PCBA mühəndisləri sxemləri qorumaq üçün tez-tez hansı üsullardan istifadə edirlər?

Mühafizə cihazlarısxemləri və avadanlıqları elektrik kəsilməsindən və ya digər zədələrdən qorumaq üçün istifadə olunur. Burada bir neçə ümumi qoruyucu cihaz növləri və onların təsvirləri verilmişdir:

1. Diod

Bir diod, cərəyan axınının istiqamətini idarə etmək üçün istifadə olunan elektron cihazdır. Sxemlərdə diodlar tez-tez əks cərəyanın axmasının qarşısını almaq və ya digər cihazları həddindən artıq gərginlikdən qorumaq üçün istifadə olunur.

Gərginlik tənzimləyicisi və ya Zener diodu kimi də tanınan bir gərginlik tənzimləyicisi diod, sabit bir gərginlik çıxışını təmin etmək üçün istifadə olunan xüsusi hazırlanmış bir dioddur.

Gərginlik tənzimləyicisi diodunun xarakterik xüsusiyyəti onun tərs qırılma gərginliyidir (Zener gərginliyi). Ters gərginlik onun xüsusi qırılma gərginliyini aşdıqda, gərginlik tənzimləyicisi diodu əks parçalanma vəziyyətinə keçir və cərəyan keçirir. Adi diodlarla müqayisədə, gərginlik tənzimləyicisi diodları tərs parçalanma bölgəsində sabit bir gərginliyi saxlamaq üçün diqqətlə hazırlanmışdır.

Gərginlik tənzimləyicisinin diodunun iş prinsipi gərginliyin pozulması effektinə əsaslanır. Gərginlik tərs parçalanma gərginliyindən aşağı olduqda, diod iki ucunda sabit bir gərginliyi saxlayır və əks cərəyanın keçməsinə imkan verir. Bu xüsusiyyət, gərginlik tənzimləyicisi dioduna dövrədə sabit istinad gərginliyini təmin etməyə və ya müəyyən bir dəyərdə giriş gərginliyini sabitləşdirməyə imkan verir.

Zener diodları adətən aşağıdakı tətbiqlərdə istifadə olunur:

1. Gərginliyin tənzimlənməsi: Zener diodları müəyyən bir çıxış gərginliyində giriş gərginliyini sabitləşdirmək üçün dövrələrdə gərginlik tənzimləyiciləri kimi istifadə edilə bilər. Bu, sabit gərginlik tələb edən elektron cihazlar və sxemlər üçün çox vacibdir.

2. İstinad gərginliyi: Zener diodları dövrələrdə istinad gərginlik mənbələri kimi istifadə edilə bilər. Müvafiq Zener diodunu seçməklə, digər siqnalların kalibrlənməsi və müqayisəsi üçün sabit istinad gərginliyi təmin edilə bilər.

3. Gərginliyin tənzimlənməsi: Zener diodları dövrələrdə gərginliyin tənzimlənməsi funksiyaları üçün də istifadə edilə bilər. Zener diodunun cərəyan axınına nəzarət etməklə, dövrədəki gərginlik dəyəri istənilən gərginlik tənzimləmə funksiyasına nail olmaq üçün tənzimlənə bilər.

Zener diodlarının seçimi tələb olunan sabit gərginliyə və iş cərəyanına bağlıdır. Onların müxtəlif qırılma gərginlikləri və güc xüsusiyyətləri var, buna görə də Zener diodlarını seçərkən xüsusi tətbiqlər və tələblər əsasında qiymətləndirilməlidir.

Zener diodları sabit gərginlik çıxışlarını təmin edə bilən xüsusi hazırlanmış diodlardır. Onlar gərginliyin tənzimlənməsi, istinad gərginliyi və gərginliyin tənzimlənməsi kimi funksiyalar üçün elektron sxemlərdə geniş istifadə olunur.

2. Metal oksidi varistoru (MOV)

MOV həddindən artıq gərginlikdən qorunmaq üçün istifadə olunan bir cihazdır. O, keramika matrisində bərabər paylanmış metal oksid hissəciklərindən ibarətdir, gərginlik nominal dəyərini aşdıqda keçirici ola bilər və bununla da həddindən artıq gərginliyin enerjisini udur və dövrədəki digər cihazları qoruyur.

