Ako pripojiť diódu k žiarovke. Dióda. polovodičová dióda. Pripojenie diódy. Označenie diódou. Prevádzka diódy

Veľmi často v našich obvodoch používame diódy, ale viete, ako to funguje a čo to je? Dnes „rodina“ diód zahŕňa viac ako tucet polovodičových zariadení nazývaných „dióda“. Dióda je malá nádobka s odsávaným vzduchom, vo vnútri ktorej krátka vzdialenosť od seba je anóda a druhá elektróda - katóda, z ktorých jedna má elektrickú vodivosť typu p a druhá - n.

Aby sme si predstavili, ako funguje dióda, zoberme si napríklad situáciu s nafukovaním kolesa pomocou pumpy. Tu pracujeme ako čerpadlo, vzduch sa čerpá do komory cez vsuvku a tento vzduch nemôže ísť späť cez vsuvku. V skutočnosti je vzduch ten istý elektrón v dióde, elektrón vstúpil, ale už nie je možné vrátiť sa späť. Ak náhle vsuvka zlyhá, koleso bude odfúknuté, dôjde k poruche diódy. A ak si predstavíme, že cumlík, ktorý máme, funguje, a ak stlačíme tlačidlo cumlíka, aby sa uvoľnil vzduch z komory, a stláčame, ako chceme a ako dlho, bude to kontrolovaný test. Z toho môžeme vyvodiť záver, že dióda prechádza prúdom iba v jednom smere (prechádza aj v opačnom smere, ale veľmi malá)

Vnútorný odpor diódy (otvorený) nie je konštantný, závisí od priepustného napätia privedeného na diódu. Čím väčšie je toto napätie, tým väčší je jednosmerný prúd cez diódu, tým nižší je jej priepustný odpor. Odpor diódy môžete posúdiť podľa poklesu napätia na nej a prúdu cez ňu. Ak teda napríklad diódou prechádza jednosmerný prúd Ipr. \u003d 100 mA (0,1 A) a súčasne na ňom klesne napätie 1 V, potom (podľa Ohmovho zákona) bude priamy odpor diódy: R \u003d 1 / 0,1 \u003d 10 Ohmov.

Hneď poznamenávam, že nepôjdeme do detailov a pôjdeme do hĺbky, budeme vytvárať grafy, písať vzorce - všetko zvážime povrchne. V tomto článku zvážime typy diód, menovite LED, zenerove diódy, varikapy, Schottkyho diódy atď.

Diódy

Na diagramoch sú vyznačené takto:

Trojuholníková časť je ANÓDA a pomlčka je katóda. Anóda je plus, katóda je mínus. Diódy sa napríklad používajú v napájacích zdrojoch na usmernenie striedavého prúdu pomocou diódový mostík možno otočiť striedavý prúd trvalé, aplikované na ochranu rôzne zariadenia od nesprávna polarita inklúzie atď.

Diódový mostík pozostáva zo 4 diód, ktoré sú zapojené do série a dve z týchto štyroch diód sú zapojené v opačných smeroch, pozrite si obrázky nižšie.

Presne takto je označený diódový mostík, hoci v niektorých schémach je označený ako skrátená verzia:

Záver ~ pripojený k transformátoru, na schéme to bude vyzerať takto:

Diódový mostík je určený na konverziu, častejšie hovoria, že napraví striedavý prúd na jednosmerný prúd. Takáto rektifikácia sa nazýva celovlnná rektifikácia. Princíp činnosti diódového mostíka spočíva v prechode kladnej polvlny striedavé napätie kladné diódy a odrezanie zápornej polvlny zápornými diódami. Preto sa na výstupe usmerňovača vytvára mierne pulzujúce kladné napätie s konštantnou hodnotou.

Aby sa predišlo týmto vlnám, sú nainštalované elektrolytické kondenzátory. po pridaní kondenzátora sa napätie mierne zvýši, ale nenecháme sa rozptyľovať, môžete si prečítať o kondenzátoroch.

Diódové mostíky sa používajú na napájanie rádiových zariadení, používajú sa v napájacích zdrojoch a nabíjačkách. Ako som už povedal, diódový mostík sa môže skladať zo štyroch rovnakých diód, ale predávajú sa aj hotové diódové mostíky, ktoré vyzerajú takto:

Schottkyho diódy majú veľmi nízky pokles napätia a majú zvýšený výkon v porovnaní s bežnými diódami.

Neodporúča sa dávať obyčajnú diódu namiesto Schottkyho diódy, obyčajná dióda môže rýchlo zlyhať. Takáto dióda je na diagramoch označená takto:

zenerova dióda

Zenerova dióda zabraňuje tomu, aby napätie v určitej časti obvodu prekročilo určitú prahovú hodnotu. Môže vykonávať ochranné aj obmedzujúce funkcie, fungujú iba v obvodoch priamy prúd. Pri pripájaní dbajte na polaritu. Zenerove diódy rovnakého typu môžu byť zapojené do série na zvýšenie stabilizovaného napätia alebo na vytvorenie deliča napätia.

Zenerove diódy na diagramoch sú označené nasledovne:

Hlavným parametrom zenerových diód je stabilizačné napätie, zenerove diódy majú rôzne stabilizačné napätie, napríklad 3v, 5v, 8,2v, 12v, 18v atď.

Varikapa (inak kapacitná dióda) mení svoj odpor v závislosti od napätia, ktoré je na ňu aplikované. Používa sa ako riadený variabilný kondenzátor, napríklad na ladenie vysokofrekvenčných oscilačných obvodov.

