Если требуется ограничить диапазон изменения сигнала, используются специальные устройства, называемые ограничителями напряжения. В подобных схемах находят широкое применение диоды разных типов (универсальные, импульсные, стабилитроны, ограничители напряжения и т.п.). С помощью ограничителей напряжения можно защитить входные и выходные схемы различных узлов электронной техники от воздействия кратковременных перенапряжений и прочих импульсных помех, в том числе и из-за грозовых разрядов, коммутации индуктивных нагрузок и т.п.
Специальные диоды ограничители напряжения справочник
Полупроводниковый ограничитель напряжения - это диод, который работает на обратной ветви ВАХ с лавинным пробоем. Применяется в защитных целях от перенапряжения цепей интегральных и гибридных схем, радиоэлектронных элементов и т.п.
Примеры схем в которых используются полупроводниковые ограничители напряжения Схема защиты диодного моста и трансформатора Схема защиты диодного моста и трансформатора - Схема защиты входной и выходной цепей транзисторного усилителя Справочная таблица - диоды ограничители напряжения
Тип прибора
Uпроб.ном.
B
при Iпроб.т.
mA
Рогр.и.мах (tи=1мС)
кВт
Значения параметров при Т=25°С
Тк.мах (Тп.)
°С
Рису- нок
Uпроб.
Uогр.и.
B
Iогр.и.мах
A
Uобр.мах
B
Iобр.
mkA
мин B
мах B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2С401А
6,8
10
1,5
6,1
7,5
10,8
139
5,5
1000
125
2С401БС
7,5
10
1,5
6,8
8,2
11,7
128
6
1000
125
2С408А
6,2
1
1,5
5,89
6,51
8,5
130
5
300
125
КС410АС
8,2
10
1,5
7,79
8,61
12,1
124
7
200
125
2С414А
3,9
10
1,5
3,5
4,3
8,5
200
2,4
800
125
2С501А
15
1
1,5
13,5
16,5
22
68
12
5
125
2С501АС
15
1
1,5
13,5
16,5
22
68
12
5
125
2С501Б
30
1
1,5
27
33
43,5
34,5
24
5
125
2С501БС
30
1
1,5
27
331
43,5
34,5
24
5
125
2С503АС
12
1
1,5
10,8
13,2
17
87
9
5
125
2С503БС
33
1
1,5
29,7
36,3
47
31,5
26
5
125
2С503ВС
39
1
1,5
35,1
42,9
56
26,5
31
5
125
КС511А
15
1
1,5
14,3
15,8
21,2
71
12,8
5
85
КС511Б
75
1
1,5
71,3
78,8
103
14,6
-
5
85
2С514А
62
1
1,5
58,9
65,1
80
17,7
53
5
125
2С514А1
62
1
1,5
55,8
68,2
89
16,9
50,2
5
125
2С514Б
68
1
1,5
64,6
71,4
85
16,3
58,1
5
125
2С514Б1
68
1
1,5
61,2
74,8
98
15,3
55,1
5
125
2С514В
82
1
1,5
77,9
86,1
100
13,3
70,1
5
125
2С514В1
82
1
1,5
73,8
90,2
118
12,7
66,4
5
125
2С602А
110
1
1,5
105
116
135
9,9
94
5
125
2С602А1
110
1
1,5
99
121
158
9,5
89,2
5
125
2С801А
33
40
4
29,7
36,3
47
104
26,8
5
125
2С802А
16
70
5
15,2
16,8
21
222
13,6
5
125
2С802А1
16
70
5
14,4
17,6
23,5
212
12,9
5
125
2С802Б
26
30
5
34,2
37,8
46
96
30,8
5
125
2С802Б1
36
30
5
32,4
39,6
52
100
29,1
5
125
Ограничитель напряжения на обычном диоде
Обыкновенные выпрямительные, универсальные и даже импульсные диоды могут применяться в схемах ограничения напряжения. Например, если требуется ограничить уровень напряжения сигнала каким-либо определенным значением, то подойдет простая схема показанная на рисунке ниже. Здесь напряжение ограничения около 5,6 В. Оно складывается из значения опорного напряжения Uоп=5В и падения напряжения непосредственно на диоде при его прямом смещении (для кремниевых диодов обычно около 0,6 Вольт).
Аналогичным образом может быть построена схема и для двухуровневого ограничения напряжения
Такая и подобные схемы ограничителей напряжения широко применяются в защите различных узлов электронной техники. Например, входные цепи большинства цифровых микросхем по технологии КМОП часто построены по схеме ниже.
На схеме ниже приведен последовательный диодный двусторонний ограничитель напряжения, в котором при входных уровнях ±0,5 В напряжение на выходе схемы практически равно нулю и отличается от него, если входное напряжение выходит за указанный нами интервал. Такая схема ограничителя позволяет подавить нежелательные сигналы малого уровня (шумы, фон).
Для получения уровней ограничения около ±0,1...0,3 В можно взять германиевые диоды или Шоттки, а при необходимости увеличения уровней ограничения до ±1 В , вместо одного диода включают последовательно два или более. Для еще больших значений можно использовать стабисторы, светодиоды (в прямом включении) и стабилитроны.
Ограничитель напряжения на операционном усилителе
Основа схемы построена на двух ОУ, работающих в режиме компаратора. Верхний операционный усилитель U2 задает верхнюю границу диапазона ограничения напряжения, а нижний компаратор U1, соответственно, нижнюю.
На схеме, входное напряжение поступает на неинвертирующий вход верхнего компаратора, и на интвертирующий вход нижнего. Неинвертирующий вход нижнего ОУ соединен с регулировочным контактом резистора R3. На сам потенциометр идет уровень 5 В. Т.е R3 задает напряжение на этом контакте от 0 В до 5 В. Этим переменным сопротивлением необходимо задавать минимальное значение, например, 2 В. Точно так же на интвертирующем входе верхнего ОУ уровень ограничения может регулироваться от 0 В до 5 В благодаря R2. Им задают верхнюю границу ограничения, например, 4 В. Выходы обоих ОУ соединяются через элементы D1 и D2. Результирующий выход подсоединен к нагрузке R1.
