Điều gì xảy ra sau khi một diode zener bị hỏng?

Tôi đã gắn một diode zener 6V trên đường ray 5V / GND trong mạch của mình và tôi muốn biết điều gì sẽ xảy ra nếu nguồn cung cấp của tôi không bằng cách nào đó chuyển thẳng sang phần còn lại của bo mạch.

Các zener chắc chắn sẽ chiên, nhưng những gì xảy ra sau đó? Tôi có thể nói chắc chắn liệu kết quả sẽ là một mạch ngắn hay mở? Có cách nào để đảm bảo tôi có được một đoạn ngắn (từ đó bảo vệ các thành phần khác trên bảng) không? Tôi đã tìm hiểu tất cả về điốt, nhưng không ai đề cập đến những gì xảy ra sau khi bạn chiên.

Tất cả các điốt zener có một biểu dữ liệu.

Một biểu dữ liệu giống như một lời hứa mà nhà sản xuất đưa ra cho bạn - nếu bạn ở trong một số giới hạn chặt chẽ được mô tả trong biểu dữ liệu, thì nhà sản xuất đảm bảo rằng thiết bị sẽ hoạt động như được mô tả trong biểu dữ liệu; nếu bạn ở trong các giới hạn lỏng lẻo khác được mô tả trong biểu dữ liệu, thì nhà sản xuất đảm bảo rằng sẽ không có thiệt hại vĩnh viễn cho thiết bị và khi thiết bị quay trở lại phạm vi chặt chẽ, thiết bị sẽ hoạt động như mô tả.

Không có gì đảm bảo chính xác những gì thiết bị sẽ làm ngoài giới hạn chặt chẽ, và vì vậy các nhà thiết kế giỏi cho rằng Điều tồi tệ nhất có thể xảy ra ngoài phạm vi đó. Sau đó, khi khách hàng làm mọi thứ với bảng của họ vượt xa những gì họ dự định làm, các nhà thiết kế ngạc nhiên một cách thú vị rằng có bất cứ điều gì còn lại để cứu vãn :-).

Nếu bạn đặt một điện trở nguồn giữa nguồn cung cấp và bo mạch của bạn, bạn có thể chọn một điện trở sao cho nó có thể giới hạn dòng điện sao cho ngay cả với 12 V ở một đầu của điện trở, zener có thể giữ đầu kia của điện trở đóng đến 6 V mà không vượt quá thông số công suất tối đa zener.

Nếu zener không vượt quá thông số sức mạnh tối đa của nó, chúng ta nên cho rằng Điều tồi tệ nhất có thể xảy ra - trong trường hợp này, nó không mở được.

Các phương pháp tinh vi hơn để bảo vệ các bộ phận khỏi quá điện áp bao gồm: các mạch xà beng khác nhau ( một ví dụ ); sử dụng một điện trở tương tự để hạn chế nguồn điện ngược dòng trước khi đi vào bộ điều chỉnh điện áp; sử dụng các khe hở tia lửa để giới hạn điện áp đến 600 V; và các mạch khác nhau tự tắt khi đầu vào "có vẻ không ổn" bằng cách sử dụng một bóng bán dẫn có thể dễ dàng tắt vài trăm volt khi tắt ( Làm thế nào để tôi bảo vệ chống lại một bãi chứa ô tô? ).

Đầu tiên, tại sao cá con zener? Bạn có thể có nguồn cung cấp 12V cung cấp năng lượng cho bộ điều chỉnh của bạn, nhưng nguồn cung cấp của bạn phải có cầu chì hoặc bộ ngắt mạch ở đâu đó để được an toàn. Nếu cầu chì hoặc bộ ngắt mạch này có xếp hạng hiện tại mà zener có thể chịu đựng được, thì PCB của bạn sẽ được bảo vệ bởi zener trong khi cầu chì tắt, và sẽ không có hại cho zener. Nếu xếp hạng hiện tại cao hơn mức zener có thể chịu đựng được, thì bạn đã mắc sai lầm khi chọn một bộ giới hạn hiện tại.