Tyristor má dva stabilné stavy: 1) uzavretý, to znamená stav nízkej vodivosti, 2) otvorený, teda stav vysokej vodivosti. Inými slovami, je schopný prejsť zo zatvoreného stavu do otvoreného stavu pôsobením signálu.

Tyristor má tri výstupy, okrem anódy a katódy je tu aj riadiaca elektróda - slúži na prevod tyristora do zapnutého stavu. Moderné dovážané tyristory sa vyrábajú aj v puzdrách TO-220 a TO-92.

Tyristory sa často používajú v obvodoch na riadenie napájania, na mäkký štart motorov alebo na rozsvietenie žiaroviek. Tyristory vám umožňujú ovládať veľké prúdy. U niektorých typov tyristorov dosahuje maximálny priepustný prúd 5000 A alebo viac a hodnota napätia v zatvorenom stave je do 5 kV. Výkonný výkonové tyristory typ T143 (500-16) sa používajú v rozvodných skriniach elektromotorov, chastotnikoch.

triak

Triak sa používa v systémoch napájaných striedavým napätím, možno ho reprezentovať ako dva tyristory, ktoré sú zapojené antiparalelne. Triak prechádza prúdom v oboch smeroch.

Dióda vyžarujúca svetlo

LED dióda vyžaruje svetlo, keď ňou prechádza elektrický prúd. LED sa používajú v prístrojových zobrazovacích zariadeniach, v elektronické komponenty(optočleny), mobilné telefóny na podsvietenie displeja a klávesnice, výkonné LED diódy používa sa ako zdroj svetla v lampášoch atď. LED diódy sa dodávajú v rôznych farbách žiary, RGB atď.

Označenie na diagramoch:

infračervená dióda

Infračervené LED diódy (skrátene IR diódy) vyžarujú svetlo v infračervenom rozsahu. Aplikácie infračervených LED sú optické prístroje, zariadenia diaľkové ovládanie, optočlenové spínacie zariadenia, bezdrôtové komunikačné linky. IR diódy sú označené rovnakým spôsobom ako LED.

Infračervené diódy vyžarujú svetlo mimo viditeľného rozsahu, žiaru IR diódy je možné vidieť a sledovať napríklad cez kameru mobilný telefón, tieto diódy sa používajú aj v CCTV kamerách, najmä na pouličných kamerách, aby bol obraz viditeľný aj v noci.

Fotodióda

Fotodióda premieňa svetlo, ktoré dopadá na jej fotocitlivú oblasť elektriny, nachádza uplatnenie pri premene svetla na elektrický signál.

Fotodiódy (rovnako ako fotorezistory, fototranzistory) je možné porovnať s solárne panely. Na diagramoch sú znázornené nasledovne.

O ochrane elektrické obvody z nesprávnej polarity napájacieho zdroja pomocou tranzistora s efektom poľa som si spomenul, že som mal dlho nevyriešený problém automatické vypnutie batéria z nabíjačka keď je ten druhý bez energie. A bol som zvedavý, či je možné použiť podobný prístup aj v inom prípade, kde sa tiež od nepamäti používala dióda ako blokovací prvok.

Tento článok je typickým cyklistickým sprievodcom, pretože. hovorí o vývoji obvodu, ktorého funkčnosť je už dávno implementovaná do miliónov hotových zariadení. Žiadosť sa preto nevzťahuje na tento materiál, ako niečo celkom utilitárne. Skôr je to jednoducho príbeh o tom, ako elektronické zariadenie: od realizácie potreby až po funkčný prototyp cez všetky prekážky.

Prečo toto všetko?

Pri zálohovaní nízkonapäťového jednosmerného zdroja je najjednoduchší spôsob pripojenia olovenej batérie ako vyrovnávacej pamäte, len paralelne so sieťovým napájaním, ako sa to robilo v autách, kým nemali zložité „mozgy“. Batéria, aj keď nefunguje vo väčšine optimálny režim, ale je vždy nabitý a nevyžaduje žiadne prepínanie napájania, keď je sieťové napätie vypnuté alebo zapnuté na vstupe zdroja. Nižšie podrobnejšie o niektorých problémoch takéhoto začlenenia a pokuse o ich riešenie.

Pozadie

Asi pred 20 rokmi nebola táto otázka na programe dňa. Dôvodom bol typický obvod sieťový blok napájací zdroj (alebo nabíjačka), ktorý zabraňoval vybitiu batérie do jej výstupných obvodov pri vypnutí sieťového napätia. Pozrime sa na najjednoduchšiu blokovú schému s polvlnovou rektifikáciou:

Je celkom zrejmé, že tá istá dióda, ktorá usmerňuje striedavé napätie sieťového vinutia, zabráni aj vybitiu batérie do sekundárneho vinutia transformátora pri vypnutí napájacieho napätia. Celovlnný obvod usmerňovacieho mostíka, aj keď je o niečo menej zrejmý, má presne rovnaké vlastnosti. A ani použitie parametrického regulátora napätia s prúdovým zosilňovačom (ako je rozšírený čip 7812 a jeho analógy) nemení situáciu:

Ak sa pozriete na zjednodušenú schému takéhoto stabilizátora, je zrejmé, že emitorový prechod výstupného tranzistora hrá úlohu tej istej vypínacej diódy, ktorá sa zatvára, keď napätie na výstupe usmerňovača zlyhá, a udržiava bezpečné a zdravé nabíjanie batérie.

