Wlancards.ru

ПК техника, WI FI Адаптеры
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Защитный диод

Свободный диод

Обгонные диоды (англ. Flyback diode ) служат для защиты от перенапряжения при отключении индуктивной нагрузки постоянным напряжением (например, электродвигатель , катушка реле , тянущий магнит ). Для этого полупроводниковые диоды ( на принципиальной схеме называемые диодами свободного хода ) подключаются параллельно индуктивным потребителям постоянного тока (на принципиальной схеме: L с составляющей сопротивления R L ) таким образом, чтобы они были загружены источником питания. напряжение в обратном направлении .

После отключения напряжения питания, то самоиндукция на катушки гарантирует , что ток сначала хочет продолжать течь в первоначальном направлении. Без обратного диода это приводит к скачку напряжения, который добавляется к рабочему напряжению и может повредить или разрушить путь переключения. Однако в случае диода с обратным ходом пик напряжения ограничивается прямым напряжением диода (около 0,7 В для кремния). Это защищает электронные компоненты (например, полупроводники, такие как транзисторы ), но также очень эффективно переключает контакты от перенапряжения (на рисунке до максимум 12,6 В). Ток протекает через диод, и энергия магнитного поля, которая соответствует области, отмеченной зеленым цветом, в значительной степени преобразуется в тепло в омическом сопротивлении катушки и небольшой части диода.

Зеленая зона определяется накопленной магнитной энергией. Если высота этой области напряжение-время ограничена, время затухания увеличивается для компенсации, что приводит к задержке отключения реле и тянущего магнита. Обратное напряжение диода и обратное напряжение переключающего элемента должны быть такими же высокими, как напряжение переключения (12 В на изображении) в схемах этого типа с соответствующими размерами . Кроме того, допустимый пиковый ток диода должен соответствовать току на индуктивности в момент выключения.

Чтобы сократить задержку выключения, необходимо увеличить высоту зеленой зоны. Есть несколько способов сделать это: Вы можете

  • вместо холостого диода, член Бушро, использующий
  • Подключите подходящий резистор или стабилитрон последовательно с выпрямителем. Произведение результирующего перенапряжения и продолжительности постоянно.
  • Подключите стабилитрон или варистор параллельно пути переключения или переключающему транзистору . Они должны иметь более высокое обратное напряжение, чем рабочее напряжение, и ограничивать коммутируемое напряжение до его напряжения пробоя.

В этих упомянутых вариантах путь переключения должен выдерживать значительно более высокое коммутируемое напряжение, чем рабочее напряжение потребителя.

Переключающие диоды обратноходовых преобразователей и импульсных регуляторов также называют диодами свободного хода. Здесь они также обеспечивают рассеивание магнитной энергии индуктивности (накопительный дроссель или трансформатор). Однако здесь эта энергия желательна и генерирует выходную мощность.

Симптомы

Чаще всего нет никаких звуков, двигатель не вращается, диск не определяется Элементы платы могут чрезмерно нагреваться, а короткое замыкание на плате диска не даст включиться и самому компьютеру. Из необычных случаев – двигатель раскручивается, после чего раздастся ритмичный стук. Это симптом неработающих головок, а иногда результат отсутствия у них корректного управления, за которое отвечает элемент платы.

Смежные проблемы

Так как диск с неисправной платой “обездвижен”, то эта проблема является препятствием к выявлению многих других диагнозов. Самое частое неприятное дополнение – это неисправность блока магнитных головок, так как при проблемах с питанием может пострадать и внутренняя электроника.

Проблемы-обманщики

Неисправность платы легко спутать с другими проблемами. Не слыша вращения диска, можно неправильно продиагностировать диск с залипанием магнитных головок или заклинившим двигателем. Однако, если вы уже выяснили, что неисправен диск, важно не подключать его к питанию, так как в этом случае велика вероятность выхода из строя всей электроники диска, а заодно и двигателя.

  • Автор
  • Сообщение
Читайте так же:
Жесткий диск wd ultrastar dc hc520 huh721212ale604

Диоды, стабилитроны, супрессоры

  • Цитата

RGP308-RGP310 (используется в Pentax AF-540FGZ)
SM3-06FR (в ранних всп. Canon)
SM3-08FR (Nikon SB-800)
RPG30J
HER306-HER308
FR305-FR307
SF308-SF309
S3L40-S3L60
UF3J-UF3K (smd)
D4F60 (smd), маркировка «4FV»

Изображение Изображение Изображение Изображение

Re: Диоды, стабилитроны, интегрированные стабилизаторы

  • Цитата

https://impulsite.ru/ctlg/parts/stab/d6f.jpg — пятиногая микросхема с маркировкой «D6F» — это сборка защитных стабилитронов EMZ6.8ET2R (на 6,8 В). Спецификация .

