Что происходит после выхода из строя стабилитрона?

Я привязал стабилитрон 6 В к шинам 5 В / GND моей схемы, и я хочу знать, что произойдет, если мой источник питания каким-то образом выйдет из строя, пропустите 12 В прямо на остальную часть моей платы.

Зенер точно пожарит, но что будет потом? Могу ли я точно сказать, будет ли результат коротким или разомкнутым? Есть ли какой-нибудь способ гарантировать, что я получу короткое замыкание (тем самым защищая другие компоненты на плате)? Я узнал все о диодах, но никто не упомянул, что происходит после того, как ты пожаришь один.

Все стабилитроны имеют технические характеристики.

Таблица данных, подобная обещанию, которое дает вам производитель - если вы будете придерживаться определенных жестких ограничений, описанных в таблице данных, то производитель гарантирует, что устройство будет работать так, как описано в таблице данных; если вы остаетесь в пределах несколько более слабых пределов, описанных в техническом описании, то производитель гарантирует, что не будет никакого постоянного повреждения устройства, а когда оно вернется в узкий диапазон, устройство позже будет работать, как описано.

Нет никаких гарантий относительно того, что именно устройство будет делать за жесткими пределами, и поэтому хорошие дизайнеры предполагают, что наихудшее возможное случится за пределами этого диапазона. Затем, когда клиенты делают что-то с их досками, намного превышающими то, что они должны были сделать, дизайнеры были приятно удивлены, что осталось что-то спасти :-).

Если вы поместите силовой резистор между источником питания и вашей платой, вы можете выбрать резистор таким образом, чтобы он мог ограничивать ток таким образом, чтобы даже при 12 В на одном конце резистора стабилитрон мог удерживать другой конец резистора закрытым. до 6 В без превышения максимальной мощности стабилитрона.

Если стабилитрон когда-либо превысит свою максимальную мощность, мы должны предполагать, что произойдет самое ужасное - в этом случае, что он не откроется.

Более сложные методы защиты компонентов от перенапряжения включают: различные ломовые схемы ( один пример ); использование аналогичного резистора для ограничения мощности перед входом в регулятор напряжения; использование разрядников для ограничения входного напряжения до 600 В; и различные схемы, которые отключаются, когда вход «выглядит неправильно», используя транзистор, который может легко удерживать несколько сотен вольт при выключении ( Как защитить от падения нагрузки в автомобиле? ).

Во-первых, почему жарь стабилитрона? Возможно, у вас есть источник питания 12 В для питания вашего регулятора, но ваш источник питания должен иметь предохранитель или автоматический выключатель где-нибудь в безопасности. Если этот предохранитель или автоматический выключатель имеет номинальный ток, который может выдержать стабилитрон, тогда ваша печатная плата должна быть защищена стабилитроном, пока предохранитель отключается, и стабилизация не будет повреждена. Если текущий рейтинг выше, чем может выдержать стабилитрон, то вы ошиблись в выборе текущего ограничителя.

Какова функция стабилитрона 6V? Если его функция заключается в защите шины 5 В вашей цепи, то я полагаю, что она не будет работать очень хорошо. Многие компоненты 5 В имеют максимальное входное напряжение около 5,5 В или 6 В, поэтому стабилитрон 6,2 В мало чем поможет. Я не уверен, на что похожа ваша среда, но обычно лучше просто отключить все, если ваш регулятор не работает, чем пытаться позволить стабилитрону запустить все.

Одним из распространенных применений диода для защиты от ошибок является использование выпрямительного диода с обратным смещением на входных клеммах. Таким образом, если кто-либо подключит источник в обратном направлении, мощность будет рассеиваться в указанном вами диоде. Убедитесь, что прямое напряжение этого диода меньше максимального обратного напряжения на защищаемых компонентах. В этой конфигурации, когда источник подключен в обратном направлении, ничего не будет работать: напряжение питания будет равно -0,7 В. Предположительно, вы заметите, что индикатор питания не горит или цепь не функционирует, и исправите ошибку.

Во-вторых, нет, вы не можете сказать, будет ли результат коротким или разомкнутым контуром. Вы эксплуатировали устройство за пределами спецификаций, поэтому может случиться что угодно.

В общем, вы не можете рассчитывать на неопределенное поведение компонентов - потому что оно может быть, вы знаете, неопределенным.

Я бы порекомендовал установить плавкий предохранитель (либо обычный проводной предохранитель, либо самовосстанавливающийся полимерный предохранитель), который ограничивает величину тока, который может потребоваться цепи, не перегорая по стабилитрону.

В качестве альтернативы, вы можете установить резистор последовательно с вашей цепью - если у вас очень низкое ожидаемое потребление энергии, это не сильно повлияет на вас, а просто защитит схему как вторичный, менее эффективный источник питания.

В общем, предохранители - это хорошая идея для контролируемого сбоя, интересно, почему люди их забывают.

Вы можете рассмотреть схему тиристорного лома.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Если напряжение возрастает достаточно, чтобы вызвать пробой стабилитрона, тиристор срабатывает и замыкает питание. Если предохранитель не перегорел (или не существует), тиристор останется включенным, пока ток не отключится. C1 снижает восприимчивость к шуму.

Термин «лом» - это железнодорожный термин от систем электрификации третьего рельса. В случае чрезвычайной ситуации обходчик мог отключить электропитание, бросив свой лом между токоведущим и одним из ходовых рельсов на пути.

Эта схема не очень точная из-за изменчивости напряжения включения тиристора. Посмотрите схемы лома Axotron для большего количества идей и улучшений.

Я провел эксперимент с стабилитроном. Обычно стабилитрон отказывает в коротком замыкании в обратном смещении, но, прежде чем он замкнут накоротко, напряжение на его клеммах повышается, то есть он ведет себя как разомкнутая цепь в течение нескольких секунд, а затем постоянно переходит в короткое замыкание. Таким образом, использование одного стабилитрона не защитит устройство всегда. Поэтому лучше планировать параллельное соединение 2 или более стабилитронов. Например, для защиты линии 5 В, подключите стабилитрон 5.1 В и 5.3 В параллельно.