Avšak v posledné roky všetko sa zmenilo. Na zmenu transformátorové bloky napájanie s parametrickou stabilizáciou prišli kompaktnejšie a lacnejšie spínané AC/DC meniče napätia, ktoré majú oveľa viac vysoká účinnosť a pomer výkon/hmotnosť. Ale so všetkými výhodami majú tieto napájacie zdroje jednu nevýhodu: ich výstupné obvody majú oveľa zložitejšie obvody, ktoré zvyčajne neposkytujú ochranu proti spätnému toku prúdu zo sekundárneho obvodu. Výsledkom je, že pri použití takéhoto zdroja v systéme tvaru „BP -> vyrovnávacím akumulátorom-> záťaž“, pri vypnutí sieťového napätia sa batéria začne intenzívne vybíjať do výstupných obvodov zdroja.

Najjednoduchší spôsob (dióda)

Najjednoduchším riešením je použiť Schottkyho bariérovú diódu, ktorá je súčasťou prerušenia kladného vodiča spájajúceho PSU a batériu:

Hlavné problémy takéhoto riešenia však už odzneli v uvedenom článku. Okrem toho môže byť takýto prístup neprijateľný z toho dôvodu, že pre prácu v vyrovnávacieho režimu 12 voltov olovená batéria potrebujete napätie aspoň 13,6 voltov. A takmer pol voltu dopadajúceho na diódu môže spôsobiť, že toto napätie je v kombinácii s existujúcim napájaním úplne nedosiahnuteľné (len môj prípad).

To všetko nás núti hľadať alternatívne spôsoby automatického prepínania, ktoré by mali mať tieto vlastnosti:

1. Malý pokles napätia vpred v zapnutom stave.
2. Schopnosť vydržať bez výrazného zahrievania jednosmerný prúd spotrebovaný z napájacej jednotky záťažou a vyrovnávacou batériou v zapnutom stave.
3. Vysoký spätný pokles napätia a nízka vlastná spotreba pri vypnutom stave.
4. Normálne vypnutý stav, takže keď je nabitá batéria pripojená k pôvodne odpojenému systému, nezačne sa vybíjať.
5. Automatický prechod do zapnutého stavu pri pripojení sieťového napätia, bez ohľadu na prítomnosť a úroveň nabitia batérie.
6. Najrýchlejší automatický prechod do vypnutého stavu v prípade výpadku prúdu.

Ak by bola dióda ideálnym zariadením, tak by všetky tieto podmienky bez problémov spĺňala, no tvrdá realita body 1 a 2 spochybňuje.

Naivné riešenie (jednosmerné relé)

Pri rozbore požiadaviek každého, kto je aspoň trochu „v téme“, napadne na tento účel použiť elektromagnetické relé, ktoré je schopné fyzicky zopnúť kontakty pomocou magnetické pole vytvorený riadiacim prúdom vo vinutí. A pravdepodobne dokonca načrtne niečo také na obrúsku:

V tomto obvode sú normálne otvorené kontakty relé zatvorené iba vtedy, keď prúd prechádza cez vinutie pripojené k výstupu napájacieho zdroja. Ak však prejdete zoznamom požiadaviek, ukáže sa, že tento obvod nezodpovedá odseku 6. Koniec koncov, ak boli kontakty relé raz zatvorené, strata sieťového napätia nevedie k ich otvoreniu, z dôvodu že vinutie (a s ním celý výstupný obvod zdroja) zostane pripojené k batérii cez rovnaké kontakty! Na tvári typický prípad pozitívna spätná väzba, keď riadiaci obvod Má priame spojenie s exekutívou a v dôsledku toho systém nadobúda vlastnosti bistabilného klopného obvodu.

Takýto naivný prístup teda nie je riešením problému. Navyše, ak logicky analyzujeme súčasnú situáciu, ľahko dospejeme k záveru, že v intervale „BP -> vyrovnávací akumulátor“ v r. ideálne podmienky nemôže existovať iné riešenie ako ventil, ktorý vedie prúd jedným smerom. V skutočnosti, ak nepoužívame žiadny externý riadiaci signál, potom bez ohľadu na to, čo robíme v tomto bode obvodu, ktorýkoľvek z našich spínacích prvkov po zapnutí spôsobí, že elektrina generovaná batériou bude na nerozoznanie od elektriny, generované blokom výživa.

Obchádzka (AC relé)

Po uvedomení si všetkých problémov predchádzajúci odsek„Tápajúci“ človek zvyčajne príde s novým nápadom použiť samotný napájací zdroj ako jednosmerný vodivý ventil. Prečo nie? Koniec koncov, ak PSU nie je reverzibilné zariadenie a napätie batérie dodávané na jeho výstup nevytvára na vstupe striedavé napätie 220 voltov (ako sa to stáva v 100% prípadov skutočné obvody), potom môže byť tento rozdiel použitý ako riadiaci signál pre spínací prvok:

Bingo! Všetky požiadavky sú splnené a jediné, čo je na to potrebné, je relé schopné zopnúť kontakty, keď je naň privedené sieťové napätie. Môže to byť špeciálne AC relé, určené pre sieťové napätie. Alebo obyčajné relé s vlastným mini-PSU (tu stačí akýkoľvek beztransformátorový znižovací obvod s jednoduchým usmerňovačom).

Dalo by sa oslavovať víťazstvo, ale toto rozhodnutie sa mi nepáčilo. Najprv musíte niečo pripojiť priamo k sieti, čo nie je dobré z hľadiska bezpečnosti. Po druhé, skutočnosť, že toto relé musí spínať značné prúdy, pravdepodobne až desiatky ampérov, a preto nie je celý dizajn taký triviálny a kompaktný, ako by sa na začiatku mohlo zdať. A po tretie, čo taký pohodlný tranzistor s efektom poľa?

