Patikimo ir ilgalaikio elektroninės įrangos veikimo pagrindas yra stabili maitinimo įtampa. Tam naudojami stabilizuoti maitinimo šaltiniai. Galime sakyti, kad pagrindinis elementas, lemiantis maitinimo šaltinio išėjimo įtampos lygį, yra puslaidininkinis įtaisas - Zenerio diodas. Tai gali būti tiek linijinio stabilizatoriaus pagrindas, tiek slenkstinis elementas perjungimo maitinimo šaltinio grįžtamojo ryšio grandinėje. Šiame straipsnyje mes pasakysime svetainės skaitytojams Pats elektrikas apie prietaisą ir „Zener“ diodo veikimo principą.
Turinys:
- Kas tai yra
- Pagrindinės charakteristikos
- Įprastas grafinis žymėjimas diagramose
- Sujungimo schema
- Žymėjimas
Kas tai yra
Literatūroje pateikiamas toks apibrėžimas:
„Zener“ diodas arba „Zener“ diodas yra įtaisas, skirtas stabilizuoti įtampą elektros grandinėse. Veikia su atvirkštiniu šališkumu gedimo režimu. Prieš prasidedant gedimui, jis turi didelį atsparumą perėjimui. Šiuo atveju tekančios srovės yra nereikšmingos. Jie plačiai naudojami elektronikoje ir elektrotechnikoje.
Paprasčiau tariant, „Zener“ diodas yra skirtas stabilizuoti įtampą elektroninėse grandinėse. Jis įtrauktas į grandinę priešinga kryptimi. Kai įtampa viršija stabilizavimo įtampą, įvyksta grįžtamasis pn sandūros elektros gedimas. Kai tik jis nukrenta iki nominalios, gedimas sustoja ir „Zener“ diodas užsidaro.
Žemiau pateiktame paveikslėlyje yra manekenų grafinė schema, skirta suprasti, kaip veikia Zenerio diodas.
Pagrindiniai privalumai yra mažos kainos ir maži matmenys. Pramonė gamina prietaisus, kurių stabilizavimo įtampa yra 1,8 - 400 V, metaliniuose, keraminiuose ar stikliniuose dėkluose. Tai priklauso nuo galios, kuriai sukurtas „Zener“ diodas, ir kitų charakteristikų.
Norint stabilizuoti aukštos įtampos įtampą nuo 0,4 iki kelių dešimčių kV, naudojami švytėjimo išlydžio Zenerio diodai. Jie turi stiklinį korpusą ir buvo naudojami parametriniuose stabilizatoriuose prieš atsirandant puslaidininkiniams įtaisams.
Įrenginiai, keičiantys savo varžą, priklausomai nuo naudojamos įtampos, turi panašias savybes - tai yra varistoriai. Skirtumas tarp „Zener“ diodo ir varistoriaus yra tas, kad pastarasis turi abipusę simetrišką charakteristiką. Tai reiškia, kad, skirtingai nei diodai, jis neturi poliškumo. Trumpai tariant, varistorius yra skirtas teikti apsauga nuo viršįtampių elektronines grandines.
Slopintuvai naudojami įrangai apsaugoti nuo įtampos šuolių. Skirtumas tarp „Zener“ diodo ir slopintuvo yra tas, kad pirmasis palaipsniui keičia savo vidinę varžą, priklausomai nuo naudojamos įtampos. Antrasis, kai pasiekiama tam tikra įtampos riba, iškart atsidaro. Tie. jo vidinis pasipriešinimas yra nulinis. Pagrindinis slopintuvų tikslas yra apsaugoti įrangą nuo elektros šuolių.
Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta įprastinė puslaidininkio grafinė žymė (UGO pagal GOST) ir jos srovės įtampos charakteristika.
Paveiksle skaičiai nurodo 1-2 skyrių. Jis veikia ir yra skirtas stabilizuoti įtampą grandinėse. Jei prietaisas įjungtas į priekį, jis veiks kaip įprastas diodas.
Rekomenduojame žiūrėti šį vaizdo įrašą, kad išsamiau ištirtumėte „Zener“ diodo veikimo principą, elementų žymėjimą ir jų taikymo sritį.
Pagrindinės charakteristikos
Kurdami maitinimo šaltinius, turėtumėte sugebėti teisingai apskaičiuoti ir pasirinkti reikiamą elementą pagal vertes. Neteisingai pasirinktas „Zener“ diodas iš karto suges arba nepalaikys reikiamo lygio įtampos.
Pagrindinės savybės yra šios:
- įtampa UcT. stabilizavimas;
- vardinė stabilizavimo srovė IArt.tekantis per Zenerio diodą;
- leistinas galios išsklaidymas;
- stabilizavimo temperatūros koeficientas;
- dinaminis pasipriešinimas.
Šias charakteristikas nustato gamintojas ir jos nurodomos informacinėje literatūroje.
Įprastas grafinis žymėjimas diagramose
Visi įrenginiai turi grafinį žymėjimą. Tai būtina, kad nebūtų užteršta elektros grandinė. „Zener“ diodas turi savo grafinį žymėjimą, kurį patvirtina tarpvalstybinis standartas, skirtas vienam projektavimo dokumentų standartui (ESKD).
Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta, kaip ji nurodyta diagramoje pagal GOST 2.730-73, Zenerio diodas praktiškai žymimas kaip diodas, nes iš tikrųjų tai yra viena iš jo veislių.
Norėdami teisingai įtraukti, turėtumėte atskirti, kur pliusas, kur minusas. Žvelgiant į aukščiau pateiktą paveikslėlį, pliusas (anodas) yra kairėje, o minusas (katodas) yra dešinėje. Pagal ESKD, UGO diodų matmenys turėtų būti 5/5 mm. Tai pavaizduota paveikslėlyje žemiau.
Sujungimo schema
Apsvarstykite „Zener“ diodo veikimą, naudodami parametrinio stabilizatoriaus grandinės pavyzdį. Tai yra tipiškas išdėstymas. Čia yra stabilizatoriaus apskaičiavimo formulės.
Tarkime, kad yra 15 voltų, o išėjimas turi būti 9 V. Pagal informacinės knygos įtampos lentelę pasirenkame Zenerio diodą D810. Apskaičiuokime srovę ribojantį rezistorių R1 pagal paveikslėlį žemiau. Tai rodo srovės ribojimo rezistorių ir prijungimo schemą. Įtampos reguliavimo režimas pažymėtas srovės įtampos charakteristikoje 1.2.
Kad puslaidininkis nesugestų, būtina atsižvelgti į stabilizavimo srovę ir apkrovos srovę. Iš informacinės knygos nustatykite stabilizavimo srovę.
Jis lygus 5 mA. Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta informacinės knygos dalis.
Manome, kad apkrovos srovė yra 100 mA:
R1 = (Uį-Ust) / (Ašn+ AšcT) = (15-9) / (0,1 + 0,005) = 57,14 omų.
Jei jums reikia galingo stabilizatoriaus, verta surinkti grandinę iš „Zener“ diodo ir tranzistoriaus.
Jei reikia pagaminti stabilizatorių mažai 0,2-1 V įtampai, tam naudojamas stabilizatorius. Tai savotiškas „Zener“ diodas, tačiau jis veikia I - V charakteristikos priekinėje šakoje ir įsijungia į priekį, o tai yra jo ypatybė.
Panašiai galite pagaminti maitinimo šaltinį, kai stabilizatorius pagamintas iš diodų. Kaip ir stabilizatorius, jie įjungiami į priekį. Reikalinga įtampa gaunama tiesioginiais įtampos kritimais per diodą, silicio diodams ji yra 0,5–0,7 V. Jei nėra diodų, galite surinkti Zenerio diodą iš tranzistoriaus.
Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta tranzistoriaus grandinė.
Pramonė taip pat gamina valdomus „Zener“ diodus. Arba, tiksliau, tai yra mikroschema - TL431. Tai universali mikroschema, leidžianti reguliuoti įtampą nuo 2,5 iki 36 voltų.
Reguliavimas atliekamas pasirenkant pasipriešinimo daliklį. Žemiau esančioje diagramoje parodytas 5 voltų reguliatorius. Skirstytuvas surenkamas ant rezistorių, kurių vardinė vertė yra 2,2 K.
Specialistas turėtų žinoti, kaip patikrinti Zenerio diodo veikimą multimetru. Iš karto pastebime, kad galima patikrinti tik vienkryptį elementą; dvigubas (dvikryptis) elementas nėra tikrinamas. Jei „Zener“ diodas veikia tinkamai, tada, kai testeris „renka“ viena kryptimi, jis parodys atvirą grandinę, o antroje - minimalų pasipriešinimą. Sugedęs skambina į abi puses.
Žymėjimas
Priklausomai nuo diodo galios, jie tiekiami skirtingose pakuotėse. Didelės galios metaliniuose dėkluose nurodomas prietaiso tipo raidės žymėjimas.
Žemiau esančiose nuotraukose pavaizduoti sovietų gamybos prietaisai ir kaip jie atrodė.
Šiuo metu mažos galios diodai gaminami stiklo dėžutėse. Importuotų prietaisų žymėjimas yra spalvotas. Kūnas pažymėtas juostelėmis arba spalvotais žiedais.
Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas SMD diodų žymėjimas.
Buitiniai diodai stiklo dėžutėse yra pažymėti juostelėmis ar žiedais. Tipą ir parametrus galite nustatyti naudodami bet kurią elektroninių komponentų žinyną. Pvz., Žalia juostelė nurodo „Zener“ diodą „KS139A“, o mėlyna juosta (arba žiedas) - „KS133A“.
Galinguose metalinių dėžių įtaisuose nurodomas raidžių žymėjimas, pavyzdžiui, D816, kaip parodyta aukščiau esančioje nuotraukoje. Tai būtina norint žinoti, kaip pasirinkti analogą.
Taigi mes ištyrėme, kas yra „Zener“ diodai, kaip jie veikia ir kam jie skirti. Jei turite klausimų, užduokite juos komentaruose po straipsniu!
Susijusios medžiagos:
- Kas yra tranzistoriaus testeris
- Kaip veikia rezistorius
- Kaip lituoti radijo komponentus iš plokščių
