Как подключить выключатель с диодом: правила и схема подключения устройства. Полезные советы

Схема подключения выключателя с подсветкой

Огромное количество современных инноваций направлено на увеличение уровня комфорта и удобства нашей с вами жизни. Электрические приборы, в том числе и простые выключатели, тоже не стоят на месте. Мало того, что дизайнеры занимаются наиболее удобной формой для кнопок, в то же время не забывают и о таких старых идеях, как простая подсветка.

Сегодня мы разберем схему подключения выключателя с подсветкой, то какие виды подобных бывают, чем они отличаются, и о многом другом.

Краткое содержимое статьи:

Особенности

Верю в то, что вам уже приходилось лично видеть, или хотя-бы фото выключателя с подсветкой, ведь когда я еще был ребенком, у нас в квартире стояли такие выключатели. Старый такой, советский образец выключателя с подсветкой, у которого небольшая красная лампочка располагалась сверху, и была спрятана за матовым, едва прозрачным, пластиком. Судя по всему, идея была взята от бабушки и деда, ведь у них в доме были абсолютно такие же выключатели, или же их ставили в одно и то же время.

В любом случае, как показывает личный опыт – это весьма удобно. В то время о проходных выключателях никто не слышал, а потому посреди ночи приходилось по памяти ориентироваться в пространстве. Вернее, приходилось бы, ведь мне повезло, и в доме были такие вот выключатели. В полной темноте они давали достаточно света, чтоб понимать где вы находитесь, ну и собственно где находится выключатель.

Современные виды выключателей с подсветкой стали более аккуратными и утонченными. Конструкции становятся тише, а размер – меньше. То же касается и светодиодных элементов. Сейчас их основная задача просто в темноте дать информацию о том, где находится выключатель.

Кроме того, есть определенные ограничения, касательно сфер использования подобных устройств. Касаются они в основном портативных источников света, или тех, что получают питание от низковольтных линий.

Подключение

Скоро вы поймете, что монтаж выключателя с подсветкой своими руками достаточно простой процесс, притом мало чем отличающийся от установки обычного варианта. Для начала нужно понимать, по какой схеме вам нужно двигаться.

Вся сложность заключается в подключении выключателя так, чтоб в выключенном положении светодиод внутри светился, и выключался, когда выключатель замыкает контур. Кстати, волноваться за этот светодиод не стоит, и за то, что он перегорит. Перед ним стоит отдельный диод, который защищает осветительный элемент от перегрузки и скачков напряжения.

Есть еще одна интересная особенность. Производители таких выключателей прямо говорят, что использование их продукции в паре со светодиодными лампочками может привести к некорректной работе.

Более того, в качестве совместимых источников света указаны только обычные лампочки накаливания, которые постепенно исчезают из современного жилища. И ведь дело не только в том, что они потребляют намного больше электроэнергии, помимо этого перегорают они тоже весьма исправно.

Монтаж

Если говорить о современных версиях, которые сейчас можно встретить на полках магазинов, то монтаж выключателя с подсветкой своими руками производится весьма просто. Если производитель не халтурил, то процесс установки не будет отличаться от обычного выключателя.

Все потому, все необходимые контакты уже подключены. Обычно светодиод уже подключен к нолю и фазе, и когда цепь замыкается, а значит освещение задействуется, он выключается. Обратно включается после того, как замок разомкнут, и питание идет непосредственно из фазы только к нему.

Инструкция

Для тех, кому нужна инструкция, как подключить выключатель с подсветкой, наступает самый интересный момент. Начинать, как и в случае с обычными выключателями, нужно с обесточивания рабочей зоны.

Если нет возможности отключить питание на отдельный выключатель, то следует это сделать с комнатой, или же домом. Дальше, даже если вы уверенны в том, что питание отключено, воспользуйтесь отверткой-тестером, и убедитесь в своей правоте.

Если у вас установлен старый выключатель, и вы производите замену, то дальше наступает этап демонтажа. Нужно снять клавиши старого выключателя. Если у вас возникли проблемы, то возьмите отвертку, и немного подденьте их со сторон. Дальше нужно снять декоративную накладку, но учтите, она снимается только после клавиш.

Теперь вам нужно открутить крепления основной части выключателя, после чего аккуратно отсоединить провода из контактов. Делать это осторожно стоит как минимум потому, что поврежденные провода подлежат удалению, а чем короче они будут в коробке, тем сложнее будет производить их монтаж и последующую установку выключателя.

