Zein metodo erabiltzen dituzte sarritan PCBA ingeniariek zirkuituak babesteko?

Babes-gailuakzirkuituak eta ekipoak elektrizitate-hutsetik edo bestelako kalteetatik babesteko erabiltzen dira. Hona hemen ohiko babes-gailu mota batzuk eta haien deskribapenak:

1. Diodoa

Diodoa korrontearen noranzkoa kontrolatzeko erabiltzen den gailu elektroniko bat da. Zirkuituetan, diodoak sarritan erabiltzen dira alderantzizko korrontea ez sartzeko edo beste gailuak gaintentsiotik babesteko.

Tentsio erregulatzaile diodoa, tentsio erregulatzaile edo Zener diodo gisa ere ezaguna, bereziki diseinatutako diodo bat da, tentsio irteera egonkorra emateko erabiltzen dena.

Tentsio erregulatzaile-diodo baten ezaugarria alderantzizko matxura-tentsioa (Zener tentsioa) da. Alderantzizko tentsioak bere matxura-tentsio espezifikoa gainditzen duenean, tentsio erregulatzaile-diodoa alderantzizko matxura egoeran sartzen da eta korrontea eroaten du. Diodo arruntekin alderatuta, tentsio erregulatzaileen diodoak arretaz diseinatuta daude alderantzizko matxura eskualdean tentsio egonkorra mantentzeko.

Tentsio erregulatzaile-diodo baten funtzionamendu-printzipioa tentsio-matxuraren efektuan oinarritzen da. Tentsioa bere alderantzizko matxura-tentsioaren azpitik dagoenean, diodoak tentsio egonkorra mantentzen du bere bi muturretan, alderantzizko korrontea igarotzen utziz. Ezaugarri honi esker, tentsio-erregulatzaile-diodoak zirkuitu batean erreferentziako tentsio egonkorra ematea edo sarrerako tentsioa balio zehatz batean egonkortzea ahalbidetzen du.

Zener diodoak aplikazio hauetan erabili ohi dira:

1. Tentsioaren erregulazioa: Zener diodoak zirkuituetan tentsio erregulatzaile gisa erabil daitezke sarrerako tentsioa irteerako tentsio zehatz batean egonkortzeko. Hau oso garrantzitsua da tentsio egonkorra behar duten gailu elektronikoetarako eta zirkuituetarako.

2. Erreferentzia-tentsioa: Zener diodoak erreferentzia-tentsio iturri gisa erabil daitezke zirkuituetan. Zener diodo egokia hautatuz, erreferentziako tentsio finko bat eman daiteke beste seinaleak kalibratzeko eta alderatzeko.

3. Tentsioaren erregulazioa: Zener diodoak zirkuituetan tentsioa erregulatzeko funtzioetarako ere erabil daitezke. Zener diodoaren korronte-fluxua kontrolatuz, zirkuituko tentsio-balioa egokitu daiteke nahi den tentsio-erregulazio funtzioa lortzeko.

Zener diodoen aukeraketa behar den tentsio egonkorraren eta funtzionamendu-korrontearen araberakoa da. Matxura-tentsio eta potentzia-ezaugarri desberdinak dituzte, beraz, Zener diodoak hautatzerakoan aplikazio eta eskakizun zehatzetan oinarrituta ebaluatu behar dira.

Zener diodoak bereziki diseinatutako diodoak dira, tentsio-irteera egonkorrak eman ditzaketenak. Zirkuitu elektronikoetan asko erabiltzen dira tentsio-erregulazioa, erreferentzia-tentsioa eta tentsio-erregulazioa bezalako funtzioetarako.

2. Metal oxidoaren baristarea (MOV)

MOV gaintentsioa babesteko erabiltzen den gailua da. Zeramikazko matrize batean uniformeki banatutako oxido metaliko partikulaz osatuta dago, tentsioak bere balio nominala gainditzen duenean eroale bihur daitekeena, horrela gaintentsioaren energia xurgatuz eta zirkuituko beste gailu batzuk babestuz.

MOVren ezaugarria bere erresistentzia ez-linealaren ezaugarriak dira. Funtzionamendu-tentsio-tarte normalaren barruan, MOV-k erresistentzia handiko egoera erakusten du eta ez du ia eraginik zirkuituan. Hala ere, tentsioa bat-batean bere tentsio nominala gainditzeko handitzen denean, MOV azkar erresistentzia baxuko egoerara aldatzen da gaintentsioaren energia xurgatzeko eta lurrera edo inpedantzia baxuko beste bide batzuetara bideratzeko.

MOVren funtzionamendu-printzipioa varistore efektuan oinarritzen da. Tentsioak bere tentsio nominala gainditzen duenean, oxido partikulen arteko eremu elektrikoaren indarra handiagoa da, beraz, partikulen arteko erresistentzia gutxitzen da. Horri esker, MOV-k korronte-ahalmen oso handia eskaintzea eta beste zirkuitu eta ekipoak eraginkortasunez babesten ditu gaintentsioaren kalteetatik.