Re: Диоды, стабилитроны, интегрированные стабилизаторы

  • Цитата

Диоды проверяют мультиметрами на диапазоне 2k или на прозвонке диодов:

Изображение Изображение Изображение Изображение Изображение

SerpSB писал(а): У меня среди радиодеталей скопилось стабилитроны с различной цветовой маркировкой на корпусе:

Чтобы идентифицировать их необходимо обращаться к справочнику. В журнале «Радиолюбитель» №3 2001 г. я прочитал статью С. Гордиенко «Прибор для проверки полупроводниковых стабилитронов» с простой схемой: https://impulsite.ru/ctlg/instrum/stab- . eb759f.png

По этой схеме изготовил приставку. В своем варианте приставки я применил импульсный трансформатор на ферритовом кольце и напряжение питания приставки снизил до 1,5 вольта. Изменения коснулись также номиналов некоторых компонентов:

Изображение

При напряжении питания 1,5 вольт и потребляемом токе около 36 мА напряжение холостого хода на выходе приставки получилось около 150 вольт. При питании от аккумулятора с напряжением 1,2 вольта выходное напряжение снижается до 130 вольт.
Приставка сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 0,4 вольта (при этом, соответственно, снижается выходное напряжение), что позволяет во многих случаях использовать для ее питания даже подсевшие элементы.

Детали приставки разместил на печатной плате размерами 60х23 мм. Корпус приставки склеил из листового пластика толщиной 2 мм. Плату в корпусе закрепил термоклеем:

Изображение Изображение Изображение Изображение

Для подсоединения к мультиметру использовал штекеры от его щупов, которые впаял прямо в плату. Для подключения стабилитронов в плату впаял гнезда от разъема 2РМ.
_________________
Владимир SerpSB

Re: Диоды, стабилитроны, интегрированные стабилизаторы

  • Цитата

Стабилитроны.
Стабилитроны мультиметром проверяются так же как диоды. Следует учитывать, что стабилитроны с маленьким напряжением стабилизации, меньше 3-5 вольт, при такой проверке могут открываться в обе стороны. При подключении к цифровому мультиметру стабилитрон звонится в обоих направлениях. Весь фокус в том, что на щупах цифрового мультиметра присутствует около 5 вольт, и поэтому в обратном направление низковольтный стабилитрон тоже открывается. Поэтому не стоит проверять стабилитроны с низким напряжением стабилизации цифровыми мультиметрами, лучше используйте старый аналоговый тестер.
И мультиметром невозможно определить исправность симметричных стабилитронов.

Часто стабилитроны внешне очень похожи на диоды.
Узнать стабилитрон ли это, можно, кратковременно подключая его к источнику постоянного напряжения около 30-40 В последовательно с токоограничивающим резистором, так, чтобы ток через проверяемую деталь был около 1-5 мА. Ну, примерно, резистор 10-20 кОм.
В прямом направлении на диоде и на стабилитроне будет падение напряжения около 0,5-1.0 В.
В обратном направлении на диоде падение напряжения почти как у источника напряжения, не меняется. Диод должен держать такое обратное напряжение. А стабилитрон откроется и на выводах будет напряжение стабилизации.
С высоковольтными стабилитронами немного иначе. Но можно проверять и высоковольтные стабилитроны, если в качестве тестового источника напряжения применить схему от вспышки одноразового фотоаппарата, генерирующую высокое напряжение, как это делают коллеги adash: Высоковольтный генератор для проверки пробивного напряжения и SerpSB: Приставка для проверки полупроводниковых стабилитронов.

Читайте так же:
Добавить оперативную память с жесткого диска

Денис Яковлев писал(а): Немного о применении диодов в качестве высоковольтных стабилитронов:

Диоды в качестве стабилитронов. Температурная зависимость Д220 и КД106

Изображение Изображение

Стабилизаторы — неотъемлемая часть радиоэлектронной аппаратуры. Их обычно выполняют на базе источников образцового напряжения, основой которых служит нелинейный элемент. Чаще всего для этой цели используют стабилитроны с напряжением стабилизации от единиц Вольт до 180 В.
Однако при создании слаботочных экономичных источников образцового напряжения на 200…300 В радиолюбителям приходится использовать стабилитроны КС620А, КС650А и им подобные, у которых номинальный ток стабилизации достигает нескольких десятков миллиампер, а это ведет к бесполезным потерям энергии.