Теперь, когда у вас есть пустая коробка, из которой только торчат несколько проводов, можно начинать монтаж нового выключателя. Обычно, на обратной стороне есть маркировка, которая показывает к какому контакту нужно подсоединять какой провод.

Подключаете ноль и фазу, после чего нужно закрепить выключатель в подрозетнике. Дальше можно одеть кнопки и проверить работоспособность. Даже если у вас нет опыта в этом деле, метод проб и ошибок выведет вас на нужный результат.

Фото подключения выключателя с подсветкой

Вам понравилась статья? Поделитесь 😉

 

схема подключения выключателей со светодиодами

Содержание

• 1 Устройство и установка выключателя с встроенной подсветкой
• 2 Подсветка своими руками
• 3 Подсветка с использованием конденсатора
• 4 Подсветка с неоновой лампой своими руками
• 5 Дополнительный осветительный элемент в выключателе
• 6 Видео

У многих современных выключателей в корпусе можно увидеть небольшое освещенное окошко, которое выполняет функцию подсветки. Благодаря этому устройству, найти такой выключатель ночью намного проще. Если разобрать данные элемент, то можно увидеть, что схема выключателя с подсветкой довольно проста. Двухклавишный и любой другой выключатель с подсветкой будет отличаться от обычного только одной составляющей — присутствием в его корпусе индикатора.

Виды выключателей с подсветкой

Ни для кого не секрет, что постоянные поиски в темноте выключателя приводят к тому, что все пространство вокруг прибора загрязняется руками. Поэтому использование дополнительного освещения помогает дольше сохранить новый ремонт.

Устройство и установка выключателя с встроенной подсветкой

В этом устройстве фаза идет на контакт L, а L1 идет к осветительному прибору. Существующие контакты проводят замыкание цепей при определенном нажатии клавиш. Если нажать на клавишу №1, то замыкается через L и L1. Таким образом, при выключенном свете у подсветки включена лампочка. При включении цепь замыкается на L и L1, подсветка выходит из общей токопадающей части и не работает.

Особенности конструкции выключателей с подсветкой

Для того чтобы большое напряжение не оказывало излишнего влияния на лампочку небольшой мощности, в схему встроен резистор, выполняющий роль ограничителя тока. Этот элемент уменьшает напряжение. За счет использования подключённого резистора достигается еще один важный эффект: осветительный прибор не загорается. Малого количества тока недостаточно для мощного светильника. Когда включается свет, лампа подсветки полностью выходит из схемы и никак не влияет на общую мощность.

Но как подключить выключатель с подсветкой? Для примера рассмотрим, как установить индикацию на одноклавишном выключателе. Для монтажа следует:

1. Обесточить помещение;
2. Поддеть выступающий край клавиши рукой или отверткой и потянуть на себя. Далее клавиша демонтируется;
3. Теперь клеммы выключателя подсоединяются к проводам, согласно существующей схеме. Винты на клеммах закручиваются;
4. После переключатель помещается в подрозетник и закрепляется другими винтами;
5. В заключение клавиши устанавливаются на свое место;
6. Теперь можно подавать напряжение и пользоваться оборудованием.

На заметку. Обычно в документации любого выключателя с подсветкой указана схема подсоединения. Либо обозначения «+» и «-» нанесены на само устройство. Если есть сомнения, правильно или нет проведена установка, проверьте все эти данные.

Подсветка своими руками

Самая простая схема подключения для выключателя со светодиодом выглядит следующим образом.

Простая схема для выключателя

Светильники на стену

Все устройство состоит из дополнительного резистора – R1, диода – VD1 и светодиода – VD2, который выполняет роль подсветки. Диод используется для защиты от обратного напряжения. При выключенном оборудовании через резистор проходит ток, который идет дальше и включает светодиод. Вместо диода можно взять диодные лампы.

Сборки на светодиоде подключаются к тумблеру. При этом лампа устанавливается таким образом, чтобы ее свечение было заметно через прибор. Также следует учесть, что клавиши не должны задевать дополнительные устройства. Поэтому важно изначально определить, как удобнее расположить подсветку, и уже потом паять схему. По окончании сборки лучше заизолировать провода и резистор изолентой. Идеальный вариант – использовать кембрики.

