Co dzieje się po awarii diody Zenera?

Umieściłem diodę Zenera 6V na szynach 5V / GND w moim obwodzie i chcę wiedzieć, co się stanie, jeśli moje zasilanie nie powiedzie się jakoś do 12V.

Zener zdecydowanie usmaży, ale co stanie się potem? Czy mogę powiedzieć na pewno, czy wynikiem będzie zwarcie czy przerwa w obwodzie? Czy jest jakiś sposób, aby upewnić się, że mam zwarcie (chroniąc w ten sposób pozostałe elementy na płycie)? Dowiedziałem się wszystkiego o diodach, ale nikt nie wspomniał o tym, co dzieje się po ich usmażeniu.

Po pierwsze, dlaczego Zenera usmaży? Być może masz zasilacz 12V zasilający twój regulator, ale twoje źródło zasilania musi mieć bezpiecznik lub bezpiecznik, aby być bezpiecznym. Jeśli ten bezpiecznik lub przerywacz obwodu ma prąd, który może tolerować zener, zenera powinien być chroniony przez zenera, dopóki bezpiecznik się nie wyłączy, a zenerowi nie zaszkodzi. Jeśli obecna ocena jest wyższa niż zener może znieść, cóż, popełniłeś błąd przy wyborze ogranicznika prądu.

Jaka jest funkcja zenera 6V? Jeśli jego funkcją jest ochrona szyny 5V w twoim obwodzie, to sugeruję, że nie będzie dobrze. Wiele komponentów 5 V ma maksymalne napięcie wejściowe około 5,5 V lub 6 V, więc zener 6,2 V niewiele pomoże. Nie jestem pewien, jakie jest twoje środowisko, ale zwykle lepiej jest po prostu wszystko zamknąć, jeśli twój regulator zawiedzie, niż pozwolić, aby Zener uruchomił wszystko.

Jednym z powszechnych zastosowań diody w celu ochrony przed błędami jest użycie diody prostowniczej z odwrotnym napięciem na zaciskach wejściowych. W ten sposób, jeśli ktoś podłączy źródło do tyłu, moc zostanie rozproszona w wyznaczonej diodzie. Upewnij się, że napięcie przewodzące tej diody jest niższe niż maksymalne napięcie wsteczne na chronionych elementach. W tej konfiguracji, gdy źródło jest podłączone do tyłu, nic nie będzie działać: napięcie zasilania wyniesie -0,7 V. Przypuszczalnie zauważysz, że dioda LED zasilania nie świeci się lub obwód nie działa, i popraw błąd.

Po drugie, nie, nie możesz powiedzieć, czy wynikiem będzie zwarcie czy przerwa w obwodzie. Obsługiwałeś urządzenie poza specyfikacjami, więc wszystko może się zdarzyć.

Wszystkie diody Zenera mają arkusz danych.

Arkusz danych, taki jak obietnica, którą daje ci producent - jeśli pozostaniesz w pewnych ścisłych granicach opisanych w arkuszu danych, wówczas producent gwarantuje, że urządzenie będzie działać zgodnie z opisem w arkuszu danych; jeśli pobyt w ramach innych nieco luźniejsze granicach opisanych w arkuszu danych, a następnie Producent gwarantuje, że żadne trwałe uszkodzenie wystąpi w urządzeniu, a kiedy wraca do wąskim przedziale, urządzenie będzie później pracy zgodnie z opisem.

Nie ma gwarancji, co dokładnie zrobi urządzenie poza ścisłymi limitami, dlatego dobrzy projektanci zakładają, że najgorsza możliwa rzecz wydarzy się poza tym zakresem. Następnie, gdy klienci robią na swoich deskach rzeczy znacznie wykraczające poza to, co zamierzali, projektanci są mile zaskoczeni, że zostało coś do ocalenia :-).

Jeśli umieścisz rezystor mocy między zasilaczem a płytą, możesz wybrać rezystor, który może ograniczyć prąd tak, że nawet przy 12 V na jednym końcu rezystora, zener może przytrzymać drugi koniec rezystora blisko do 6 V bez przekraczania specyfikacji mocy maksymalnej Zenera.

Jeśli Zener kiedykolwiek przekroczy maksymalną specyfikację mocy maksymalnej, powinniśmy założyć, że stanie się najgorsza możliwa rzecz - w tym przypadku, że się nie otworzy.

Bardziej zaawansowane metody ochrony komponentów przed przepięciem obejmują: różne obwody łomu ( jeden przykład ); stosowanie podobnego rezystora w celu ograniczenia mocy przed zasileniem, zanim trafi ona do regulatora napięcia; stosowanie iskierników w celu ograniczenia napięcia wejściowego do 600 V; oraz różne obwody, które wyłączają się, gdy wejście „wygląda źle” za pomocą tranzystora, który może z łatwością wytrzymać kilkaset woltów po wyłączeniu ( Jak zabezpieczyć się przed zrzutem obciążenia samochodowego? ).

Możesz rozważyć obwód łomu tyrystora.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Jeśli napięcie wzrośnie na tyle, aby spowodować awarię Zenera, tyrystor zostanie wyzwolony i nastąpi zwarcie zasilania. Jeśli bezpiecznik nie przepali się (lub nie istnieje), tyrystor pozostanie włączony do momentu wyłączenia prądu. C1 zmniejsza podatność na hałas.

Termin „łom” jest terminem kolejowym pochodzącym z systemów elektryfikacji trzeciej szyny. W razie nagłego wypadku lineman mógłby wyzwolić zasilanie elektryczne, rzucając łom między żywe a jedno z torów jezdnych na torze.

Obwód ten nie jest bardzo precyzyjny ze względu na zmienność napięć włączania tyrystora. Zobacz obwody łomu Axotron, aby uzyskać więcej pomysłów i ulepszeń.

Ogólnie rzecz biorąc, nie można liczyć na niezdefiniowane zachowanie komponentów - ponieważ może być, jak wiadomo, niezdefiniowane.

To, co zaleciłbym, to zainstalowanie bezpiecznika (zwykłego bezpiecznika drutowego lub automatycznie resetowalnego bezpiecznika polimerowego), który ogranicza ilość prądu, którą obwód może pobierać bez wysadzenia Zenera.

Alternatywnie możesz zainstalować rezystor szeregowo z obwodem - jeśli masz bardzo niskie oczekiwane zużycie energii, nie wpłynie to zbytnio na ciebie, a jedynie ochronisz obwód jako wtórne, mniej wydajne źródło zasilania.

Bezpieczniki ogólnie są dobrym pomysłem na kontrolowaną awarię, zastanawiam się, dlaczego ludzie o nich zapominają.

Przeprowadziłem eksperyment z zenerem. Zener zwykle nie działa KRÓTKO w obwodzie zwrotnym, ale zanim zostanie zwarty, jego napięcie na zaciskach rośnie, to znaczy zachowuje się jak obwód otwarty przez kilka sekund, a następnie na stałe ulega zwarciu. Tak więc użycie jednego zenera nie zawsze chroni urządzenie. Więc lepszy plan, aby połączyć 2 lub więcej zenerów równolegle. Na przykład: aby zabezpieczyć linię 5 V, podłącz zenera 5.1 V i 5.3 V równolegle.