Prvé riešenie (FET + merač napätia batérie)

Hľadanie elegantnejšieho riešenia problému ma priviedlo k poznaniu, že batéria pracujúca v režime vyrovnávacej pamäte pri napätí asi 13,8 voltov bez externého „dobíjania“ rýchlo stráca svoje pôvodné napätie aj bez naložiť. Ak sa začne vybíjať na PSU, potom v prvej minúte stratí najmenej 0,1 voltu, čo je viac ako dosť na spoľahlivú fixáciu najjednoduchším komparátorom. Vo všeobecnosti je myšlienka takáto: brána prepínacieho FET je riadená komparátorom. Jeden zo vstupov komparátora je pripojený k stabilnému zdroju napätia. Druhý vstup je pripojený na delič napätia napájacieho zdroja. Deliaci pomer je navyše zvolený tak, aby napätie na výstupe deliča pri zapnutom zdroji bolo približne o 0,1...0,2 voltu vyššie ako napätie stabilizovaného zdroja. Výsledkom je, že keď je PSU zapnutý, napätie z deliča bude vždy prevládať, ale keď je sieť vypnutá, keď napätie batérie klesá, klesá úmerne k tomuto poklesu. Po určitom čase bude napätie na výstupe deliča menšie ako napätie stabilizátora a komparátor preruší obvod pomocou tranzistora s efektom poľa.

Príklad schémy takéhoto zariadenia:

Ako vidíte, priamy vstup komparátora je pripojený k stabilnému zdroju napätia. Napätie tohto zdroja v zásade nie je dôležité, hlavná vec je, že je v rámci povolených vstupných napätí komparátora, ale je vhodné, keď je to asi polovica napätia batérie, to znamená asi 6 voltov. Inverzný vstup komparátora je pripojený na delič napätia PSU a výstup je pripojený k hradlu spínacieho tranzistora. Keď napätie na invertovanom vstupe presiahne napätie priameho vstupu, výstup komparátora spojí bránu FET so zemou, čo spôsobí, že sa tranzistor zapne a uzavrie obvod. Po výpadku prúdu po chvíli klesne napätie batérie, spolu s tým aj napätie na inverznom vstupe komparátora a keď je pod úrovňou na priamom vstupe, komparátor „odtrhne“ hradlo tranzistora z uzemnenie a tým prerušiť obvod. V budúcnosti, keď napájací zdroj opäť „ožije“, napätie na invertovanom vstupe okamžite stúpne na normálnu úroveň a tranzistor sa opäť otvorí.

Pre praktickú realizáciu Pre tento obvod bol použitý čip LM393, ktorý mám. Ide o veľmi lacný (v maloobchode menej ako desať centov), ​​ale zároveň ekonomický a pomerne dobrý výkonový duálny komparátor. Prijíma napätie do 36 voltov, má prenosový pomer najmenej 50 V / mV a jeho vstupy majú pomerne vysokú impedanciu. Prvý komerčne dostupný vysokovýkonný P-kanálový MOSFET FDD6685 bol použitý ako spínací tranzistor. Po niekoľkých experimentoch toto praktická schéma prepínač:

V ňom je abstraktný zdroj stabilného napätia nahradený veľmi skutočným parametrickým stabilizátorom z rezistora R2 a zenerovej diódy D1 a delič je vyrobený na základe rezistor trimra R1, ktorý umožňuje upraviť deliaci faktor na požadovanú hodnotu. Keďže vstupy komparátora majú veľmi výraznú impedanciu, tlmiaci odpor v stabilizátore môže byť aj viac ako sto kOhm, čo minimalizuje zvodový prúd a tým aj celkovú spotrebu zariadenia. Hodnota ladiaceho odporu nie je vôbec kritická a bez akýchkoľvek dôsledkov na výkon obvodu ju možno zvoliť v rozsahu od desať do niekoľko stoviek kOhm. Vzhľadom na to, že výstupný obvod komparátora LM393 je zostavený podľa obvodu s otvoreným kolektorom, je na jeho funkčné dotvorenie potrebný aj zaťažovací odpor R3 s odporom niekoľko stoviek kOhm.

Nastavenie zariadenia sa zredukuje na nastavenie polohy trimovacieho rezistorového motora do polohy, v ktorej napätie na vetve 2 mikroobvodu prevyšuje napätie na vetve 3 o približne 0,1 až 0,2 voltov. Pre nastavenie je lepšie nezachádzať multimetrom do vysokoimpedančných obvodov, ale jednoduchým nastavením jazdca odporu do spodnej (podľa schémy) polohy pripojiť napájací zdroj (nepripájame batériu ešte) a meraním napätia na kolíku 1 mikroobvodu posuňte kontakt odporu nahor. Akonáhle napätie náhle klesne na nulu, prednastavenie možno považovať za úplné.

Nemali by ste sa snažiť vypnúť pri minimálnom rozdiele napätia, pretože to nevyhnutne povedie k nesprávna práca schémy. V reálnych podmienkach je naopak potrebné vedome podceňovať citlivosť. Faktom je, že keď je záťaž zapnutá, napätie na vstupe obvodu nevyhnutne klesá v dôsledku nedokonalej stabilizácie v PSU a konečného odporu spojovacích vodičov. To môže viesť k tomu, že príliš citlivé zariadenie zváži takýto výpadok ako vypnutie PSU a preruší obvod. Výsledkom je, že PSU bude pripojený iba vtedy, keď nie je zaťažený, a batéria bude musieť zvyšok času pracovať. Je pravda, že keď je batéria trochu vybitá, vnútorná dióda tranzistora s efektom poľa sa otvorí a do obvodu cez ňu začne prúdiť prúd z PSU. To však povedie k prehriatiu tranzistora a k tomu, že batéria bude pracovať v režime dlhého podbitia. Vo všeobecnosti by sa konečná kalibrácia mala vykonávať pri skutočnom zaťažení, riadením napätia na kolíku 1 mikroobvodu a ponechaním malej rezervy pre spoľahlivosť.