Иногда для более удобного размещения подсветки следует просверлить отверстие в выключателе для вывода лампочки. Также потребуется вывести наружу лампочку, если материал, из которого изготовлена внешняя часть выключателя, не пропускает света с подсветкой.

Средний уровень потребления при использовании указанных радиоэлементов составит примерно 1 кВтхчас в месяц. При использовании двойного выключателя с подсветкой в схеме устанавливаются две дополнительные лампочки индикации, у трехклавишного – 3 лампочки. Кроме того, для каждой клавиши необходимо будет собрать свою схему. Сдвоенный вариант в таких устройствах не применяется.

Важно! Любая подсветка будет дополнительно расходовать энергию.

Подсветка с использованием конденсатора

Инфракрасный обогреватель: потребление энергии

Для того чтобы уменьшить расходы на электричество и поднять КПД подсветки, в цепь подключается конденсатор, а в качестве резистора выбирается радиоэлемент напряжением до 100 Ом.

Важно! Когда места для размещения дополнительных элементов подсветки внутри выключателя слишком мало, то можно взять не один большой, а несколько маленьких резисторов и включить их параллельно.

В качестве токоограничивающего прибора здесь применяется конденсатор С1. Используемое сопротивление R1 с мощностью от 0, 25 Вт играет роль ограничителя тока заряда конденсатора. В схеме можно использовать сопротивление с напряжением от 100 до 500 Ом. За счет применения конденсатора энергопотребление снижается и будет составлять примерно 0,05 кВт×часа в месяц. Но из-за размеров конденсатора для размещения этой подсветки потребуется больше места.

Схема для подсветки с конденсатором

Иногда после установки при выключенном свете лампы все равно продолжают работать с минимальной степенью освещенности. Этот эффект может появиться при использовании современных светодиодных светильников, в которых предусмотрено слабое свечение, а также у люминесцентных ламп. Обычные лампы накаливания в таких условиях работать не будут. Чтобы избежать подобного явления, следует использовать светодиодные лампы с диммируемыми блоками питания.

Представленная схема подключения подходит только для лампы накаливания. Если применять энергосберегающие осветительные приборы, то, скорее всего, при выключенном свете можно будет наблюдать слабое свечение. Если использовать в качестве основного освещения светодиоды, то не сработает подсветка. Сопротивление у светодиодов слишком большое, из-за этого тока не хватит для работы подсветки, или ее свечение будет слишком маленьким. Для того чтобы решить эту проблему, используется схема с неоновой лампой.

Подсветка с неоновой лампой своими руками

Как поменять выключатель

Эта схема довольно часто используется с современным тумблером. Принцип работы подсветки с неоновой лампой мы уже разобрали выше, когда изучали конструкцию заводского выключателя.

Обратите внимание! Подсветка применяется в разных бытовых приборах, например, в электрическом чайнике. Если дома есть старый ненужный электрочайник, можно просто вытащить подсветку из него и использовать для выключателя. По виду это устройство представляет собой резистор с неоновой лампой. Эти элементы идут последовательно. Сама схема включена параллельно ТЭНу. Обычно все провода внутри чайника заизолированы с помощью термоусадочных трубок, и понять, где находится резистор, можно по утолщению кембрика.

Как сделать подсветку на неоновой лампе

Рассмотрим подробнее, какие элементы следует взять для самостоятельной сборки выключателя с подсветкой для светодиодных ламп. В существующей цепи сопротивление будет иметь мощность более 0,25 Вт, номиналом от 0,5 до 1,0 Мом.

Если используются неоновые лампы с усиками, то проблем при установке подсветки не возникнет (такую лампу можно вытащить из удлинителя с выключателем). Другое дело – применение неоновой лампочки с цоколем. Из-за недостатка места в выключателе внедрять в цепь патрон для подсветки неудобно. Лучше припаять 2 провода к местам выводов лампочки на цоколе. Для предохранения от повреждений нужно посадить лампочку в термоусадочную трубку.

Дополнительный осветительный элемент в выключателе

Использование подсветки позволяет работать выключателю в режиме индикации, основная задача которой показывать, что прибор находится под напряжением. Если подсветка помогает искать выключатель в темноте, то есть лампочки выключатся при загорании светильника, то индикация срабатывает вместе с включением оборудования.

В чем состоит разница между индикацией и подсветкой

Индикация покажет, находится или нет цепь под напряжением, если лампы в осветительных приборах выйдут из строя.

