Skip to main content

Конференции

Просмотр конференции fido7.pushkin.rss.easyelectronics.ru:

Предыдущее Следующее

Дата: 29 Jun 2017, 19:00:10
От: RSS robot @ 2:5020/2140.2140
Кому: All
Тема: Диод. Часть 1


http://feedproxy.google.com/~r/easyelectronics/~3/PTHXKLAYJ0E/diod-chast-1.html

Как то я не особо расписывал эту незатейливую детальку. Ну диод и диод. Система ниппель. Пропускает в одну сторону, не пропускает в другую, чего уж проще. В принципе да, но есть нюансы. О них, да
немного о прикидочном выборе данной детальки и будет эта статья. ▌Клапан В двух словах, в нашей канализационной электрике для сантехников диод это клапан. Вот типа вот такого: И да, будет большим
допущением считать, что клапан пропускает в одну сторону, а не пропускает в другую. На самом деле все несколько сложней. На самом деле у клапана же есть некая упругость пружины, так вот пока прямое
давление не преодолеет эту пружину никакого потока не будет, даже в прямом направлении. Для диода это справедливо в той же мере. Есть у диода такой параметр как падение напряжения. Оно для диодов
Шоттки составляет около 0.2…0.4вольт, а для обычных диодов порядка 0.6…0.8 вольт. Из этого знания следует три простых вывода. 1) Чтобы ток шел через диод напряжение на диоде должно быть
выше его падения напряжения. 2) Какой бы ток через диод не шел, на нем всегда будет напряжение примерно равное его падению напряжения (собственно потому его таки зовут). Т.е. сопротивление диода
нелинейно и падает с ростом тока. 3) Включая в цепь диод последовательно с нагрузкой, мы потеряем на нагрузке напряжение равное падению напряжения диода. Т.е. если вы в батарейное питание на 4.5
вольт для защиты от переполюсовки поставите диод, то потеряете от батареек 0.7 вольт, что довольно существенно. Ваше устройство перестанет работать гораздо раньше чем реально сядут батарейки. А
батареи не будут высажены до конца. В этом случае лучше ставить диод Шоттки. У него падение ниже чем у простого (но есть свои приколы). А лучше вообще полевой транзистор. До кучи пусть будет еще и
график: Это вольт-амперная характеристика диода. По которой наглядно видно, что открывается он примерно от 0.7 вольт. До этого ток практически нулевой. А потом растет по параболе вверх с ростом
напряжения. У резистора ВАХ была бы прямолинейной в прямом соответствии с законом Ома. А в обратку диод не то чтобы не пропускает, но ток там совсем незначительный, доли миллиампера. Но после
определенного напряжения диод резко пробивает и он начинает открываться, падение напряжения устанавливается где-то на уровне предела по обратному напряжению, а после и вовсе сгорает. Ведь рост тока,
да большое падение напряжения на диоде означают большие тепловые потери (P=U*I). А диод на них не рассчитан. Вот и сгорает обычно он после пробоя. Но если ограничить ток или время воздействия, чтобы
тепловая мощность не превышала расчетную, то электрический пробой является обратимым. Но это касается только обычных диодов, не Шоттки. Тех пробивает сразу и окончательно. А вот и реальная
характеристика диода Vishay 1N4001 Прямая ВАХ, показан один квадрант, рабочий. Начинается гдето с 0.6 вольт. При этом ток там мизерный. А дальше, с ростом напряжения, диод начинает резко открываться.
На 0.8 вольтах ток уже 0.2А, на 1 вольте уже под 2.5А и так далее, пока не сгорит :) Вот вам и ответ на вопрос почему нельзя светодиоды втыкать последовательно на источник напряжения без
токоограничения. Вроде бы падения скомпенсированы, ну что им будет то? А малейшее изменение напряжения вызывает резкое изменение тока. А источники питания никогда не бывают идеальными и разброс по
питанию там присутствует всегда. В том числе и от температуры и нагрузки. И обратная ВАХ, напряжение в процентах от максимального (т.к. даташит на все семейство диодов, от 4001 до 4007 и у них разное
обратное напряжение). Тут токи уже в микроамперах и ощутимо зависят от температуры. ▌Выбор диодов. Быстрые прикидки. В первом приближении у диода нам интересные три параметра — обратное