Hlavné nevýhody tejto schémy sú relatívna zložitosť kalibráciu a nutnosť vyrovnať sa s prípadnou stratou energie batérie z dôvodu správnej prevádzky.

Posledná nevýhoda ma prenasledovala a po zvažovaní ma priviedla k myšlienke merať nie napätie batérie, ale priamo smer prúdu v obvode.

Druhé riešenie (tranzistor s efektom poľa + merač smeru prúdu)

Na meranie smeru prúdu by sa dal použiť nejaký zložitý senzor. Napríklad Hallov senzor, ktorý registruje vektor magnetického poľa okolo vodiča a umožňuje určiť nielen smer, ale aj silu prúdu bez prerušenia obvodu. Avšak kvôli nedostatku takéhoto senzora (a skúsenostiam s takýmito zariadeniami) bolo rozhodnuté pokúsiť sa zmerať znamienko poklesu napätia na FET kanáli. Samozrejme, v otvorenom stave sa odpor kanála meria v stotinách ohmov (toto je celý nápad), ale napriek tomu je celkom konečný a môžete sa na ňom pokúsiť hrať. Ďalším argumentom v prospech tohto riešenia je absencia potreby jemných úprav. Koniec koncov, budeme merať iba polaritu poklesu napätia a nie jeho absolútnu hodnotu.

Podľa najpesimistickejších výpočtov s odporom otvorený kanál tranzistor FDD6685 je asi 14 mΩ a rozdielová citlivosť komparátora LM393 zo stĺpca „min“ je 50 V / mV, na výstupe komparátora budeme mať plný výkyv napätia 12 voltov pri prúde cez tranzistor len nad 17 mA. Ako vidíte, hodnota je celkom reálna. V praxi by mala byť asi o rádovo menšia, pretože typická citlivosť nášho komparátora je 200 V/mV, odpor tranzistorového kanála v reálnych podmienkach, berúc do úvahy inštaláciu, pravdepodobne nebude menší ako 25 mΩ. a kolísanie riadiaceho napätia na bráne nesmie presiahnuť tri volty.

Abstraktná implementácia by vyzerala asi takto:

Tu sú vstupy komparátora pripojené priamo na kladnú zbernicu cez rôzne strany z tranzistora s efektom poľa. Keď ním prúd prechádza rôznymi smermi, napätia na vstupoch komparátora sa budú nevyhnutne líšiť a znamienko rozdielu bude zodpovedať smeru prúdu a veľkosť jeho sile.

Na prvý pohľad sa obvod ukazuje ako mimoriadne jednoduchý, ale tu je problém s napájaním komparátora. Spočíva v tom, že nemôžeme napájať mikroobvod priamo z tých istých obvodov, ktoré musí merať. Podľa údajového listu by maximálne napätie na vstupoch LM393 nemalo byť vyššie ako napájacie napätie mínus dva volty. Ak je táto hranica prekročená, komparátor si prestane všímať rozdiel napätia medzi priamym a inverzným vstupom.

Existujú dve možné riešenia problému. Prvým, zrejmým, je zvýšenie napájacieho napätia komparátora. Druhá vec, ktorá vás napadne, ak sa trochu zamyslíte, je rovnomerne znížiť ovládacie napätia pomocou dvoch deličov. Môže to vyzerať takto:

Táto schéma zaujme svojou jednoduchosťou a výstižnosťou, no, žiaľ, nie je realizovateľná v reálnom svete. Faktom je, že máme do činenia s rozdielom napätia medzi vstupmi komparátora len niekoľko milivoltov. Zároveň je rozptyl odporov rezistorov aj najvyššej triedy presnosti 0,1%. Pri minimálnom prijateľnom deliacom pomere 2 ku 8 a primeranej impedancii deliča 10 kΩ dosiahne chyba merania 3 mV, čo je niekoľkonásobne viac ako úbytok napätia na tranzistore pri prúde 17 mA. Z rovnakého dôvodu neprichádza do úvahy použitie „trimra“ v jednom z deličov, pretože ani pri použití presného viacotáčkového odporu nie je možné zvoliť jeho odpor s presnosťou väčšou ako 0,01 % (plus , nezabudnite na časový a teplotný posun). Navyše, ako už bolo spomenuté vyššie, teoreticky by tento obvod kvôli jeho takmer „digitálnej“ povahe nemal byť vôbec potrebné kalibrovať.

Na základe vyššie uvedeného v praxi existuje iba možnosť so zvýšením napájacieho napätia. V zásade to nie je až taký problém, vzhľadom na to, že existuje veľké množstvo špecializované mikroobvody, čo vám umožní zostaviť zvyšovací menič pre požadované napätie s niekoľkými časťami. Potom sa ale zložitosť zariadenia a jeho spotreba takmer zdvojnásobí, čomu by sme sa chceli vyhnúť.

