Zener Diode toepassings in elektroniese stroombane

Die Zener-diode is een van die belangrikste komponente wat gebruik word vir spanningbeheer en beskerming in elektroniese stroombane.Hierdie artikel verduidelik hoe die Zener-diode in verskillende rolle werk, van om spanningsvlakke stabiel te hou en teen oorspanning te beskerm, om akkurate spanningsverwysings te verskaf en seingolfvorms te vorm.Dit dek ook hoe Zener-diodes gebruik word in skakel-, knip-, klem- en snellertoepassings, wat hul wye verskeidenheid gebruike in beide analoog en digitale stelsels toon.

Katalogus

Figuur 1: Zener Diode

Spanningsregulering met behulp van Zener Diode

'n Zener-diode hou die spanning konstant oor 'n las, selfs wanneer die inset verander.Dit werk in omgekeerde voorspanning, waar dit 'n vaste spanning behou wat die Zener-spanning genoem word.Wanneer die insetspanning toeneem, laat die diode meer stroom toe om te vloei en hou die spanning konstant.Wanneer die inset daal, laat dit minder stroom toe, maar hou steeds dieselfde spanning oor die las.

Figuur 2: Zener Diode Spanning Reguleerderkring

In 'n eenvoudige GS-reguleerder word 'n weerstand in serie met die Zener-diode geplaas.Die weerstand beperk die stroom, terwyl die Zener die spanning stabiel hou.Byvoorbeeld, as 'n 12 V Zener met 'n 15 V toevoer gebruik word, daal die resistor 3 V en die uitset bly op 12 V. Op hierdie manier kry die las altyd 'n bestendige spanning al verander die inset of las effens.

Zener-reguleerders is algemeen in baie stroombane.Hulle word gebruik in kragbronne om konstante uitset te gee, in batterylaaiers om oorspanning te voorkom, en in ingebedde stelsels om sensitiewe dele te beskerm.Hulle is eenvoudig, betroubaar en koste-effektief vir lae-krag spanning regulering.

Zener Diode in oorspanning beskerming stroombane

'n Zener-diode beskerm sensitiewe dele teen skielike spanningstuwings.Wanneer die spanning bo die Zener se afbreekwaarde gaan, begin die diode gelei.Dit lei die ekstra stroom af en hou die spanning op 'n veilige vlak.Wanneer die spanning na normaal terugkeer, hou die diode op om te gelei en die stroombaan werk weer normaal.Hierdie eenvoudige aksie red komponente van skade wat veroorsaak word deur kragspykers.

Figuur 3: Vergelyking van stroombaan sonder en met 'n zenerdiode

In 'n beskermingskring word die Zener-diode in omgekeerde voorspanning oor die insetklemme geplaas.Onder normale spanning bly dit af en beïnvloed dit nie die stroombaan nie.Wanneer die inset bo sy aangeslane waarde styg, gelei en klem die spanning tot 'n vaste limiet.

Zenerdiode as 'n spanningsverwysing in stroombane

'n Zenerdiode gee 'n presiese en stabiele spanning in 'n stroombaan.Wanneer dit in sy afbreekgebied werk, bly die spanning daaroor byna konstant.Dit gebeur selfs al verander die toevoerspanning of stroom.As gevolg hiervan word die Zener-diode dikwels gebruik om 'n vaste verwysingsspanning vir ander komponente te verskaf.

Figuur 4: Zener Diode Spanning Verwysing Kring

Hierdie stabiele spanning is baie belangrik in beide analoog en digitale stroombane.In analoog stroombane laat dit versterkers en sensors akkuraat werk.In digitale stelsels gee dit 'n bestendige verwysing vir ADC's en DAC's sodat seine korrek omgeskakel word.Sonder 'n stabiele verwysing kan lesings raserig of onakkuraat word.

'n Zener-verwysing is meer betroubaar as 'n weerstandverdeler.'n Weerstandverdeler verander sy uitset wanneer die toevoer of las wissel.Die Zener-diode bly bestendig en hou die spanning konstant.

Zenerdiode in knip- en klemkringe

'n Zener-diode word gebruik in knip- en klemstroombane om seinspanningsvlakke te beheer.Wanneer die insetsein verby 'n vasgestelde spanning gaan, begin die Zener om te gelei.Dit beperk die sein sodat dit nie verby sy nominale spanning kan styg of daal nie.Hierdie aksie vorm die golfvorm en hou dit binne 'n veilige reeks.

'n Algemene voorbeeld is die rug-aan-rug Zener-diodeknipper.Twee Zener-diodes word in teenoorgestelde rigtings oor die sein geplaas.Wanneer die sein die afbreekspanning in enige rigting oorskry, gelei een van die diodes.Dit knip beide die positiewe en negatiewe kante van die sein eweredig en hou die uitset stabiel.

Figuur 5: Zenerdiode-knipkringe

Zener diode stroombane soos hierdie word gebruik in golfvorm kondisionering en seinbeskerming.Hulle beskerm versterkers en sensors teen spanningspieke.Hulle hou ook seine skoon en beheer in oudio-, kommunikasie- en meetstelsels.

Zenerdiode in skakel- en aktiveerkringe

'n Zener-diode word gebruik in skakel- en snellerkringe om 'n vaste spanningsvlak vir skakeling te stel.Wanneer die insetspanning onder die Zener se afbreekpunt is, gelei dit nie.Sodra die spanning daardie vlak bereik, gelei die Zener en verander die toestand van die stroombaan.Dit laat dit optree soos 'n spanningsbeheerde skakelaar wat op 'n presiese punt aanskakel.

Figuur 6: Zenerdiode wat SCR-snellering beheer

Een voorbeeld is 'n transistorkring met Zener-beheerde basisvoorspanning.Die Zener is aan die basis van die transistor gekoppel.Wanneer die insetspanning laag is, bly die transistor af.Wanneer die inset die Zener-spanning bereik, gelei die diode en skakel die transistor aan.Dit gee 'n stabiele en betroubare skakelpunt.

Zenerdiodes word ook in SCR-sneller- en beheerkringe gebruik.Hulle stel die spanningspunt waar die SCR begin gelei.Dit verseker dat die SCR op die regte tyd in die golfvorm aanskakel.Sulke beheer is belangrik in omsetters, kragreguleerders en tydsberekeningsbane.

Gevolgtrekking

Zenerdiodes speel 'n belangrike rol in die handhawing van spanningstabiliteit en stroombaanbeskerming.Hulle reguleer spanning in kragbronne, beskerm toestelle teen stuwings, en verskaf betroubare verwysingsspannings vir sensors en omsetters.Hul vermoë om seine te vorm en te beheer maak dit ook nuttig in golfvormkondisionering, skakeling en SCR-snellering.Met hul eenvoudige ontwerp, lae koste en betroubare werkverrigting, bly Zener-diodes ideale komponente in moderne elektroniese stroombane.