Metal oxidoaren baristoreak honako aplikazio hauetan erabiltzen dira:

1. Gaintentsioaren babesa: MOV batez ere gaintentsioaren babeserako erabiltzen da tentsioak gailuak edo zirkuituak jasan dezakeen balio nominala gaindi ez dezan. Gaintentsio-egoera bat gertatzen denean, MOV-k azkar erantzuten du eta pizten da, gaintentsioa lurrera edo inpedantzia baxuko beste bide batzuetara zuzenduz, beste osagai sentikorrak babesteko.

2. Gaindituen babesa: MOV-ak normalean erabiltzen dira linea elektrikoetan eta komunikazio-lerroetan ekipoak potentzia-tensioetatik (tentsio-mutazioak) babesteko. Tentsio-gailurrak xurgatzeko eta ezabatzeko gai dira, ekipoei kalte potentzialak saihestuz.

3. Gaindituen babesa: MOV-ak ere asko erabiltzen dira tximistek, potentzia-goraldiek eta beste interferentzia elektromagnetiko batzuek eragindako ekipo elektronikoetan eta zirkuituetan kalteak saihesteko. Gainbada-energia xurgatzeko eta barreiatzeko gai dira, ekipoak gaintentsio iragankoretatik babestuz.

MOV egokia hautatzea beharrezkoa den tentsio nominalaren, korronte maximoaren ahalmenaren eta erantzun denboraren araberakoa da. MOVren tentsio nominalak babestu beharreko zirkuituaren funtzionamendu-tentsio maximoa baino apur bat handiagoa izan behar du, eta korronte maximoaren ahalmenak sistemaren eskakizunak bete behar ditu. Erantzun-denborak nahikoa azkarra izan behar du gaintentsioari erantzun azkarra bermatzeko.

Metal oxidozko baristareak gaintentsioaren babeserako erabiltzen diren osagaiak dira, gaintentsioaren energia xurgatzen dutenak eta beste zirkuitu eta ekipoak kalteetatik babesten dituztenak. Garrantzi handia dute gaintentsioaren babesa, gain-tentsioaren babesa eta gain-tentsioaren babesa bezalako alorretan.

3. Tentsio Iragankorra (TVS)

Tentsio Iragankorra (TVS) gaintentsio iragankorra kentzeko erabiltzen den gailu elektroniko bat da. Azkar erantzun dezake eta gaintentsioaren energia xurga dezake, eta babes eraginkorra eman dezake tentsioa bat-batean aldatzen denean edo tentsio iragankorra gertatzen denean, tentsioak ezarritako atalasea gainditzea saihestuz.

TVS gailuen funtzionamendu printzipioa matxura tentsio efektuan oinarritzen da. Zirkuituan gaintentsio iragankorra gertatzen denean, TVS gailua azkar aldatuko da inpedantzia baxuko egoerara, gaintentsioaren energia lurrera edo inpedantzia baxuko beste bide batzuetara bideratuz. Gaintentsioaren energia xurgatuz eta sakabanatuz, TVS gailuak tentsioaren igoera-tasa mugatu dezake eta beste osagai sentikorrak babestu ditzake.

TVS gailuak gasa isurtzeko hodiz (Gas Discharge Tube, GDT) edo siliziozko karburozko diodoz (Siliziozko karburoko diodoa, SiC diodoa) osatuta egon ohi dira. Gasa deskargatzeko hodiek gasean oinarritutako deskarga-bidea osatzen dute tentsioa altuegia denean, silizio-karburozko diodoek, berriz, silizio-karburoko materialen propietate bereziak erabiltzen dituzte matxura-tentsioaren azpian bide eroale bat osatzeko.

Tentsio iragankorrak ondoko aplikazioetan erabiltzen dira normalean:

1. Gaindituen babesa: TVS gailuak, batez ere, gaintentsioen babeserako erabiltzen dira tximistak, potentzia gorakadak, potentzia bilaketak eta beste interferentzia elektromagnetikoak eragindako gaintentsioa saihesteko. Tentsio-gailurrak xurgatu eta kendu ditzakete zirkuituak eta ekipoak kalteetatik babesteko.

2. Komunikazio-lerroen babesa: TVS gailuak oso erabiliak dira komunikazio-lerroetan ekipoak potentzia-bilaketa eta interferentzia elektromagnetikoetatik babesteko. Gaintentsio iragankorrak azkar erantzun eta xurga ditzakete komunikazio-ekipoen funtzionamendu egonkorra babesteko.

