Do czego służą dwukierunkowe diody Zenera w zabezpieczeniach przejściowych prądu stałego?

Często widzę dwa zenery (w opozycji do siebie) umieszczone na szynach zasilacza. Nie rozumiem, dlaczego jest to konieczne.

Na przykład, jeśli mam diodę Zenera 16 V i szynę zasilającą 12 V, Zener 16 V ochroni zasilanie przed stanami nieustalonymi powyżej 16 V. Zapobiegnie również ujemnym stanom nieustalonym poniżej -0,7 V - powiedzmy, jeśli odwrócę baterię.

Dlaczego umieszczenie dwóch zenerów w opozycji poprawiłoby to. Powiedz, czy umieściłem dwa Zenery 15 V w tej samej konfiguracji. Teraz będzie chronić zasilanie przed stanami nieustalonymi powyżej ~ 16 V (co jest w porządku). ale teraz ochroni zasilanie tylko przed ujemnymi stanami nieustalonymi poniżej -16 V zamiast -0,7 V. Dlaczego ktoś miałby tego chcieć? Nie chcę, aby szyna dostaw spadła na minus na żadnym etapie!

Na przykład: patrz przykładowe obwody w http://cds.linear.com/docs/Datasheet/4359f.pdf

Standardy projektowania samochodów są bardzo surowe.

Elektronika musi przetrwać samochód, który rozpoczyna skok w tył i jest zasilany napięciem 24 V. (Tak, ludzie nadal to robią w środku zimy). Musi także obsłużyć zrzut ładunku z odłączonym akumulatorem pod obciążeniem.

Jeśli twój projekt przetrząsa baterię przy -0,7 V, wybuchnie jak bezpiecznik, wtedy nie masz żadnej ochrony.

Ostrzegam więc, że testy motoryzacyjne są znacznie bardziej rygorystyczne. Ta szczególna konstrukcja Zenera ma na celu ochronę regulatora przed uszkodzeniem w jego abs. maks. wejście -40V ~ + 80V, co może się wydawać wystarczające, ale te zenery nie będą wybuchały w teście samochodowym + 24 / 12V, ale chronią urządzenie przed dodatkowymi skokami powyżej tego.

Dwukierunkowe urządzenia TVS, jak wspomniałeś, nie mają polaryzacji. Można ich użyć do ograniczenia dodatnich i ujemnych wahań w aplikacji AC. Dwa jednokierunkowe urządzenia w szeregu również mogą to zrobić, ale możesz dostosować próg zaciskania, zmieniając TVS - możesz mieć 12 V szeregowo przy 24 V o przeciwnej polaryzacji, a zacisk działałby przy 12 V + 0,6 V w jedną stronę, lub 24 V + 0,6 V w drugą stronę.

W obwodzie prądu stałego można je wstawić w obie strony i będą one działać zgodnie z opisem - przydatny zacisk dodatni i mniej niż przydatny (w wielu przypadkach) zacisk ujemny. Jeśli jednak zainstalujesz pojedynczy jednokierunkowy TVS do tyłu, masz naprawdę sztywny zacisk dodatni na tym, co próbujesz chronić - na przykład, zamiast 16 V, utknie na 0,6 - 0,7 V.

W przypadku zacisków niskonapięciowych (takich jak cęgi ESD na liniach I2C) normalne jest stosowanie urządzeń jednokierunkowych w celu kontroli ujemnych skoków napięcia.

W cytowanym arkuszu danych znajduje się aplikacja motoryzacyjna, w której prąd stały pochodzący z akumulatora / alternatora jest po prostu najgorszym źródłem prądu stałego, jakie można sobie wyobrazić (niewiarygodnie sztywne i podlegające ogromnym, przerażającym przejściowym / udarom itp.) - wybór TVS 70 V w seria z 24V jest celowa:

The LTC4359 operates from 4V to 80V and withstands
an absolute maximum range of –40V to 100V without
damage. In automotive applications the LTC4359 operates
through load dump, cold crank and two-battery jumps,
and it survives reverse battery connections while also
protecting the load.