Că, chiar dacă dioda este aleasă în conformitate cu toate nevoile, funcționarea ei trebuie totuși verificată pe întregul interval de temperatură necesar;
  • Asigurați-vă că dimensiunile diodei și alte nuanțe permit instalarea adecvată a acesteia.
Vă recomandăm să citiți