Hur diodskydd fungerar
Utbudet av dioder är inte begränsat till likriktare. Faktum är att detta område är väldigt brett. Bland annat används dioder i skyddssyfte. Till exempel för att skydda elektroniska enheter när de slås på felaktigt med fel polaritet, för att skydda ingångarna på olika kretsar från överbelastning, för att förhindra skador på halvledaromkopplare från självinducerade EMF-pulser som uppstår vid avstängning av induktiva laster, etc. n.
För att skydda ingångarna på digitala och analoga mikrokretsar från överspänning används kretsar av två dioder, som är anslutna i motsatt riktning mot mikrokretsens kraftskenor, och diodkretsens mittpunkt är ansluten till den skyddade ingången.
Om en normal spänning appliceras på kretsens ingång, är dioderna i ett stängt tillstånd och har nästan ingen effekt på driften av mikrokretsen och kretsen som helhet.
Men så snart potentialen för den skyddade ingången överstiger matningsspänningen, kommer en av dioderna att gå in i ledande tillstånd och manipulera denna ingång, vilket begränsar den tillåtna ingångspotentialen till värdet av matningsspänningen plus framåtspänningsfallet över diod.
Sådana kretsar ingår ibland omedelbart i en integrerad mikrokrets vid designstadiet av dess kristall eller placeras i en krets senare, vid utvecklingsstadiet av en nod, ett block eller hela enheten. Skyddsenheter med två dioder tillverkas också i form av färdiga mikroelektroniska komponenter i treterminala transistorboxar.
Om skyddsspänningsområdet behöver utökas, kopplas dioderna istället för att anslutas till bussarna med matningspotentialer till punkter med andra potentialer som ger det erforderliga tillåtna området.
Långa kabellinjer upplever ibland kraftiga störningar, till exempel från blixtnedslag. För att skydda mot dem kan mer komplexa kretsar som innehåller inte bara två dioder, utan också motstånd, begränsare, kondensatorer och varistorer behövas.
Vid avstängning av en induktiv belastning, till exempel en reläspole, choke, elektromagnet, elmotor eller magnetisk startmotor, enligt lagen om elektromagnetisk induktion, uppstår en EMF-puls av självinduktion.
Som ni vet förhindrar självinduktionens emk strömmen från att minska genom någon induktans, och försöker på något sätt hålla strömmen genom den oförändrad. Men i det ögonblick när strömkällan från spolen är avstängd måste induktansens magnetfält försvinna sin energi någonstans, vars värde är
Så så snart induktansen stängs av blir den själv en källa till spänning och ström, och i detta ögonblick visas en spänning på den stängda omkopplaren, vars värde kan vara farligt för omkopplaren. Med solid state-omkopplare är detta fyllt med skador på själva switchen eftersom energin kommer att försvinna snabbt och med mycket hög switcheffekt. För mekaniska brytare kan konsekvenserna bli gnistor och brännande av kontakterna.
På grund av sin enkelhet är diodskydd mycket vanligt och låter dig skydda olika brytare som samverkar med en induktiv belastning.
För att skydda omkopplaren med en induktiv belastning är dioden kopplad parallellt med spolen i en sådan riktning att när driftströmmen initialt flyter genom spolen kommer dioden att låsas. Men så snart strömmen i spolen stängs av uppstår en EMF av självinduktion, som har motsatt polaritet till spänningen som tidigare applicerats på induktansen.
Denna självinduktans emf låser upp dioden, och nu rör sig strömmen som tidigare riktades genom induktansen genom dioden, och magnetfältsenergin försvinner på dioden eller på släckningskretsen som den är ansluten till. På detta sätt kommer vippströmställaren inte att skadas av för hög spänning som appliceras på dess elektroder.
När skyddskretsen innehåller endast en diod, kommer spänningen över spolen att vara lika med framåtspänningsfallet över dioden, det vill säga i området 0,7 till 1,2 volt, beroende på strömmens storlek.
Men eftersom spänningen i dioden i det här fallet är liten, kommer strömmen att sjunka långsamt, och för att påskynda avstängningen av belastningen kan det vara nödvändigt att använda en mer komplex skyddskrets, som inte bara inkluderar en diod, men också en zenerdiod i seriediod, eller diod med resistor eller varistor — en komplett släckningskrets.