MOV-nin xüsusiyyəti onun qeyri-xətti müqavimət xüsusiyyətləridir. Normal işləmə gərginliyi diapazonunda MOV yüksək müqavimət vəziyyətini nümayiş etdirir və dövrəyə demək olar ki, heç bir təsiri yoxdur. Bununla belə, gərginlik birdən-birə nominal gərginliyi keçmək üçün artdıqda, MOV həddindən artıq gərginliyin enerjisini udmaq və onu yerə və ya digər aşağı empedanslı yollara yönəltmək üçün tez bir zamanda aşağı müqavimət vəziyyətinə keçir.

MOV-nin iş prinsipi varistor effektinə əsaslanır. Gərginlik nominal gərginliyi aşdıqda, oksid hissəcikləri arasındakı elektrik sahəsinin gücü daha böyük olur, beləliklə hissəciklər arasındakı müqavimət azalır. Bu, MOV-ə çox yüksək cərəyan tutumu təmin etməyə və digər sxemləri və avadanlıqları həddindən artıq gərginlik zədəsindən effektiv şəkildə qorumağa imkan verir.

Metal oksid varistorları adətən aşağıdakı tətbiqlərdə istifadə olunur:

1. Həddindən artıq gərginlikdən qorunma: MOV əsasən gərginliyin cihazın və ya dövrənin dayana biləcəyi nominal dəyəri keçməsinin qarşısını almaq üçün həddindən artıq gərginlikdən qorunmaq üçün istifadə olunur. Həddindən artıq gərginlik vəziyyəti yarandıqda, MOV tez cavab verir və digər həssas komponentləri qorumaq üçün həddindən artıq gərginliyi yerə və ya digər aşağı empedanslı yollara yönəldir.

2. Dalğalanmadan qorunma: MOV-lər adətən elektrik xətlərində və rabitə xətlərində avadanlıqları güc artımlarından (gərginlik mutasiyalarından) qorumaq üçün istifadə olunur. Onlar avadanlığın potensial zədələnməsinin qarşısını alaraq keçici gərginlik zirvələrini udmaq və yatırmaq qabiliyyətinə malikdirlər.

3. Dalğalanmadan qorunma: MOV-lər həmçinin ildırım vurması, güc artımı və digər elektromaqnit müdaxiləsi nəticəsində elektron avadanlıq və sxemlərin zədələnməsinin qarşısını almaq üçün dalğalanma qoruyucularında geniş istifadə olunur. Onlar avadanlığı keçici aşırı gərginliklərdən qoruyaraq, dalğalanma enerjisini udmaq və yaymaq qabiliyyətinə malikdirlər.

Müvafiq MOV-nin seçilməsi tələb olunan nominal gərginlikdən, maksimum cərəyan gücündən və cavab müddətindən asılıdır. MOV-nin nominal gərginliyi qorunacaq dövrənin maksimum iş gərginliyindən bir qədər yüksək olmalıdır, maksimum cərəyan gücü isə sistemin tələblərinə cavab verməlidir. Cavab müddəti həddindən artıq gərginliyə tez cavab vermək üçün kifayət qədər sürətli olmalıdır.

Metal oksid varistorları həddindən artıq gərginlikdən qorunmaq üçün istifadə olunan və həddindən artıq gərginlik enerjisini udmaq və digər sxemləri və avadanlıqları zədələnmədən qoruyan komponentlərdir. Onlar həddindən artıq gərginlikdən qorunma, dalğalanmadan qorunma və dalğalanmadan qorunma kimi sahələrdə mühüm rol oynayırlar.

3. Keçici Gərginlik Bastırıcı (TVS)

Transient Voltage Suppressor (TVS) müvəqqəti həddindən artıq gərginliyi yatırmaq üçün istifadə edilən elektron cihazdır. O, tez reaksiya verə və həddindən artıq gərginliyin enerjisini udmaq qabiliyyətinə malikdir və gərginliyin qəfil dəyişməsi və ya keçid gərginliyi baş verdikdə, gərginliyin müəyyən edilmiş həddi keçməsinin qarşısını alaraq effektiv qoruma təmin edə bilir.