3. Linea elektrikoen babesa: TVS gailuak linea elektrikoen babeserako ere erabiltzen dira, elektrizitate-bilaketa eta gain-tentsioko beste gertakari batzuk elikatze-ekipoak kalte ez ditzaten. Gaintentsioko energia xurgatu eta sakabanatu dezakete elikatze-ekipoen funtzionamendu normala babesteko.

TVS gailu egokia hautatzea beharrezkoa den tentsio nominalaren, korronte maximoaren ahalmenaren eta erantzun denboraren araberakoa da. TVS gailuaren tentsio nominalak babestu nahi den zirkuituaren funtzionamendu-tentsio maximoa baino apur bat handiagoa izan behar du, eta korronte maximoaren ahalmenak sistemaren baldintzak bete behar ditu. Erantzun-denborak nahikoa azkarra izan behar du gaintentsio iragankorrak garaiz kentzeko.

Tentsio iragankorreko supresoreek paper garrantzitsua betetzen dute tentsioen babesaren, komunikazio-lerroen babesaren eta linea elektrikoen babesaren alorretan.

4. Fusiblea

Fusiblea zirkuituak eta gailuak gehiegizko korronteak eragindako kalteetatik babesteko erabiltzen den osagai elektroniko arrunta da. Zirkuitua deskonektatuz gehiegizko korrontea isurtzea saihesten duen babes pasiboko gailu bat da.

Fusiblea normalean alanbre mehe batez edo hauste-korronte baxuko hari batez egina dago. Zirkuituko korronteak fusiblearen korronte nominala gainditzen duenean, fusiblearen barruko harizpia berotu eta urtuko da, korronte-fluxua moztuz.

Fusibleen ezaugarri nagusiak eta funtzionamendu-printzipioak hauek dira:

1. Korronte nominala: fusible baten korronte nominala segurtasunez jasan dezakeen korronte maximoari dagokio. Korronteak korronte nominala gainditzen duenean, fusiblea urtu egingo da korrontea ez dadin.

2. Pixketa-denbora: fusible baten pizte-denbora, korronteak korronte nominala gainditzen duenetik pizten den arte dagoen denborari dagokio. Kolpe-denbora fusiblearen diseinuaren eta ezaugarrien araberakoa da, normalean milisegundo batzuen eta segundo batzuen artean.

3. Apurtze-ahalmena: apurtze-ahalmena metze batek segurtasunez hautsi dezakeen korronte edo energia maximoari dagokio. Fusiblearen haustura-ahalmena zirkuituaren kargarekin eta zirkuitu-labur-korrontearekin bat etorri behar da, akats-baldintzetan korrontea modu eraginkorrean moztu daitekeela ziurtatzeko.

4. Mota: Fusible mota asko daude, besteak beste, ekintza azkarrak, denbora-atzerapena, tentsio handikoak, etab. Fusible mota desberdinak aplikazio eszenatoki eta eskakizun desberdinetarako egokiak dira.

Fusible baten funtzio nagusia zirkuitu batean gainkarga babestea da. Zirkuitu bateko korrontea anormalki handitzen denean, eta horrek zirkuituaren hutsegite bat edo ekipoen kalteak eragin ditzake, fusibleak azkar pizten du eta korronte-fluxua moztuko du, horrela zirkuitua eta ekipoak kalteetatik babestuz.

Fusible egokia hautatzeko orduan, zirkuituaren korronte nominala, zirkuitu labur-korrontea, tentsio nominala eta ingurune-baldintzak bezalako faktoreak kontuan hartu behar dira. Fusible bat behar bezala hautatzeak zirkuituaren segurtasuna eta fidagarritasuna bermatu ditzake eta gainkargaren babes eraginkorra eskain dezake.

5. Tenperatura-koefiziente negatiboa termistorea (NTC termistorea)

Tenperatura-koefiziente negatiboa termistorea tenperatura igo ahala erresistentzia-balioa txikiagotzen den osagai elektroniko bat da.

NTC termistoreak oxido metalikoz edo material erdieroaleez egin ohi dira. Materialaren sare-egituran, zenbait ezpurutasun dopatzen dira, sareko elektroien mugimendua oztopatzen dutenak. Tenperatura handitzen den heinean, tenperatura-sentikorra den materialaren elektroien energia handitzen da, eta elektroien eta ezpurutasunen arteko elkarrekintza ahuldu egiten da, eta ondorioz elektroien migrazio-abiadura eta eroankortasuna handitzen da eta erresistentzia-balioa gutxitzen da.

NTC termistoreen ezaugarriak eta aplikazioak hauek dira:

1. Tenperatura-sentsorea: NTC termistoreen erresistentzia-balioa tenperaturarekiko alderantziz proportzionala denez, oso erabiliak dira tenperatura-sentsore gisa. Erresistentzia-balioa neurtuz, giro-tenperaturaren aldaketa zehaztu daiteke.