Chức năng của zener 6V là gì? Nếu chức năng của nó là bảo vệ đường ray 5V trong mạch của bạn, thì tôi khuyên bạn sẽ không làm việc đó rất tốt. Nhiều thành phần 5V có điện áp đầu vào tối đa khoảng 5,5V hoặc 6V, do đó, zener 6.2V sẽ không giúp được nhiều. Tôi không chắc môi trường của bạn như thế nào, nhưng tốt hơn hết là bạn nên tắt mọi thứ nếu bộ điều chỉnh của bạn thất bại hơn là cố gắng để zener chạy mọi thứ.

Một cách sử dụng phổ biến của một diode để bảo vệ khỏi các điều kiện lỗi là sử dụng một diode chỉnh lưu phân cực ngược trên các đầu vào đầu vào. Bằng cách đó, nếu bất cứ ai kết nối nguồn ngược, năng lượng sẽ bị tiêu tan trong diode được chỉ định của bạn. Đảm bảo rằng điện áp chuyển tiếp của diode này nhỏ hơn điện áp ngược tối đa trên các thành phần được bảo vệ. Trong cấu hình này, khi nguồn được cắm ngược, sẽ không có gì hoạt động: Điện áp cung cấp sẽ ở mức -0,7V. Có lẽ, bạn sẽ nhận thấy rằng đèn LED nguồn không bật hoặc mạch không hoạt động và sửa lỗi của bạn.

Thứ hai, không, bạn không thể nói kết quả sẽ là một mạch ngắn hay mở. Bạn đã vận hành thiết bị bên ngoài các thông số kỹ thuật, vì vậy bất cứ điều gì cũng có thể xảy ra.

Nói chung, bạn không thể tin tưởng vào hành vi không xác định của các thành phần - bởi vì nó có thể, bạn biết, không xác định.

Những gì tôi khuyên là nên lắp đặt cầu chì (cầu chì dây thông thường hoặc cầu chì polymer có thể đặt lại tự động), giới hạn dòng điện có thể mất mà không cần thổi Zener.

Ngoài ra, bạn có thể cài đặt một điện trở nối tiếp với mạch của mình - nếu bạn có mức tiêu thụ điện dự kiến ​​rất thấp, điều này sẽ không ảnh hưởng nhiều đến bạn, và chỉ bảo vệ mạch như một nguồn cung cấp thứ cấp, kém hiệu quả hơn.

Cầu chì nói chung là một ý tưởng tốt để có một thất bại được kiểm soát, tôi tự hỏi tại sao mọi người quên chúng.

Bạn có thể xem xét một mạch xà beng thyristor.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Nếu điện áp tăng đủ để làm cho zener bị hỏng, thyristor được kích hoạt và làm mất nguồn cung cấp. Nếu cầu chì không thổi (hoặc không tồn tại), thyristor sẽ duy trì cho đến khi tắt dòng điện. C1 làm giảm sự nhạy cảm với tiếng ồn.

Thuật ngữ 'xà beng' là một thuật ngữ đường sắt từ hệ thống điện khí hóa đường sắt thứ ba. Trong trường hợp khẩn cấp, lineman có thể vấp phải nguồn cung cấp điện bằng cách ném xà beng của mình giữa người sống và một trong những đường ray đang chạy trên đường ray.

Mạch này không chính xác lắm do sự thay đổi trong thyristor bật điện áp. Xem mạch xà beng Axotron để biết thêm ý tưởng và cải tiến.

Tôi đã tiến hành thí nghiệm với một zener. Zener thường thất bại NGẮN được tuần hoàn theo xu hướng ngược, nhưng trước khi nó bị ngắn mạch, điện áp đầu cuối của nó tăng lên, nghĩa là nó hoạt động giống như mạch hở trong vài giây và sau đó bị đoản mạch vĩnh viễn. Vì vậy, sử dụng một zener sẽ không bảo vệ thiết bị luôn. Vì vậy, một kế hoạch tốt hơn để kết nối song song 2 hoặc nhiều zener. Ví dụ: để bảo vệ đường dây 5v, hãy kết nối song song 5.1v và 5.3v zener.