TVS cihazlarının iş prinsipi qırılma gərginliyi effektinə əsaslanır. Dövrədə keçici həddindən artıq gərginlik meydana gəldikdə, TVS cihazı tez bir zamanda aşağı empedans vəziyyətinə keçərək, həddindən artıq gərginliyin enerjisini yerə və ya digər aşağı empedans yollarına yönəldir. Həddindən artıq gərginliyin enerjisini udmaq və dağıtmaqla, TVS cihazı gərginliyin artım sürətini məhdudlaşdıra və digər həssas komponentləri qoruya bilər.

TVS cihazları adətən qaz boşaltma borularından (Qaz Boşaltma Borusu, GDT) və ya silisium karbid diodlarından (Silicon Carbide Diode, SiC Diode) ibarətdir. Qaz boşaltma boruları gərginlik çox yüksək olduqda qaza əsaslanan boşalma yolu əmələ gətirir, silisium karbid diodları isə silisium karbid materiallarının xüsusi xassələrindən istifadə edərək qırılma gərginliyi altında keçirici yol əmələ gətirir.

Keçici gərginlik basdırıcıları adətən aşağıdakı tətbiqlərdə istifadə olunur:

1. Dalğalanmadan qorunma: TVS cihazları ildırım vurması, güc artımları, güc axtarışları və digər elektromaqnit müdaxilələri nəticəsində yaranan həddindən artıq gərginliyin qarşısını almaq üçün əsasən dalğalanmadan qorunmaq üçün istifadə olunur. Onlar dövrələri və avadanlığı zədələnmədən qorumaq üçün keçici gərginlik zirvələrini udub yatıra bilirlər.

2. Rabitə xəttinin mühafizəsi: TVS cihazları avadanlığı güc axtarışlarından və elektromaqnit müdaxiləsindən qorumaq üçün rabitə xətlərində geniş istifadə olunur. Rabitə avadanlığının sabit işləməsini qorumaq üçün onlar tez reaksiya verə və keçici həddindən artıq gərginlikləri qəbul edə bilərlər.

3. Elektrik xəttinin mühafizəsi: TVS cihazları həmçinin enerji təchizatı avadanlığının zədələnməsinin elektrik axtarışları və digər həddindən artıq gərginlik hadisələrinin qarşısını almaq üçün elektrik xəttinin qorunması üçün istifadə olunur. Onlar enerji təchizatı avadanlığının normal işləməsini qorumaq üçün həddindən artıq gərginlik enerjisini udmaq və yaymaq olar.

Müvafiq TVS cihazının seçilməsi tələb olunan nominal gərginlikdən, maksimum cərəyan gücündən və cavab müddətindən asılıdır. TVS cihazının nominal gərginliyi qorunacaq dövrənin maksimum iş gərginliyindən bir qədər yüksək olmalıdır və maksimum cərəyan gücü sistemin tələblərinə cavab verməlidir. Cavab müddəti keçici həddindən artıq gərginliklərin vaxtında qarşısını almaq üçün kifayət qədər sürətli olmalıdır.

Keçici gərginlik söndürücülər dalğalanmadan qorunma, rabitə xəttinin mühafizəsi və elektrik xəttinin mühafizəsi sahələrində mühüm rol oynayır.

4. Qoruyucu

Sigorta, dövrələri və cihazları həddindən artıq cərəyan nəticəsində yaranan zədələrdən qorumaq üçün istifadə edilən ümumi elektron komponentdir. Bu, dövrəni ayıraraq həddindən artıq cərəyanın axmasının qarşısını alan passiv qoruyucu cihazdır.

Bir qoruyucu adətən nazik teldən və ya aşağı qırılma cərəyanı olan teldən hazırlanır. Dövrədəki cərəyan qoruyucunun nominal cərəyanını aşdıqda, qoruyucu içərisindəki filament qızdırılacaq və əriyərək cərəyanın axını kəsəcəkdir.

Sigortaların əsas xüsusiyyətləri və iş prinsipləri aşağıdakılardır:

1. Nominal cərəyan: Sigortanın nominal cərəyanı onun təhlükəsiz şəkildə dayana biləcəyi maksimum cərəyan dəyərinə aiddir. Cərəyan nominal cərəyanı aşdıqda, cərəyanın axmasını dayandırmaq üçün qoruyucu əriyəcəkdir.