напряжение, предельный ток и падение напряжения. Т.е. если вы делаете выпрямитель в сетевое устройство, то диод вам хорошо бы вольт на 400, а лучше на 600 пробивного обратного напряжения. Чтобы с
хорошим запасом было. С предельным током все тоже просто. Он должен быть не меньше, чем через него потечет. Лучше чтобы был запас процентов в 30. Ну, а падение обычно нужно учитывать для малых
напряжений, батарейного питания. Открываем даташит на … пусть это будет 1N4007 (обычный рядовой диод) и ищем искомые параметры. И сразу же видим искомое, табличку предельных значений Maximum
Rating или как то так: IF(AV) прямой ток. Обозначается всегда как то так. Тут 1А. Предельный ток который этот диод тащит и не дохнет. Импульсно он протаскивает до 30А в течении 8.3мс (IFSM), скажем
заряд конденсаторов через себя переживет. Предельное обратное напряжение определяется параметрами: VRRM — повторяющееся пиковое значение. VRMS — действующее значение синусоидального
переменного напряжения. На западе принято называть его среднеквадратичным. У нас постепенно тоже приходят к такому обозначению. VDC — и просто обратное постоянное напряжение. Ну, а падение
смотрим по графикам в том же даташите под конкретный ток. Есть еще диоды Шоттки, у них меньше внутренняя емкость и поэтому они во первых гораздо быстрей закрываются, что важно для импульсных
преобразователей, работающих на большой частоте. А во вторых, имеют втрое ниже падение напряжение. Но, у них мало обратное пробивное напряжение. Классический диод Шоттки выглядит по даташитам
примерно так: Это 1N5819 стоящий в Pinboard II в преобразователе: Падение напряжения можно измерить мультиметром, в режиме проверки диодов. Он показывает падение в вольтах. И это падение обязательно
надо учитывать, особенно в слаботочных цепях. Например, развязываете вы диодом какой-нибудь вывод микроконтроллера, с уходящим от него сигналом. Например, чтобы при подключении устройства в
контроллер не потекло чего лишнего. А сам контроллер (МК) должен подавать в устройство ХЗ логическую единицу. И, скажем, дает ее как 3.3 вольта. А если падение диода 0.6 вольт, да еще на ничтожном
токе он открывается так себе, то на нем все может высадиться еще больше, скажем вольт, а то и полтора. И у вас до Х.З. дойдет не 3.3 вольта, а 2.3…2 вольта. А тут возникает вопрос, а воспримет
ли Х.З. эти 2 вольта как логическую единицу? Корректно ли это будет? Ну и, соответственно, решать проблемы если нет. Светодиодов все это касается в той же мере. Только у них падение напряжения
гораздо выше и зависит от цвета. Также, если хотите правильно вычислить ограничение резистора для светодиода, то измеряете его падение напряжения. Вычитаете из питания падение напряжения светодиода
(или светодиодной цепи), а потом по полученному напряжению считаете по закону Ома сопротивление. Например, имеем светодиод на с падением в 3 вольта. Его номинальный ток 10мА, а источник питания у нас
5 вольт. Итак, 5-3 = 2 вольта. Теперь на эти два вольта надо подобрать резистор, чтобы ток был 10мА. 2 / 0,01=200 ом. Особенно важно правильно подбирать сопротивления для фонарей разных оптронов и
прочих оптических датчиков. Иначе характеристики не предсказуемые. Поэтому, кстати, нельзя включать светодиоды параллельно с общим токоограничивающим резистором. Т.к. диоды имеют разброс по
характеристикам, даже если они из одной партии. А из-за малейшего отличия от соседей разница тока через один диод может быть весьма существенная. В результате один из диодов будет работать с
перекалом, перегреется и сгорит. Токоограничивающий резистор ставят на каждый диод. Во второй части этой статьи, которая уже написана, будет более детально расписаны остальные параметры и почему они
образуются, исходя из полупроводниковой конструкции диода. А я пока картинки нарисую…

--- rss2mail.pl
Origin: RSS robot (2:5020/2140.2140)

Предыдущее Следующее

К списку сообщений
К списку конференций