Como funciona a proteção de diodo

A gama de diodos não se limita aos retificadores. Na verdade, esta área é muito ampla. Entre outras coisas, os diodos são usados ​​para fins de proteção. Por exemplo, para proteger dispositivos eletrônicos quando eles são ligados incorretamente com a polaridade errada, para proteger as entradas de vários circuitos de sobrecarga, para evitar danos aos interruptores de semicondutores de pulsos EMF auto-induzidos que ocorrem ao desligar cargas indutivas, etc. n.

Para proteger as entradas dos microcircuitos digitais e analógicos contra sobretensão, são utilizados circuitos de dois diodos, que são conectados na direção oposta aos trilhos de alimentação do microcircuito, e o ponto médio do circuito do diodo é conectado à entrada protegida.

Se uma tensão normal for aplicada à entrada do circuito, os diodos estarão em um estado fechado e quase não afetarão a operação do microcircuito e do circuito como um todo.

Mas assim que o potencial da entrada protegida exceder a tensão de alimentação, um dos diodos entrará no estado de condução e manipulará essa entrada, limitando assim o potencial de entrada permitido ao valor da tensão de alimentação mais a queda de tensão direta no diodo.

Às vezes, tais circuitos são incluídos imediatamente em um microcircuito integrado no estágio de projeto de seu cristal ou colocados em um circuito posteriormente, no estágio de desenvolvimento de um nó, bloco ou todo o dispositivo. Conjuntos de proteção de dois diodos também são produzidos na forma de componentes microeletrônicos prontos em caixas de transistores de três terminais.

Caso seja necessário estender a faixa de tensão de proteção, ao invés de serem conectados às barras com potenciais de alimentação, os diodos são conectados a pontos com outros potenciais que fornecerão a faixa permitida necessária.

Linhas de cabo longas às vezes sofrem interferências poderosas, por exemplo, de raios. Para protegê-los, podem ser necessários circuitos mais complexos contendo não apenas dois diodos, mas também resistores, limitadores, capacitores e varistores.

Ao desligar uma carga indutiva, por exemplo, uma bobina de relé, indutor, eletroímã, motor elétrico ou partida magnética, de acordo com a lei da indução eletromagnética, ocorre um pulso EMF de auto-indução.

Como você sabe, a fem da auto-indução impede que a corrente diminua através de qualquer indutância, tentando de alguma forma manter a corrente através dela inalterada. Mas no momento em que a fonte de corrente da bobina é desligada, o campo magnético da indutância deve dissipar sua energia em algum lugar, cujo valor é

Assim, assim que a indutância é desligada, ela própria se torna uma fonte de tensão e corrente, e neste momento surge uma tensão na chave fechada, cujo valor pode ser perigoso para a chave. Com interruptores de estado sólido, isso pode causar danos ao próprio interruptor, pois a energia se dissipará rapidamente e com uma potência de comutação muito alta. Para interruptores mecânicos, as consequências podem ser faíscas e queima dos contatos.

Devido à sua simplicidade, a proteção de diodo é muito comum e permite proteger vários interruptores que interagem com uma carga indutiva.

Para proteger o interruptor com uma carga indutiva, o diodo é conectado em paralelo com a bobina em tal direção que quando a corrente de operação inicialmente fluir através da bobina, o diodo será travado. Mas assim que a corrente na bobina é desligada, ocorre uma EMF de auto-indução, que tem a polaridade oposta à tensão aplicada anteriormente na indutância.

Essa fem de auto-indutância desbloqueia o diodo, e agora a corrente que foi anteriormente direcionada através da indutância se move através do diodo, e a energia do campo magnético é dissipada no diodo ou no circuito de resfriamento ao qual está conectado. Desta forma, a chave seletora não será danificada pelo excesso de voltagem aplicada em seus eletrodos.

Quando o circuito de proteção inclui apenas um diodo, a tensão na bobina será igual à queda de tensão direta no diodo, ou seja, na faixa de 0,7 a 1,2 volts, dependendo da magnitude da corrente.

Mas como a tensão no diodo neste caso é pequena, a corrente vai cair lentamente e, para acelerar o desligamento da carga, pode ser necessário usar um circuito de proteção mais complexo, que inclua não apenas um diodo, mas também um diodo zener em diodo em série, ou diodo com resistor ou varistor - um circuito de resfriamento completo.