Bảo vệ diode hoạt động như thế nào
Phạm vi của điốt không giới hạn ở bộ chỉnh lưu. Trên thực tế, khu vực này rất rộng. Trong số những thứ khác, điốt được sử dụng cho mục đích bảo vệ. Ví dụ: để bảo vệ các thiết bị điện tử khi chúng được bật không chính xác với cực sai, để bảo vệ đầu vào của các mạch khác nhau khỏi bị quá tải, để tránh làm hỏng công tắc bán dẫn do các xung EMF tự tạo xảy ra khi tắt tải cảm ứng, v.v. N.
Để bảo vệ đầu vào của vi mạch kỹ thuật số và tương tự khỏi quá điện áp, các mạch gồm hai điốt được sử dụng, được kết nối theo hướng ngược lại với đường ray nguồn của vi mạch và điểm giữa của mạch điốt được kết nối với đầu vào được bảo vệ.
Nếu một điện áp bình thường được đặt vào đầu vào của mạch, thì các điốt ở trạng thái đóng và hầu như không ảnh hưởng đến hoạt động của vi mạch và toàn bộ mạch.
Nhưng ngay khi điện thế của đầu vào được bảo vệ vượt quá điện áp nguồn, một trong các điốt sẽ chuyển sang trạng thái dẫn điện và điều khiển đầu vào này, do đó giới hạn điện thế đầu vào cho phép ở giá trị của điện áp nguồn cộng với điện áp chuyển tiếp giảm trên đầu vào. điốt.
Các mạch như vậy đôi khi được đưa ngay vào một vi mạch tích hợp ở giai đoạn thiết kế tinh thể của nó hoặc được đặt trong một mạch sau đó, ở giai đoạn phát triển một nút, khối hoặc toàn bộ thiết bị. Các cụm hai đi-ốt bảo vệ cũng được sản xuất dưới dạng các linh kiện vi điện tử chế tạo sẵn trong các hộp bóng bán dẫn ba cực.
Nếu cần mở rộng phạm vi điện áp bảo vệ, thì thay vì được kết nối với các bus có điện thế cung cấp, các điốt được kết nối với các điểm có điện thế khác sẽ cung cấp phạm vi cho phép cần thiết.
Các đường dây cáp dài đôi khi bị nhiễu mạnh, chẳng hạn như do sét đánh. Để bảo vệ chống lại chúng, có thể cần các mạch phức tạp hơn không chỉ chứa hai điốt mà còn có điện trở, bộ giới hạn, tụ điện và biến trở.
Khi tắt tải cảm ứng, chẳng hạn như cuộn dây rơle, cuộn cảm, nam châm điện, động cơ điện hoặc bộ khởi động từ, theo định luật cảm ứng điện từ, một xung tự cảm ứng EMF xảy ra.
Như bạn đã biết, emf của tự cảm ứng ngăn không cho dòng điện giảm qua bất kỳ cuộn cảm nào, cố gắng bằng cách nào đó giữ cho dòng điện qua nó không thay đổi. Nhưng tại thời điểm tắt nguồn dòng điện từ cuộn dây, từ trường của cuộn cảm phải tiêu tán năng lượng của nó ở đâu đó, giá trị của nó là
Vì vậy, ngay sau khi tắt điện cảm, chính nó sẽ trở thành nguồn điện áp và dòng điện, và tại thời điểm này, một điện áp xuất hiện trên công tắc đóng, giá trị của nó có thể gây nguy hiểm cho công tắc. Với các công tắc trạng thái rắn, điều này gây ra nhiều thiệt hại cho chính công tắc vì năng lượng sẽ tiêu tan nhanh chóng và ở công suất chuyển mạch rất cao. Đối với công tắc cơ, hậu quả có thể là tia lửa và cháy các tiếp điểm.
Do tính đơn giản của nó, bảo vệ đi-ốt rất phổ biến và cho phép bạn bảo vệ các công tắc khác nhau tương tác với tải cảm ứng.
Để bảo vệ công tắc với tải cảm ứng, diode được kết nối song song với cuộn dây theo hướng sao cho khi dòng điện hoạt động ban đầu chạy qua cuộn dây, diode sẽ bị khóa. Nhưng ngay sau khi dòng điện trong cuộn dây bị tắt, EMF của hiện tượng tự cảm ứng xảy ra, có cực tính ngược với điện áp trước đó đặt vào cuộn cảm.
Emf tự cảm này mở khóa đi-ốt, và bây giờ dòng điện trước đó được dẫn qua cuộn cảm di chuyển qua đi-ốt và năng lượng từ trường bị tiêu tán trên đi-ốt hoặc trên mạch dập tắt mà nó được kết nối. Bằng cách này, công tắc bật tắt sẽ không bị hỏng do điện áp quá cao đặt vào các điện cực của nó.
Khi mạch bảo vệ chỉ bao gồm một diode, điện áp trên cuộn dây sẽ bằng với điện áp chuyển tiếp giảm trên diode, nghĩa là trong vùng 0,7 đến 1,2 volt, tùy thuộc vào cường độ dòng điện.
Nhưng vì điện áp trong diode trong trường hợp này nhỏ, dòng điện sẽ giảm chậm và để tăng tốc độ tắt tải, có thể cần sử dụng mạch bảo vệ phức tạp hơn, không chỉ bao gồm một diode, mà còn là điốt zener trong điốt nối tiếp, hoặc điốt có điện trở hoặc biến trở - một mạch dập tắt hoàn chỉnh.