Поэтому поиск путей стабилизации напряжения 200. 300 В при малых затратах мощности представляет немалый интерес. Для решения этой задачи были исследованы диоды при обратном их включении в параметрический стабилизатор. Как известно (см., например, И. П. Жеребцов. Основы электротехники.— М: Энергоатомиздат, 1985), на Вольт-амперной характеристике некоторых полупроводниковых диодов при их обратном включении есть участок, который может быть использован для стабилизации напряжения.

В частности, были проверены 100 диодов Д220Б. Результаты измерений показали, что напряжение стабилизации Uст этих диодов имеет значительный разброс — для 60 % из них при токе стабилизации Істобр=300. 600 мкА оно находится в пределах 220. 245 В (рис. 1).

Для определения надежности работы диодов-стабилитронов были проведены их испытания при различной мощности рассеяния. Для этого диоды были включены на напряжение стабилизации 240 В при различных значениях обратного тока в течение 1500 часов. Ни один диод не вышел из строя.

Затем была снята зависимость напряжения стабилизации от температуры (рис. 2).

Изображение

Из графика видно, что при повышении температуры напряжение стабилизации увеличивается. ТК напряжения стабилизации диодов не превышает 0,07 % в интервале от 10 до 80 °С.

М. РАХИМОВ
Радио ,№9 1988г.

Обратите особое внимание на повышение напряжения стабилизации в зависимости от температуры — это чревато не только нестабильностью световой энергии вспышки, но и перенапряжением и выкипанием накопительного конденсатора.

А источников тепла во вспышке предостаточно: пилотный свет, конденсаторы удвоителя, зарядный (и, если есть, разрядный) резистор, сама импульсная лампа. Если детали скомпонованы неудачно, то при интенсивной работе все может окончиться трагично.

От себя замечу, что у диода 2Д106А температурный дрейф напряжения стабилизации отсутствует. А положительный дрейф диода Д220 можно нивелировать, использовав с ним в паре диод, у которого этот дрейф отрицательный — например КД509 (ток 500 мкА — сопротивление в параметрическом стабилизаторе 180 кОм).

Veryutin писал(а): Проверка параметров высоковольтных стабилитронов из Д220 и КД106

Проверялись от источника стабилизированного напряжения — 300 Вольт.
При нагрузке в 10 мегаОм и 1 мегаОм
13 мкА и 130 мкА соответственно.

Стабилитрон подключался к стабилизированным 300 Вольтам последовательно с прибором сопротивлением 10 мегаОм METEX31.

Читайте так же:
Материнка включается и сразу выключается

Изображение

— ток 13 мкА.
Потом — параллельно прибору добавлялся резистор 1 мегаОм.
— ток 130 мкА.

Напряжения стабилизации:
напряжения для КД106
168, 171, 163, 172, 170, 167, 175, 186, 142, 172, 155, 176, 185, 180, 192, 152, 162, 183 ,160.
напряжения для Д220
от 100 Вольт до 260 Вольт. Разброс больше.

Зависимость напряжения стабилизации от тока
У КД106 и BZX55 160/120 Вольт — отрицательное динамическое сопротивление.
При увеличении тока от 13 мка до 120 мка — напряжение ПАДАЕТ! на 0.5 Вольт.

У Д220 — положительное.
При увеличении тока от 13 мка до 130 мка — напряжение стабилизации растет на 5 Вольт.

Температурная зависимость
от температуры руки.
У КД106 и BZX 55 160 /120 Вольт — напряжение повышается на 1 Вольт.

У Д220 — напряжение не меняется от температуры руки..

Стабилитроны из КД521-КД522 в качестве высоковольтных стабилитронов

Изображение

Проверялось при 300 Вольтах и двух положениях тока.

Изображение

Напряжение стабилизации — в среднем — около 100 Вольт. Разброс — от 70 Вольт до 130 Вольт.

У меня рабочий ток стабилизации был порядка 40 — 60 мкА. Такие же по параметрам, как и Д220. Набирал 300 Вольт из трех разных диодов.

Что такое диодная защита от обратной полярности?

На самом деле вы можете получить защиту от обратной полярности с помощью одного лишь диода. Да, всё, что вам нужно, это один диод. Это действительно работает, но, конечно, более сложное решение может обеспечить лучшую эффективность.