Итак, конструкция подсветки зависит:

• от вида лампочек, с которыми будет использоваться выключатель света;
• от габаритов места, где будет установлена дополнительная схема;
• от требуемого режима энергосбережения.

Но каким бы ни было выбранное оборудование, расходы электроэнергии на работу подсветки будут минимальные. В этом приборе используются маломощные лампы, которые не могут оказать существенного влияния на коммунальные расходы.

Главное достоинство представленных вариантов с индикатором состоит в том, что все эти схемы не могут нанести вреда выключателю или самому светильнику. При неправильном соединении возможны неисправности и выход из строя только самой подсветки, выключатель и осветительный прибор будут работать в обычном режиме.

Видео

Диоды

: переключатель, о котором вы никогда не знали, что у вас есть

Глядя на дискретные компоненты в вашем электронном арсенале, легко не заметить скромный диод. В конце концов, можно простить вывод, что повседневная версия этого компонента не делает многого. У них нет никаких специальных навыков, которые вы найдете в туннельных, ганновских, варикапных, стабилитронах и лавинных диодах или даже светодиодах – вместо этого они являются просто односторонним клапаном для электрического тока. Соедините их в одну сторону и ток течет, в другую — нет. Они выпрямляют переменный ток в постоянный, в блоках питания их полно. Возможно, вы также использовали их для создания стабильного падения напряжения, потому что они имеют довольно постоянное напряжение при протекании тока, но это все. Диоды: самая короткая статья на Hackaday.

Не так быстро с отключением диода. Есть еще одна хитрость, которую они прячут в рукавах, они также могут действовать как переключатель. Это не должно вас сильно шокировать, в конце концов, беглый взгляд на многие таблицы данных для диодов общего назначения должен показать их описание как переключающих диодов.

Так как же работает диодный переключатель? Ключ заключается в том одностороннем клапане, о котором мы упоминали ранее. Когда диод смещен в прямом направлении и проводит электричество, он будет проходить через любые изменения подаваемого на них напряжения, но когда он смещен в обратном направлении и не проводит электричество, он не будет проходить. Таким образом, сигнал можно включить, пропустив его через диод в прямом смещении, а затем выключить, поместив диод в обратное смещение.

Основы диодного переключателя

Упрощенный диодный переключатель в положении «Выкл.» с обратным смещением.

Чтобы проиллюстрировать простой диодный переключатель, мы подготовили несколько упрощенных принципиальных схем. На первом показан анод, подключенный к земле через резистор R1, и катод, подключенный к шине питания Vcc. Диод находится в обратном смещении, и ток через него не течет. Напряжение переменного тока, приложенное к C1, появится на аноде, но не появится на катоде и выходе через C2. Выключатель в этом случае выключен.

На второй схеме показана очень похожая схема, но с резисторами, подключенными к противоположным линиям питания. Анод теперь привязан к шине Vcc, а катод к земле. Через диод протекает ток, и он смещен в прямом направлении. Таким образом, переменное напряжение, приложенное к C1, появится как на аноде, так и на катоде диода и пройдет через C2 к выходу. Переключатель был включен.

Упрощенный диодный переключатель в положении «включено» с прямым смещением.

Это упрощенная схема, но ненамного. Практический диодный переключатель обычно работает, поддерживая одну сторону диода в точке смещения, так что, когда логический уровень подается на другую точку, он переключает диод с прямого на обратное смещение, чтобы обеспечить электронное управление переключателем. Другими словами, держите один конец диода посередине, покачивая другим концом вверх или вниз.

Специально для радиочастотных цепей вы также найдете радиочастотные дроссели в линиях смещения, чтобы предотвратить попадание радиочастот в силовые и логические схемы. Но суть там в схемах, диодные переключатели действительно так просты.

Итак, теперь вы знаете, как можно использовать диоды в качестве простых выключателей. Вы даже можете сделать многоходовые переключатели, подключив одиночные диодные переключатели параллельно к одной точке смещения. Но это не предел возможностей скромного диода, когда дело доходит до переключения, поэтому мы сейчас рассмотрим еще пару приложений.