Existuje niekoľko spôsobov, ako vytvoriť konvertor s nízkym príkonom. Napríklad väčšina integrovaných meničov predpokladá použitie samoindukčného napätia malej tlmivky zapojenej do série s "výkonovým" spínačom umiestneným priamo na kryštáli. Tento prístup má opodstatnenie pri pomerne výkonnej konverzii, napríklad na napájanie LED s prúdom desiatok miliampérov. V našom prípade je to jednoznačne nadbytočné, pretože je potrebné zabezpečiť prúd len okolo jedného miliampéra. Oveľa vhodnejšia je pre nás schéma zdvojenia. konštantné napätie pomocou ovládacieho kľúča, dvoch kondenzátorov a dvoch diód. Princíp jeho fungovania možno pochopiť podľa schémy:

V prvom okamihu, keď je tranzistor uzavretý, sa nič zaujímavé nedeje. Prúd z napájacej koľajnice cez diódy D1 a D2 vstupuje na výstup, v dôsledku čoho ešte o niečo viac nízke napätie než ide na vstup. Ak sa však tranzistor zapne, kondenzátor C1 pretečie cez diódu D1 a tranzistor sa nabíja takmer na napájacie napätie (mínus priepustný úbytok na D1 a tranzistore). Ak teraz tranzistor opäť zatvoríme, ukáže sa, že nabitý kondenzátor C1 je zapojený do série s odporom R1 a napájaním. V dôsledku toho sa jeho napätie pridá k napätiu napájacieho zdroja a keď utrpí určité straty v rezistore R1 a dióde D2, nabije C2 na takmer dvojnásobok Uin. Potom je možné celý cyklus spustiť od začiatku. Výsledkom je, že ak tranzistor spína pravidelne a odber energie z C2 nie je príliš veľký, z 12 voltov sa získa asi 20 voltov za cenu iba piatich častí (nepočítajúc kľúč), medzi ktorými nie je ani jeden vinutie alebo celkový prvok.

Na implementáciu takéhoto zdvojovača potrebujeme okrem už uvedených prvkov aj generátor oscilácií a samotný kľúč. Môže sa zdať, že ide o množstvo detailov, no v skutočnosti to tak nie je, pretože takmer všetko, čo potrebujeme, už máme. Dúfam, že ste nezabudli, že LM393 obsahuje dva komparátory? A to, že sme zatiaľ použili len jeden z nich? Veď aj komparátor je zosilňovač, to znamená, že ak ho objímete pozitívom spätná väzba striedavým prúdom sa zmení na generátor. Zároveň sa jeho výstupný tranzistor bude pravidelne otvárať a zatvárať a dokonale plní úlohu zdvojovacieho kľúča. Tu je to, čo dostaneme, keď sa pokúsime realizovať naše plány:

Spočiatku sa môže zdať myšlienka napájať generátor napätím, ktoré skutočne generuje počas prevádzky, dosť divoká. Ak sa však pozriete bližšie, uvidíte, že generátor spočiatku dostáva energiu cez diódy D1 a D2, čo je dosť na spustenie. Po vygenerovaní začne pracovať zdvojovač a napájacie napätie sa postupne zvyšuje na približne 20 voltov. Tento proces netrvá dlhšie ako sekundu, po ktorej generátor a s ním aj prvý komparátor dostanú výkon, ktorý je výrazne vyšší ako prevádzkové napätie obvodu. To nám dáva príležitosť priamo zmerať rozdiel napätia medzi zdrojom a kolektorom tranzistora s efektom poľa a dosiahnuť náš cieľ.

Tu je konečná schéma nášho prepínača:

Na tom nie je čo vysvetľovať, všetko je popísané vyššie. Ako vidíte, zariadenie neobsahuje jediný ladiaci prvok a pri správnom zložení začne okamžite fungovať. Okrem už známych aktívnych prvkov pribudli len dve diódy, na ktoré môžete použiť ľubovoľné nízkopríkonové diódy s maximálnym spätným napätím aspoň 25 voltov a maximálnym priepustným prúdom 10 mA (napríklad rozšírená 1N4148, ktorý je možné prispájkovať zo starej základnej dosky).

Tento obvod bol testovaný na breadboarde, kde sa ukázal ako plne funkčný. Získané parametre sú plne v súlade s očakávaniami: okamžité spínanie v oboch smeroch, žiadna neadekvátna odozva pri pripojení záťaže, odber prúdu z batérie je len 2,1 mA.

Jedna z možností zapojenia vytlačená obvodová doska je tiež pripojený. 300 dpi, pohľad zo strany na detaily (takže musíte tlačiť v Zrkadlový obraz). Tranzistor s efektom poľa namontované na strane vodičov.

Zostavené zariadenie, úplne pripravené na inštaláciu:

Vyšľachtil som ho po starom, takže to dopadlo trochu krivo, no napriek tomu prístroj už niekoľko dní pravidelne plní svoje funkcie v obvode s prúdom do 15 ampérov bez známok prehrievania.

Inštrukcia

Katóda diódy je záporná elektróda a anóda je kladná elektróda. Keď sa na diódu privedie napätie v tejto konkrétnej polarite, jej odpor sa veľmi zmenší a môže pretekať značný prúd; a keď v obrátenú polaritu, odpor sa stáva veľmi veľkým a prúd je taký malý, že ho možno zanedbať. Majte však na pamäti, že polarita napätia na výstupe usmerňovača je určená tým, ktorá elektróda je pripojená k zdroju napätia. Opačný výstup je pripojený k záťaži.

Napríklad, ak má výstup polvlnového usmerňovača prijímať napätie, ktoré je kladné vzhľadom na spoločný vodič, pripojte anódu diódy k sekundárnemu vinutiu transformátora a katódu k záťaži. Zostávajúce nepripojené výstupy, vinutia aj záťaže, musia byť pripojené k spoločnému vodiču.