Идея здесь состоит в том, чтобы поставить в линию питания последовательно диод.

Защита от обратной полярности с помощью диода Защита от обратной полярности с помощью диода

Если вы не знакомы с этим методом, он может показаться немного странным. Может ли диод изменить полярность приложенного напряжения? Может ли он действительно «изолировать» схему, расположенную ниже, от приложенного напряжения?

Он, конечно, не сможет «отменить» обратную полярность, но он может изолировать остальную часть схемы от этого условия просто потому, что он не будет проводить ток, когда напряжение катода выше напряжения анода. Таким образом, в случае обратной полярности наносящие повреждения обратные токи не смогут протекать, и напряжение на нагрузке не будет таким же, как обратное напряжение источника питания, потому что диод работает подобно разрыву в цепи.

Схема LTspice, показанная выше, позволяет нам исследовать переходное и установившееся поведение схемы защиты на основе диода. Первоначально напряжение составляет 0В, затем оно резко изменяется до –3В. Моя идея здесь заключается в том, чтобы имитировать эффект неправильной установки двух аккумуляторов 1,5В (или одной батареи 3В). Моделирование включает в себя сопротивление нагрузке (соответствующее схеме, которая потребляет около 3 мА) и емкость нагрузки (соответствующая блокировочным конденсаторам у нескольких микросхем).

Результаты моделирования схемы защиты от обратной полярности с помощью диода Результаты моделирования схемы защиты от обратной полярности с помощью диода

Вы можете видеть, что через диод протекает некоторый обратный ток (т.е. от катода к аноду). Переходной ток очень мал, а ток в установившемся состоянии незначителен. Однако ток течет, и, следовательно, диод со стороны катода не совсем «оторван» от цепи питания; вместо этого в цепи нагрузки имеется очень малое обратное напряжение. Однако это не является установившимся состоянием. Если мы продолжим моделирование до 300 мс, мы увидим следующее:

Читайте так же:
Лучший ssd диск с алиэкспресс

Результаты моделирования схемы защиты от обратной полярности с помощью диода (продолжительность 300 мс) Результаты моделирования схемы защиты от обратной полярности с помощью диода (продолжительность 300 мс)

Так как емкость нагрузки заряжается и становится разрывом в цепи, ток падает до нуля (точнее, до 0,001 фемтоампера, в соответствии с LTspice), и, следовательно, на нагрузке нет никакого обратного напряжения. Вывод здесь заключается в том, что диод не идеален, но, насколько мне известно, его достаточно, потому что я не могу себе представить, что на какую-то реальную схему могут негативно повлиять

100 мс напряжения обратной полярности в несколько микровольт.

2. Теоретический расчет ЭДС самоиндукции

Рассмотрим явление самоиндукции на примере работы электромагнитной катушки при пропускании через нее постоянного тока. Включение катушки происходит при помощи бесконтактного датчика. Катушку можно заменить на последовательно соединенные активное Rk и индуктивное Lk сопротивления (рисунок 3).

Эквивалентная схема электромагнитной катушкиРисунок 3 — Эквивалентная схема электромагнитной катушки

Тогда электрическая схема будет иметь вид, представленный на рисунке 4.

Схема включения электромагнитной катушкиРисунок 4 — Схема включения электромагнитной катушки

При сработавшем датчики падение напряжения U на катушке составляет 24 В. При коммутации индуктивной нагрузки в первый момент времени ток остается равным току до коммутации, а после изменяется по экспоненциальному закону. Таким образом, при переходе управляющего транзистора в закрытое состояние катушка начинает генерировать ЭДС самоиндукции, предотвращающую падение тока. Попробуем рассчитать величину генерируемого катушкой напряжения.

На рисунке 5 показано направление тока при открытом транзисторе. Переход транзистора в закрытое состояние фактически означает что цепь катушки с генерируемым ЭДС самоиндукции замыкается через подтягивающий резистор. Обозначим его Ro. По документации датчика это сопротивление составляет 5,1 кОм.

Направление тока при открытом транзистореРисунок 5 — Направление тока при открытом транзисторе Направление тока после перехода транзистора в закрытое состояниеРисунок 6 — Направление тока после перехода транзистора в закрытое состояние

На рисунке 6 видно что ток на резисторе Ro поменял направление — это обусловлено возникновением ЭДС самоиндукции в катушке. Для полученного замкнутого контура выполняется следующее уравнение:

Выражая напряжение через ток и сопротивление, получим:

При этом ток в цепи стремится к значению тока при открытом транзисторе:

Подставим данное выражение в предыдущую формулу, получим величину генерируемого напряжения самоиндукции:

Все переменные из этой формулы известны:
U = 24В — напряжение питания
Ro = 5,1кОм — сопротивление подтягивающего резистора датчика
Rk = 900 Ом — активное сопротивление катушки (данные из документации).