Диоды: они всего лишь логичны

В первых электронных цифровых компьютерах, подобных тем, которые вы могли найти на военных объектах или в университетах в 1940-х годах, использовались электронные лампы, иногда в сочетании с реле или другими электромеханическими компонентами. По мере того, как компьютеры развивались в начале 1950-х годов и нашли свое применение в гражданских целях, они начали производиться с использованием гораздо меньших по размеру и менее энергоемких полупроводников, которые тогда были новичками на рынке. Беда с транзисторами 19Однако в 50-х годах они были и дорогими, и ненадежными, вместо сверхнадежных планарных кремниевых транзисторов, к которым мы привыкли сегодня. Конструктору начала 1950-х пришлось работать с германиевыми точечными транзисторами. Эти устройства, помимо их хрупкости, имели досадную характеристику фиксации в состоянии высокого логического уровня и требовали обновления источника питания после изменения состояния. Ясно, что любая схема, которая могла уменьшить зависимость от них, представляла большой интерес.

Диодный вентиль ИЛИ. Thingmaker [CC BY-SA 4.0], через Wikimedia Commons. На помощь тем 19Дизайнеры 50-х годов придумали скромный диод. Они были дешевле и намного надежнее, чем транзистор с точечным контактом, и могли формировать вентили И и ИЛИ, используя только резисторы в качестве компании. Эта так называемая диодно-резисторная логика, или ДРЛ, использовалась в твердотельных компьютерах везде, где это было возможно в этот период, а транзисторы использовались только там, где требовался инвертор.

Оба диодных затвора используют диоды на своих входных линиях, соединяя другие концы диодов в точке выхода с помощью подтягивающего или подтягивающего резистора.

У диодного вентиля ИЛИ аноды обращены к входам, а подтягивающий резистор — на выходе, а у вентиля И катоды обращены к входам, а подтягивающий резистор — на выходе.

Диод И затвор. Thingmaker [CC BY-SA 4.0], через Wikimedia Commons. Помимо необходимости использования транзистора всякий раз, когда требуется логическая инверсия, эти затворы страдают проблемой, заключающейся в падении напряжения на каждом затворе. Таким образом, если вы последовательно соедините ряд диодных вентилей, вы обнаружите, что с каждым уровнем логические уровни падают, в конечном итоге до точки, в которой их перехода недостаточно для работы следующих друг за другом вентилей.

Тем не менее, все же стоит иметь диодную логику в своем запасе доступных схем, поскольку иногда вам может потребоваться одно И или ИЛИ в проекте, и может иметь смысл быстро собрать одну, используя несколько диодов, а не другую. Чип 74 серии.

Смешивание с диодами

Диодный смеситель или кольцевой модулятор (исправленная схема, спасибо комментаторам!) Через Wikimedia Commons.

Есть еще одно место, где вы встретите диодный переключатель, особенно если вы интересуетесь радио или электронной музыкой. Смеситель диодного моста или кольцевой модулятор представляет собой схему, в которой используются четыре диода в конфигурации, внешне похожей на ту, что вы найдете в мостовом выпрямителе, и он работает как частотный смеситель, в котором сигнал переменного тока и выходной сигнал генератора смешиваются для составить их сумму и их разность. Четыре диода действуют как переключатели между входом и выходом сбалансированного сигнала и имеют эффект изменения полярности пути между ними на каждом цикле гетеродина. Он используется в синтезаторах и гитарных педалях, а также в радиосхемах везде, где требуется переход между частотами.

Мы надеемся, что теперь вы взглянете на эти диоды в своем мусорном ящике с новым уважением, теперь вы знаете, что они также могут хорошо переключать. Возможно, вы никогда не будете использовать диод в качестве переключателя на практике, но хорошо быть знакомым с концепцией. И если вас заинтересовали диоды, почему бы не продолжить обзор нашей недавно опубликованной истории диодов?

Основы переключающих диодов: работа, типы и анализ схем

Переключающие диоды представляют собой разновидность полупроводниковых диодов. Они специально разработаны и изготовлены для включения и выключения цепи. Как следует из названия, это относится к диоду с функцией переключения.

Каталог

 

Ⅰ Введение

Переключающие диоды — это разновидность полупроводниковых диодов. Они специально разработаны и изготовлены для включения и выключения цепи. Как следует из названия, это относится к диоду с функцией переключения. Этот диод имеет характеристики пропускания тока (ВКЛ.) при подаче напряжения в прямом направлении и останова (ВЫКЛ.) тока при подаче напряжения в обратном направлении. По сравнению с другими диодами время обратного восстановления (trr) короткое, то есть время, которое переключающий диод проходит из включенного состояния в полностью выключенное, короткое. Обычные переключающие диоды имеют серии 2AK, 2DK и другие, в основном используемые в электронно-вычислительных машинах, импульсных и коммутационных схемах.