Celovlnný usmerňovač bude na svoju výrobu vyžadovať dve diódy a transformátor s odbočkou zo stredu sekundárne vinutie. Pripojte kohútik k spoločnému vodiču a pripojte anódu diódy ku každému z krajných svoriek sekundárneho vinutia. spojte ich dohromady. Pripojte kladný záťažový kontakt k bodu pripojenia katód diód a záporný kontakt k spoločnému vodiču. Ak zmeníte polaritu zapínania oboch diód, budete musieť zmeniť polaritu zapínania záťaže.

Mostový usmerňovač pozostáva zo štyroch diód. Vezmite dve diódy a anódu jednej z nich pripojte ku katóde druhej a zvyšné vodiče zatiaľ nikam nepripájajte. Toto bude prvý bod dodávky striedavého napätia. Urobte to isté so zvyšným párom diód a budete mať druhý bod napájania striedavým napätím. Spojte zvyšné katódy dohromady a získate kladný usmernený bod zberu napätia. Spojte zostávajúce anódy dohromady a získate záporný usmernený bod zberu napätia. Mostíkový usmerňovač, ktorý má všetky výhody bežného celovlnného usmerňovača, nevyžaduje sekundárne vinutie, aby mal odbočku.

Ak je záťaž citlivá na zvlnenie, pripojte paralelne k záťaži filtračný kondenzátor, pričom dodržte polaritu. Upozorňujeme, že to zvýši výstupné napätie (až 1,41-krát). Neprekračujte nasledujúce parametre diódy: maximálny dopredný prúd (t. j. maximálny prúd, ktorý môže pretekať diódou, keď je zapnutá) a maximálne spätné napätie (t. j. napätie aplikované na diódu, keď je vypnutá). Nedotýkajte sa vodičov častí pod vysoké napätie(tieto môžu byť prítomné aj v sekundárnych obvodoch) a v obvodoch, ktoré nie sú oddelené od siete - závery o akýchkoľvek detailoch všeobecne. Ak sú prítomné filtre, vybite kondenzátory skôr, ako sa dotknete častí po výpadku napájania.

Všetci dobre vieme, čo je to polovodičová dióda, ale málokto z nás vie o princípe fungovania diódy, dnes, najmä pre začiatočníkov, vysvetlím princíp jej fungovania. Ako viete, dióda prechádza prúdom dobre na jednej strane a veľmi zle v opačnom smere. Dióda má dva vývody - anódu a katódu. Nikto elektronické zariadenie bez použitia diód. Dióda slúži na usmernenie striedavého prúdu, pomocou diódového mostíka, ktorý tvoria štyri diódy, môžete striedavý prúd premeniť na jednosmerný prúd, alebo pomocou šiestich diód premeniť trojfázové napätie na jednofázové, diódy sú používané v rôznych napájacích zdrojoch, v audio-video zariadeniach, takmer všade. Fotky niektorých si môžete pozrieť tu.

Na výstupe diódy si môžete všimnúť pokles počiatočnej úrovne napätia o 0,5-0,7 voltov. Pre nízkonapäťové výkonové zariadenia sa používa Schottkyho dióda, na takejto dióde je pozorovaný najmenší pokles napätia - asi 0,1 V. V zásade sa Schottkyho diódy používajú pri rádiovom vysielaní a prijímacie zariadenia a v iných zariadeniach fungujúcich hlavne na vysoká frekvencia. Princíp činnosti diódy na prvý pohľad je pomerne jednoduchý: dióda - polovodičové zariadenie s jednosmerným vedením elektrického prúdu.

Výstup diódy pripojenej k kladnému pólu zdroja energie sa nazýva anóda, k zápornej katóde. Diódový kryštál je vyrobený hlavne z germánia alebo kremíka, z ktorých jedna oblasť má elektrickú vodivosť typu n, to znamená oblasť dier, ktorá obsahuje umelo vytvorený nedostatok elektrónov, druhá má vodivosť typu n, tj. obsahuje prebytok elektrónov, hranica medzi nimi sa nazýva n-n prechod , p - v latinčine prvé písmeno slova pozitívne, n - prvé písmeno v slove negatívne. Ak je na anódu diódy privedené kladné napätie a na katódu je privedené záporné napätie, potom dióda prejde prúdom, nazýva sa to priame spojenie, v tejto polohe je dióda otvorená, ak sa použije opak, diódou neprejde prúd, v tejto polohe je dióda zatvorená, nazýva sa to spätné zapojenie.

Spätný odpor diódy je veľmi veľký a v obvodoch sa berie ako dielektrikum (izolátor). Demonštrovať činnosť polovodičovej diódy je možné zostaviť jednoduchý obvod ktorý pozostáva zo zdroja energie, záťaže (ako je žiarovka alebo elektrický motor s nízkym výkonom) a samotnej polovodičovej diódy. Všetky súčiastky obvodu zapojíme do série, plus napájame zo zdroja na anódu diódy, do série s diódou, to znamená, že jeden koniec žiarovky pripojíme na katódu diódy, a pripojte druhý koniec tej istej lampy k mínus zdroju energie. Pozorujeme žiaru lampy, teraz otočíme diódu, lampa už nebude svietiť, pretože dióda je zapojená späť, prechod je uzavretý. Dúfam, že vám to v budúcnosti nejakým spôsobom pomôže, nováčikovia - A. Kasyan (AKA).

Vypálená žiarovka vo vchode je príležitosťou na bitky a začiatok rozsiahlej operácie „ako pokaziť suseda“. Tí, ktorí žijú v bytové domy, pravdepodobne neraz čelil nadávkam, kto je na rade s výmenou vypálenej žiarovky. Je dobré, ak sú susedia civilizovaní a každý si vymení žiarovku bez nadávok a škandálov.