Подставив значения в формулу, рассчитаем примерное значение напряжения самоиндукции:

Данный расчет упрощен и не учитывает индуктивность катушки, от которой так же зависит ЭДС самоиндукции. Но даже из упрощенного расчета видно, что величина генерируемого напряжения оказывается во много раз больше номинального напряжения 24В.

Воздействие ЭДС самоиндукции может повредить устройства, имеющие общие с индуктивной нагрузкой цепи питания. На рисунке 7 приведена некорректная схема, на которой от одного источника питания подключен бесконтактный датчик и катушка соленоидного клапана.

Неправильная схема подключения

На первый взгляд, данная схема может работать без каких-либо сбоев. Однако, при выключении катушки клапана возникает всплеск напряжения в результате самоиндукции. Всплеск распространяется по цепи питания на клемму «минус» датчика. В результате, разница потенциалов между коллектором и эмиттером закрытого транзистора превышает максимальное значение, что приводит к его пробою.

Читайте так же:
Моргает дисплей на ноутбуке

Примеры из практики

Иногда стабилитроны проверяют на осциллографе, но для этого необходимо собрать специальную схему.

На рисунке снизу представлена схема приставки и ее подключение к осциллографу.

Однако проверка осциллографом должна производиться специалистом, который хорошо умеет им пользоваться.

Стабилитроны часто применяются как ограничивающие или предохранительные приборы. Например, в качестве защиты от перенапряжения на жестком диске, а, вернее, на его входе питания стоят стабилитроны или супрессоры на 6 и 14 вольт. Превышение напряжения приводит к их пробою или выгоранию. Для проверки просто выпаивают эти элементы, и проверяют жесткий диск без них. Если все включается, дело в стабилитронах. Их меняют на новые.

Еще один пример из практики ремонта скутеров, а именно после некорректной установки сигнализации (и не только) иногда выходит из строя стабилитрон, смонтированный в замке зажигания на «Хонда дио 34». Он понижает напряжение бортовой сети с 12 В до 10, после чего скутер можно завести. Если элемент вышел из строя — мопед не заведется. Полупроводник можно заменить аналогичным с напряжением на 3,9. Аналогичная ситуация и на других моделях скутеров от «хонды»: AF35, AF51 и т.д.

Вот мы и рассмотрели основные способы проверки стабилитронов, делитесь случаями из своей практики в комментариях и задавайте вопросы!

Проверка работоспособности диода, светодиода, стабилитрона.

  • Устанавливаем прибор в режим прозвонки, если такого режима нет, то в режим измерения сопротивления 1кОм;
  • Убеждаемся, что щупы прибора подключены в нужные нам гнезда мультиметра;
  • Провод красного цвета подсоединяется к аноду, а провод черного цвета — к катоду;
  • Производим измерение. В режиме прозвонки, при подключении диода прибор показывает падение напряжения от 200 до 400 мВ для германиевых диодов, от 500 до 700 мВ для кремниевых. При измерении сопротивления прибор будет показывать сопротивление диода. К примеру, для германиевых элементов сопротивление составляет от 100 килоом до 1 магаома, для элементов выполненных из кремния этот показатель равен 1000 мегаом. Если проверяется выпрямительный полупроводник, то значение еще более высокое. Это обязательно нужно учитывать, чтобы не допустить ошибку при определении результатов;
  • Меняем местами красный и черный щуп прибора;
  • Производим измерение. Если диод подключить в обратном направлении, то прибор будет показывать единицу «1», то есть величина сопротивления или напряжения утечки бесконечно большая;
  • Нужно помнить, что может быть вовсе не поломка, а утечка. Этот вариант возможен в двух случаях, если прибор долго находился в эксплуатации или же сборка его была выполнена не качественно. Если имеется короткое замыкание или утечка, то прибор покажет низкое сопротивление. Причем при определении результата нужно учитывать вид полупроводника.
  • Делаем выводы о работоспособности элемента.

Если все показатели соблюдены, то можно смело сказать, что он работает правильно и исправен. А вот если хотя бы один параметр не верный, то это свидетельствует о том, что элемент нужно заменить.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector