Kako deluje diodna zaščita
Ponudba diod ni omejena na usmernike. Pravzaprav je to področje zelo široko. Med drugim se diode uporabljajo v zaščitne namene. Na primer za zaščito elektronskih naprav, ko so nepravilno vklopljene z napačno polarnostjo, za zaščito vhodov različnih vezij pred preobremenitvijo, za preprečevanje poškodb polprevodniških stikal zaradi samoinduciranih EMF impulzov, ki se pojavijo pri izklopu induktivnih bremen itd. n.
Za zaščito vhodov digitalnih in analognih mikrovezij pred prenapetostjo se uporabljajo vezja dveh diod, ki sta priključena v nasprotni smeri na močnostne tirnice mikrovezja, srednja točka diodnega vezja pa je povezana z zaščitenim vhodom.
Če se na vhod vezja uporablja običajna napetost, so diode v zaprtem stanju in skoraj ne vplivajo na delovanje mikrovezja in vezja kot celote.
Toda takoj, ko potencial zaščitenega vhoda preseže napajalno napetost, bo ena od diod prešla v prevodno stanje in manipulirala s tem vhodom ter tako omejila dovoljeni vhodni potencial na vrednost napajalne napetosti plus padec napetosti naprej na dioda.
Takšna vezja so včasih vključena takoj v integrirano mikrovezje v fazi načrtovanja njegovega kristala ali pa so v vezje postavljena pozneje, na stopnji razvoja vozlišča, bloka ali celotne naprave. Zaščitne dvodiodne sklope izdelujemo tudi v obliki gotovih mikroelektronskih komponent v tripolnih tranzistorskih škatlah.
Če je potrebno območje zaščitne napetosti razširiti, se diode namesto na vodila z napajalnimi potenciali priključijo na točke z drugimi potenciali, ki bodo zagotovili zahtevano dovoljeno območje.
Dolgi kabelski vodi včasih doživljajo močne motnje, na primer zaradi udara strele. Za zaščito pred njimi bodo morda potrebna bolj zapletena vezja, ki ne vsebujejo samo dveh diod, temveč tudi upore, omejevalnike, kondenzatorje in varistorje.
Pri izklopu induktivne obremenitve, na primer relejne tuljave, dušilke, elektromagneta, elektromotorja ali magnetnega zaganjalnika, se v skladu z zakonom elektromagnetne indukcije pojavi EMF impulz samoindukcije.
Kot veste, emf samoindukcije preprečuje, da bi se tok zmanjšal skozi katero koli induktivnost, in poskuša nekako ohraniti tok skozi to nespremenjen. Toda v trenutku, ko je vir toka iz tuljave izklopljen, mora magnetno polje induktivnosti nekam razpršiti svojo energijo, katere vrednost je
Torej, takoj ko je induktivnost izklopljena, sama postane vir napetosti in toka in v tem trenutku se na zaprtem stikalu pojavi napetost, katere vrednost je lahko nevarna za stikalo. Pri polprevodniških stikalih je to preobremenjeno s poškodbo samega stikala, saj se bo energija hitro razpršila in pri zelo visoki moči stikala. Pri mehanskih stikalih so lahko posledice iskrenje in ožig kontaktov.
Zaradi svoje preprostosti je diodna zaščita zelo pogosta in vam omogoča zaščito različnih stikal, ki sodelujejo z induktivno obremenitvijo.
Za zaščito stikala z induktivno obremenitvijo je dioda povezana vzporedno s tuljavo v taki smeri, da ko obratovalni tok na začetku teče skozi tuljavo, bo dioda zaklenjena. Toda takoj, ko je tok v tuljavi izklopljen, se pojavi EMF samoindukcije, ki ima nasprotno polarnost od napetosti, ki je bila prej uporabljena za induktivnost.
Ta samoinduktivna emf odklene diodo in zdaj se tok, ki je bil prej usmerjen skozi induktivnost, premika skozi diodo, energija magnetnega polja pa se razprši na diodi ali na dušilnem krogu, v katerega je priključena. Na ta način preklopno stikalo ne bo poškodovano zaradi previsoke napetosti na njegovih elektrodah.
Ko zaščitno vezje vključuje samo eno diodo, bo napetost na tuljavi enaka padcu napetosti naprej na diodi, to je v območju od 0,7 do 1,2 volta, odvisno od velikosti toka.
Ker pa je napetost v diodi v tem primeru majhna, bo tok počasi padal in da bi pospešili izklop bremena, bo morda treba uporabiti bolj zapleteno zaščitno vezje, ki vključuje ne le diodo, ampak tudi zener dioda v zaporedni diodi ali dioda z uporom ali varistorjem - popolno dušilno vezje.