Žiaľ, nie každý má takých vzorných susedov a v záujme zachovania pokoja a pohody na vašej stránke existuje jeden zaujímavým spôsobomčo zabráni rýchlemu vyhoreniu žiarovky. Pripojenie žiarovky cez diódu niekoľkonásobne zvýši životnosť. Na základe mojich skúseností môžem povedať, že žiarovka s diódou mi v pivnici horí už niekoľko rokov a podľa môjho názoru sa v najbližšej dobe vôbec nechystá vyhorieť.

Poďme sa teda pozrieť na dôvody, prečo sa žiarovky vybíjajú.

V prvom rade sú to poklesy napätia, potom slabý kontakt. Pri poklesoch napätia si myslím, že je všetko jasné, ale povedzme si o slabom kontakte podrobnejšie.

Slabý kontakt môže byť v kazete, v prepínači stojí za to pozrieť sa aj na zákruty v dávkovacej skrinke. Existuje niekoľko dôvodov pre výskyt slabého kontaktu, zle utiahnuté skrutky v kazete a spínači, oxidácia vodičov a kontaktov a žiarovka voľne zaskrutkovaná do kazety. Ak je vo vašej domácnosti prítomný jeden z týchto faktorov, potom sa žiarovka vypáli najviac čo najskôr máte záruku.

Tiež hlavným dôvodom vyhorenia žiaroviek je ich kvalita a výrobca. V tejto dobe šetrenia materiálmi šetria výrobcovia doslova na všetkom. V dôsledku takýchto úspor sa žiarovky vypaľujú v čo najkratšom čase bez toho, aby sa odpracoval deklarovaný čas. Nechcem si pamätať na žiarovky čínskeho pôvodu ... ..

Pripojenie žiarovky cez diódu je pomerne jednoduchá a rýchla záležitosť. Najprv musíte vedieť, ktorá dióda je potrebná pre toto podnikanie. Tu nie je čo hádať, vhodná je dióda so spätným napätím najmenej 350 voltov, berieme do úvahy aj silu prúdu, mala by byť najmenej 0,5 ampéra. Prípadne použite na pripojenie diódy D245, D248 alebo ako posledná možnosť D226B.

Obvod na pripojenie žiarovky cez diódu je mimoriadne primitívny, k žiarovke idú dva vodiče,

medzi žiarovku a jeden z týchto vodičov treba vložiť diódu.

Dióda sa dá zatlačiť kamkoľvek, nižšie som zverejnil fotku návodu originálnym spôsobom pripojenie diódy. Ale toto je ošemetný spôsob, je ich viac rýchle opravy, o ktorom si môžete prečítať nižšie.

Berieme obyčajnú žiarovku na 220 voltov. Oddelíme základňu od druhej vypálenej žiarovky.

Diódu prispájkujeme na záplatu na žiarovke, z vypálenej žiarovky urobíme dieru do pätice a privedieme tam druhý koniec diódy.

Výstupný koniec diódy prispájkujeme postupne k druhej základni. Spájkujeme dve sokle a zaskrutkujeme ich do kazety.

Ako vidíte, vyššie uvedený spôsob pripojenia trvá dosť dlho takže tu sú rýchlejšie riešenia.

Spôsoby pripojenia diódy k žiarovke

1. Diódu pripojíme jedným koncom k vývodu spínača druhým koncom, k drôtu idúcemu k žiarovke.

2. V kazete, s jedným koncom na kontakte kazety, je druhý koniec prispájkovaný k prichádzajúcemu drôtu.

3. Otvárame dávkovaciu škatuľku a hľadáme krútenie, ktoré je zodpovedné za zapnutie žiarovky, spájkujeme diódu medzi drôty (pre špecialistov).

Nevýhodou žiarovky s diódou je blikajúce svetlo, no musíte uznať, že pre vchod či pivnicu to nie je veľmi zásadná záležitosť. Aby ste odstránili blikanie v obvode, musíte pripojiť kondenzátor, ale o tom si povieme inokedy.

Všimnite si počas ťažkého obdobia života

Vo všeobecnosti je internet skvelá vec, navyše informačné služby Exponenciálne rastie počet služieb, ktoré môžu skutočne pomôcť v náročnom období života. Ako bolo napísané vyššie, začal som s rekonštrukciou v mojom byte, keďže som celkom lenivý človek Všetky svoje nákupy robím online. Našiel som elegantný luster, ale ukázalo sa, že je posledný, to znamená, že musíte okamžite objednať. Ako vždy neboli peniaze.... Luster som si nemohol nechať ujsť, zľava to nedovolila. Dával som si pozor na všetky druhy online pôžičiek. Dnes som si uvedomil, že toto je spása.

Prešiel som množstvom online pôžičkových služieb, všetko je zle a všetko je zle. Keďže som stratil nádej, že nájdem niečo, čo by stálo za to, čisto náhodou som našiel stránku, ktorá mi pomohla Online pôžička peňaženka Qiwi a krása tejto pôžičky je, že za prvú pôžičku neúčtujú žiadne úroky. Vo všeobecnosti som dolganul 5 000 rubľov za bezúročnú sadzbu a bezpečne som si objednal luster svojich snov)))). Pri pohľade do budúcnosti poviem, že ešte niekoľkokrát som tam robil online pôžičky.

Podmienky sú celkom šik a neexistujú takmer žiadne požiadavky na solventnosť dlžníka. Pár štandardných bodov a rýchla registrácia vo všeobecnosti sa s nimi dá zaobchádzať. Nebral som veľké sumy, ale 10 000 sa dalo bez problémov, podmienky splácania sú lojálni, kto takúto pôžičku využil, napíšte do komentárov, porozprávame sa ...