2. Partlayış vaxtı: Sigortanın yanma vaxtı cərəyanın nominal cərəyanı keçdiyi andan onun partladığı vaxta qədər olan vaxta aiddir. Zərbə müddəti qoruyucunun dizaynından və xüsusiyyətlərindən asılıdır, adətən bir neçə millisaniyə ilə bir neçə saniyə arasındadır.

3. Qırılma qabiliyyəti: Söndürmə qabiliyyəti qoruyucunun təhlükəsiz şəkildə qıra biləcəyi maksimum cərəyan və ya enerjiyə aiddir. Sigortanın kəsilmə qabiliyyəti, nasazlıq şəraitində cərəyanın effektiv şəkildə kəsilməsini təmin etmək üçün dövrənin yükü və qısaqapanma cərəyanına uyğun olmalıdır.

4. Növ: Sürətli fəaliyyət göstərən, gecikdirici, yüksək gərginlikli və s. daxil olmaqla bir çox qoruyucu növləri var. Müxtəlif növ qoruyucular müxtəlif tətbiq ssenariləri və tələbləri üçün uyğundur.

Sigortanın əsas funksiyası dövrədə həddindən artıq yüklənmədən qorunma təmin etməkdir. Dövrədəki cərəyan anormal şəkildə artdıqda və bu, dövrənin nasazlığına və ya avadanlığın zədələnməsinə səbəb ola bilər, qoruyucu tez bir zamanda cərəyan axınını kəsəcək və bununla da dövrəni və avadanlıqları zədələnmədən qoruyacaq.

Müvafiq qoruyucu seçərkən dövrənin nominal cərəyanı, qısaqapanma cərəyanı, nominal gərginlik və ətraf mühit şəraiti kimi amillər nəzərə alınmalıdır. Bir qoruyucunun düzgün seçilməsi dövrənin təhlükəsizliyini və etibarlılığını təmin edə bilər və həddindən artıq yüklənmədən effektiv qorunma təmin edə bilər.

5. Mənfi Temperatur Katsayılı Termistor (NTC Termistor)

Mənfi temperatur əmsalı termistoru, temperatur artdıqca müqavimət dəyəri azalan elektron komponentdir.

NTC termistorları adətən metal oksidlərdən və ya yarımkeçirici materiallardan hazırlanır. Materialın qəfəs quruluşunda, qəfəsdə elektronların hərəkətinə mane olan müəyyən çirklər əlavə olunur. Temperatur yüksəldikcə temperatura həssas materialda elektronların enerjisi artır, elektronlarla çirkləri arasında qarşılıqlı təsir zəifləyir, nəticədə elektronların miqrasiya sürəti və keçiriciliyi artır və müqavimət dəyəri azalır.

NTC termistorlarının xüsusiyyətləri və tətbiqləri bunlardır:

1. Temperatur sensoru: NTC termistorlarının müqavimət dəyəri temperaturla tərs mütənasib olduğundan onlar temperatur sensoru kimi geniş istifadə olunur. Müqavimət dəyərini ölçməklə, ətraf mühitin temperaturunun dəyişməsini müəyyən etmək olar.

2. Temperatur kompensasiyası: NTC termistorları temperatur kompensasiyası sxemlərində istifadə oluna bilər. Müqavimət dəyərinin temperaturla dəyişməsi xarakteristikasına görə, müxtəlif temperaturlarda dövrənin sabit işləməsinə nail olmaq üçün digər komponentlərlə (məsələn, termistorlar və rezistorlar) ardıcıl və ya paralel olaraq birləşdirilə bilər.

3. Temperatur nəzarəti: NTC termistorları temperaturun idarə edilməsi sxemlərində mühüm rol oynaya bilər. Müqavimət dəyərinin dəyişməsini izləməklə, müəyyən bir temperatur diapazonunda sabit bir vəziyyəti saxlamaq üçün qızdırıcı elementin və ya soyuducu elementin işinə nəzarət edilə bilər.