Ⅱ Принцип работы переключающих диодов

Когда полупроводниковый диод включен, это эквивалентно замыканию переключателя (цепь включена). Когда он выключен, это эквивалентно размыканию переключателя (цепь выключена). Из-за однонаправленных характеристик проводимости полупроводниковых диодов PN-переход включается при положительном смещении, а сопротивление во включенном состоянии очень мало, порядка десятков-сотней Ом; при обратном смещении он выключен, и его сопротивление очень велико. Обычный кремниевый диод имеет сопротивление выше 10 МОм, а германиевая трубка также имеет сопротивление от десятков тысяч до сотен тысяч Ом. Используя эту функцию, диод будет играть роль в контроле включения или выключения тока в цепи, что делает его идеальным электронным переключателем.

Структура переключающего диода

Приведенное выше описание применимо к любому обычному диоду или принципу работы самого диода. Но для коммутационных диодов наиболее важной характеристикой является производительность на высоких частотах. В условиях высоких частот барьерная емкость диода имеет чрезвычайно низкий импеданс и включена параллельно диоду. Когда емкость этого барьерного конденсатора достигает определенного уровня, это серьезно влияет на характеристики переключения диода. В экстремальных условиях диод будет закорочен. Высокочастотный ток уже не проходит через диод, а напрямую обходит барьерную емкость, и диод выходит из строя. Барьерная емкость переключающего диода, как правило, очень мала, что эквивалентно блокированию пути барьерной емкости, благодаря чему достигается эффект поддержания хорошей однонаправленной проводимости при высокой частоте.

 

Принципиальная схема переключающих диодов

Ⅲ Рабочие характеристики переключающих диодов

Время от выключения (состояние высокого сопротивления) до включения (состояние низкого сопротивления) переключающего диода называется временем включения. Время от включения до окончания называется временем обратного восстановления. Сумма двух времен называется временем переключения. Как правило, время обратного восстановления больше, чем время включения, поэтому в рабочих параметрах переключающего диода указывается только время обратного восстановления. Скорость переключения переключающего диода довольно высока. Время обратного восстановления кремниевого переключающего диода составляет всего несколько наносекунд. Даже у германиевого переключающего диода время обратного восстановления составляет всего несколько сотен наносекунд.

Переключающий диод отличается высокой скоростью переключения, малыми размерами, долгим сроком службы и высокой надежностью. Он широко используется в схемах коммутации, схемах обнаружения, схемах высокочастотного и импульсного выпрямления, схемах автоматического управления электронной аппаратурой.

Когда прямое напряжение подается на два полюса переключателя, диод находится во включенном состоянии, что эквивалентно включенному состоянию переключателя. Когда на переключающий диод подается обратное напряжение, диод находится в выключенном состоянии, что эквивалентно выключенному состоянию ключа. Коммутационные диоды используют эту функцию для достижения лучших характеристик переключения, более высокой скорости переключения, меньшей емкости перехода PN-перехода, меньшего внутреннего сопротивления во время проводимости и большего сопротивления в выключенном состоянии.

(1) Время включения. Для включения переключающего диода после отсечки требуется время, которое называется временем включения. Чем короче это время, тем лучше.

(2) Время обратного восстановления. После включения переключающего диода прямое напряжение снимается. Время, необходимое диоду для включения и выключения, называется временем обратного восстановления. Чем короче это время, тем лучше.

(3) Время переключения. Сумма времени включения и времени обратного восстановления называется временем переключения. Чем короче это время, тем лучше.

Ⅳ Типы переключающих диодов

Переключающие диоды делятся на обычные переключающие диоды, быстродействующие переключающие диоды, сверхбыстродействующие переключающие диоды, маломощные переключающие диоды, переключающие диоды с высоким противодавлением, кремниевые переключающие диоды, и так далее. Форма упаковки переключающего диода включает пластиковый корпус и поверхностный корпус.

Форма переключающего диода

1 Обычный переключающий диод

Обычно используемые переключающие диоды общего назначения представляют собой германиевые переключающие диоды серии 2AK. В таблице ниже приведены основные параметры переключающих диодов серии 2AK.

