He conectado un diodo Zener de 6V a los rieles 5V / GND de mi circuito, y quiero saber qué pasará si mi suministro fallara de 12V directamente al resto de mi placa.
El zener definitivamente se freirá, pero ¿qué pasa después? ¿Puedo decir con seguridad si el resultado será un circuito corto o abierto? ¿Hay alguna forma de asegurarme de que me quede corto (protegiendo así los otros componentes de la placa)? Aprendí todo sobre los diodos, pero nadie mencionó lo que sucede después de freír uno.
Todos los diodos zener tienen una hoja de datos.
Una hoja de datos como la promesa que el fabricante le hace a usted: si usted se mantiene dentro de ciertos límites estrictos descritos en la hoja de datos, entonces el fabricante garantiza que el dispositivo funcionará como se describe en la hoja de datos; si se mantiene dentro de los límites más flexibles descritos en la hoja de datos, entonces el fabricante garantiza que no se producirá un daño permanente en el dispositivo, y cuando vuelva al rango ajustado, el dispositivo funcionará más adelante como se describe.
No hay garantías en cuanto a qué hará exactamente el dispositivo fuera de los límites estrictos, por lo que los buenos diseñadores asumen que lo peor puede suceder fuera de ese rango. Luego, cuando los clientes hacen cosas en sus tableros mucho más allá de lo que estaban destinados a hacer, los diseñadores se sorprenden gratamente de que queda algo por salvar :-).
Si coloca una resistencia de potencia entre la fuente de alimentación y su placa, Puedes elegir una resistencia tal que puede limitar la corriente de tal manera que incluso con 12 V en un extremo de la resistencia, el Zener puede mantener el otro extremo de la resistencia cerca de 6 V sin exceder la especificación de potencia máxima de Zener.
Si el zener supera alguna vez su especificación de potencia máxima, deberíamos suponer que ocurrirá lo peor posible, en este caso, que no se abra.
Los métodos más sofisticados para proteger los componentes de la sobretensión incluyen: varios circuitos de palanca ( un ejemplo ); usar una resistencia similar para limitar la potencia corriente arriba antes de que entre en el regulador de voltaje; utilizando brechas de chispa para limitar el voltaje de entrada a 600 V; y varios circuitos que se apagan cuando la entrada "se ve mal" usando un transistor que puede contener varios cientos de voltios cuando se apaga ( ¿Cómo me protejo contra un volcado de carga automotriz? ).
Primero, ¿por qué se freirá el zener? Puede tener una fuente de alimentación de 12 V para su regulador, pero su fuente debe tener un fusible o disyuntor en algún lugar para estar seguro. Si este fusible o disyuntor tiene una clasificación de corriente que el zener puede tolerar, entonces su PCB debe estar protegido por el zener mientras el fusible se apaga, y no se dañará el zener. Si la calificación actual es más alta de lo que el Zener puede tolerar, bueno, cometió un error al elegir un limitador de corriente.
¿Cuál es la función del zener 6V? Si su función es proteger el riel de 5 V de su circuito, sugiero que no va a hacer un muy buen trabajo. Muchos componentes de 5V tienen un voltaje de entrada máximo de alrededor de 5.5V o 6V, por lo que un zener de 6.2V no ayudará mucho. No estoy seguro de cómo es su entorno, pero por lo general es mejor apagar todo si falla el regulador que intentar que el Zener lo ejecute todo.
Un uso común de un diodo para la protección contra condiciones de error es utilizar un diodo rectificador de polarización inversa en los terminales de entrada. De esa manera, si alguien conecta la fuente al revés, la potencia se disipará en su diodo designado. Asegúrese de que la tensión directa de este diodo sea menor que la tensión inversa máxima en los componentes protegidos. En esta configuración, cuando la fuente está enchufada al revés, nada funcionará: la tensión de alimentación será de -0.7V. Presumiblemente, notará que el LED de encendido no estaba encendido o que el circuito no estaba funcionando, y corregiría su error.
Segundo, no, no puedes decir si el resultado será un circuito corto o abierto. Usted ha operado el dispositivo fuera de las especificaciones, por lo que cualquier cosa podría suceder.
En general, no puede contar con un comportamiento indefinido de los componentes, ya que puede ser, usted sabe, indefinido.
Lo que recomendaría es instalar un fusible (ya sea un fusible de alambre normal o un fusible de polímero de reajuste automático), que limita la cantidad de corriente que puede tomar el circuito sin quemar el Zener.
Alternativamente, puede instalar una resistencia en serie con su circuito: si tiene un consumo de energía esperado muy bajo, esto no le afectará mucho y solo protegerá el circuito como un suministro secundario y menos eficiente.
Los fusibles en general son una buena idea para tener un fallo controlado, me pregunto por qué la gente los olvida.
Puedes considerar un circuito de palanca de tiristores.
Si el voltaje aumenta lo suficiente como para provocar que el zener se descomponga, el tiristor se dispara y corta el suministro. Si el fusible no se quema (o no existe), el tiristor permanecerá encendido hasta que la corriente se apague. C1 reduce la susceptibilidad al ruido.
El término 'palanca' es un término ferroviario de sistemas de electrificación de tercer carril. En caso de una emergencia, el liniero podría desconectar el suministro eléctrico lanzando su palanca entre el live y uno de los rieles de la pista.
Este circuito no es muy preciso debido a la variabilidad en los voltajes de activación del tiristor. Consulte Circuitos de palanca de Axotron para obtener más ideas y mejoras.
Realicé un experimento con un zener. El zener normalmente falla CORTO en circuito en polarización inversa, pero antes de cortocircuitarse, su voltaje terminal aumenta, es decir, se comporta como circuito abierto durante unos segundos y luego pasa al cortocircuito permanentemente. Así que usar un Zener no protegerá el dispositivo siempre. Así que un mejor plan para conectar 2 o más zeners en paralelo. Por ejemplo: para proteger una línea de 5v, conecte 5.1v y 5.3v zener en paralelo.
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