4. Enerji təchizatının qorunması: NTC termistorları enerji təchizatının qorunması üçün də istifadə edilə bilər. Enerji təchizatı sxemlərində onlar həddindən artıq cərəyan qoruyucuları kimi istifadə edilə bilər. Cari müəyyən bir həddi aşdıqda, müqavimət dəyərinin azalması səbəbindən onlar cərəyanın axını məhdudlaşdıra və enerji təchizatı və digər sxemləri həddindən artıq cərəyan nəticəsində yaranan zədələrdən qoruya bilərlər.

Xülasə, NTC termistorları mənfi temperatur əmsalı olan termal həssas komponentlərdir, temperatur artdıqca müqavimət dəyəri azalır. Onlar temperaturun təyini, temperaturun kompensasiyası, temperaturun tənzimlənməsi və enerji təchizatının qorunmasında geniş istifadə olunur.

6. Polimer müsbət temperatur əmsalı (PPTC)

PPTC elektron qoruyucuları da həddindən artıq cərəyandan qorunma cihazıdır. Onlar aşağı müqavimətə malikdirlər, lakin cari nominal dəyəri aşdıqda, müqavimətin artmasına səbəb olan, cərəyanın axını məhdudlaşdıran bir istilik effekti meydana gəlir. Onlar adətən yenidən qurulan qoruyucular və ya həddindən artıq cərəyandan qorunma cihazları kimi istifadə olunur. PPTC komponentləri xüsusi polimer materiallardan hazırlanır və müsbət temperatur əmsalının müqavimət xarakteristikasına malikdir.

PPTC komponentlərinin müqaviməti adətən otaq temperaturunda aşağı olur və cərəyanın komponentdə əhəmiyyətli bir gərginlik düşməsi olmadan axmasına imkan verir. Bununla belə, həddindən artıq cərəyan vəziyyəti yarandıqda, PPTC komponenti ondan keçən cərəyanın artması səbəbindən qızdırılır. Temperatur artdıqca polimer materialın müqaviməti əhəmiyyətli dərəcədə artır.

PPTC komponentinin əsas xüsusiyyəti onun nasazlıq şəraitində cərəyan axını məhdudlaşdırmaq qabiliyyətidir. Cari nominal həddi aşdıqda, PPTC komponenti qızdırılır və müqaviməti sürətlə artır. Bu yüksək müqavimət vəziyyəti, dövrəni və əlaqəli komponentləri qorumaq üçün cərəyanı effektiv şəkildə məhdudlaşdıraraq, sıfırlana bilən qoruyucu kimi çıxış edir.

Arızanın vəziyyəti aradan qaldırıldıqdan və cərəyan müəyyən bir eşikdən aşağı düşdükdən sonra PPTC komponenti soyuyur və onun müqaviməti daha aşağı qiymətə qayıdır. Bu sıfırlana bilən xüsusiyyət PPTC komponentlərini ənənəvi qoruyuculardan fərqləndirir və söndürüldükdən sonra onların dəyişdirilməsinə ehtiyac yoxdur.

PPTC komponentləri həddindən artıq cərəyandan qorunma tələb edən müxtəlif elektron sxemlərdə və sistemlərdə istifadə olunur. Onlar ümumiyyətlə enerji təchizatı, batareya paketləri, mühərriklər, rabitə avadanlıqları və avtomobil elektronikasında istifadə olunur. PPTC komponentləri kiçik ölçülü, yenidən qurulan əməliyyat və həddindən artıq cərəyan hadisələrinə sürətli reaksiya kimi üstünlüklərə malikdir.

PPTC komponentini seçərkən, nominal gərginlik, cərəyan və saxlama cərəyanı da daxil olmaqla mühüm parametrləri nəzərə almaq lazımdır. Nominal gərginlik dövrənin iş gərginliyindən yüksək olmalıdır, cari reytinq isə gözlənilən maksimum cərəyana uyğun olmalıdır. Saxlama cərəyanı elementin hərəkətə keçdiyi və müqaviməti artırdığı cari səviyyəni təyin edir.

PPTC elementləri elektron sxemlər üçün etibarlı, sıfırlana bilən həddindən artıq cərəyandan qorunma təmin edərək təhlükəsizliyi və etibarlılığı yaxşılaşdırmağa kömək edir.