2. Tenperatura konpentsazioa: NTC termistoreak tenperatura konpentsazio zirkuituetan erabil daitezke. Bere erresistentzia-balioa tenperaturarekin aldatzen den ezaugarria dela eta, beste osagai batzuekin seriean edo paraleloan konekta daiteke (esaterako, termistoreak eta erresistentziak) zirkuituaren funtzionamendu egonkorra lortzeko tenperatura desberdinetan.

3. Tenperaturaren kontrola: NTC termistoreak paper garrantzitsua izan dezakete tenperatura kontrolatzeko zirkuituetan. Erresistentzia-balioaren aldaketa kontrolatuz, berogailu-elementuaren edo hozte-elementuaren funtzionamendua kontrolatu daiteke tenperatura-tarte jakin baten barruan egoera egonkorra mantentzeko.

4. Elikatze-horniduraren babesa: NTC termistoreak elikadura-hornidura babesteko ere erabil daitezke. Elikatze-zirkuituetan, gainkorronte babesle gisa erabil daitezke. Korronteak atalase jakin bat gainditzen duenean, erresistentzia-balioaren jaitsieraren ondorioz, korronte-fluxua mugatu dezakete eta elikadura-hornidura eta beste zirkuitu batzuk gehiegizko korronteek eragindako kalteetatik babestu ditzakete.

Laburbilduz, NTC termistoreak tenperatura-koefiziente negatiboa duten osagai termikoki sentikorrak dira, eta horien erresistentzia-balioa txikiagotzen da tenperatura igo ahala. Tenperaturaren sentsazioan, tenperaturaren konpentsazioan, tenperatura kontrolatzean eta elikadura hornidura babesteko oso erabiliak dira.

6. Tenperatura-koefiziente positiboa polimerikoa (PPTC)

PPTC fusible elektronikoak gehiegizko korronte babesteko gailua dira. Erresistentzia txikia dute, baina korronteak balio nominala gainditzen duenean, efektu termikoa gertatzen da, erresistentzia handitzea eraginez, korronte-fluxua mugatuz. Normalean, berrezarri daitezkeen fusibleak edo gehiegizko korronte babesteko gailu gisa erabiltzen dira. PPTC osagaiak polimero material bereziz eginak dira eta tenperatura koefiziente positiboaren erresistentzia ezaugarria dute.

PPTC osagaien erresistentzia baxua izan ohi da giro-tenperaturan, eta korrontea osagaian tentsio-jaitsiera handirik gabe igarotzen uzten du. Hala ere, korronte gehiegizko egoera bat gertatzen denean, PPTC osagaia berotu egiten da bertatik igarotzen den korronte handitzearen ondorioz. Tenperatura igotzen den heinean, material polimerikoaren erresistentzia nabarmen handitzen da.

PPTC osagaiaren funtsezko ezaugarria akats baldintzetan korronte-fluxua mugatzeko duen gaitasuna da. Korronteak atalase nominala gainditzen duenean, PPTC osagaia berotzen da eta bere erresistentzia azkar handitzen da. Erresistentzia handiko egoera honek fusible berrezargarri gisa jokatzen du, korrontea eraginkortasunez mugatuz zirkuitua eta konektatutako osagaiak babesteko.

Matxura-egoera kendu eta korrontea atalase jakin baten azpitik jaisten denean, PPTC osagaia hozten da eta bere erresistentzia balio baxuago batera itzultzen da. Berrezarri daitekeen ezaugarri honek PPTC osagaiak ohiko mekanizazioetatik desberdinak egiten ditu, eta ez dute ordezkatu behar trontzatu ondoren.

PPTC osagaiak gehiegizko korronte babesa behar duten zirkuitu elektroniko eta sistema ezberdinetan erabiltzen dira. Elikatze-iturrietan, bateria-paketeetan, motorretan, komunikazio-ekipoetan eta automobilgintza-elektronikoetan erabili ohi dira. PPTC osagaiek abantailak dituzte, hala nola, tamaina txikia, berrezarri daitekeen funtzionamendua eta gehiegizko korronteen aurrean erantzun azkarra.

PPTC osagai bat aukeratzerakoan, parametro garrantzitsuak kontuan hartu behar dira, tentsio nominala, korrontea eta euste-korrontea barne. Tentsio nominalak zirkuituaren funtzionamendu-tentsioa baino handiagoa izan behar du, eta korronte-kalifikazioak esperotako korronte maximoarekin bat etorri behar du. Euste-korronteak elementuak ibiltzen den eta erresistentzia handitzen duen uneko maila zehazten du.

PPTC elementuek zirkuitu elektronikoetarako gainkorronte babes fidagarria eta berrezarrigarria eskaintzen dute, segurtasuna eta fidagarritasuna hobetzen laguntzen dutenak.