 

Основные параметры переключающих диодов серии 2AK

2 Быстродействующий переключающий диод

Быстродействующие переключающие диоды имеют более короткое время обратного восстановления, чем обычные переключающие диоды, и имеют более высокую частоту включения и выключения. Обычно используемые в быту быстродействующие переключающие диоды – это серии 2CK, серии 1N, серии 1S, серии 1SS (свинцовый пластиковый корпус) и серии RLS (поверхностный монтаж).

 

Параметры модели быстродействующего диода

3 Сверхбыстродействующий диод

Обычно используются сверхбыстродействующие диоды серии 1SS (свинцовый пластиковый корпус) и серии RLS (поверхностный корпус).

 

Параметры модели сверхвысокоскоростного переключающего диода

4 Маломощный переключающий диод те из высокоскоростных переключающих диодов. Обычно используются маломощные переключающие диоды серии RLS (поверхностный корпус) и серии 1SS (свинцовый пластиковый корпус).

 

Параметры маломощного переключающего диода

5 Переключающий диод с высоким противодавлением

Обратное напряжение пробоя переключающих диодов с высоким обратным напряжением превышает 220 В, но его емкость при нулевом смещении и значение обратного времени восстановления относительно большой. Обычно используются переключающие диоды с высоким противодавлением серии RLS (поверхностный корпус) и серии 1SS (свинцовый пластиковый корпус).

 

Параметры модели переключающего диода с высоким противодавлением

6 Кремниевые переключающие диоды по напряжению

Кремниевые переключающие диоды по напряжению — это новый тип полупроводниковых устройств, который делится на однонаправленные переключающие диоды по напряжению и двунаправленные переключающие диоды по напряжению. Они в основном используются в триггерах, схемах защиты от перенапряжения, генераторах импульсов и высоковольтных выходах, задержках, электронных переключателях и других схемах.

 

Основные параметры двух широко используемых кремниевых диодов переключения напряжения

Контурный чертеж однонаправленного переключающего диода по напряжению и графические символы схемы

Однонаправленные переключающие по напряжению диоды также называются поворотными диодами. Они состоят из кремниевых полупроводниковых материалов с четырехслойной структурой PnPN. Положительное направление представляет собой переключение с отрицательным сопротивлением (это означает, что когда приложенное напряжение повышается до положительного значения напряжения включения, переключающий диод переходит из выключенного состояния во включенное состояние, то есть из высокого сопротивления в низкое сопротивление) , а обратная – устойчивая характеристика. Двунаправленный диод напряжения состоит из пятислойного кремниевого полупроводникового материала NPnPN, и его прямое и обратное направления имеют одинаковые характеристики переключения отрицательного сопротивления.

 

Контурный чертеж и графическое обозначение схемы двунаправленного переключающего диода по напряжению

Ⅴ Типичный анализ схемы применения переключающих диодов

1. На рисунке ниже показана типичная схема переключения диодов. VD1 в схеме является переключающим диодом, а L1 и конденсатор С1 образуют LC-параллельный резонансный контур.

 

(1) Когда переключатель S1 выключен, напряжение постоянного тока +V не может быть добавлено к положительному полюсу VD1. В это время VD1 отключен, а сопротивление между положительным полюсом и отрицательным полюсом очень велико. Таким образом, С2 не может быть подключен к цепи из-за обрыва цепи VD1. L1 параллелен C1, который образует параллельный LC-контур.

(2) Когда переключатель S1 включен, постоянное напряжение +V подается на положительный электрод VD1 через S1 и R1, чтобы включить VD1. Сопротивление между положительным электродом и отрицательным электродом очень мало, что эквивалентно соединению между положительным электродом и отрицательным электродом VD1. Таким образом, С2 подключается к цепи параллельно конденсатору С1. L1, C1 и C2 образуют параллельный LC-контур.

В приведенных выше двух состояниях, из-за различных емкостей в параллельном резонансном контуре LC, в одном случае используется только C1, а в другом — C1 и C2 параллельно. Когда емкость отличается, резонансная частота параллельного резонансного контура LC отличается. Поэтому реальная роль схемы, где расположен VD1, заключается в управлении резонансной частотой LC-параллельного резонансного контура.

Когда в цепи есть переключатель, анализ цепи берет случай включения и выключения в качестве примера для анализа рабочего состояния цепи. Поэтому, когда в схеме появляются переключающие элементы, они могут дать идеи для анализа схемы. Сигнал в параллельном резонансном контуре LC добавляется к положительному полюсу VD1 через C2. Но поскольку амплитуда сигнала в резонансном контуре относительно мала, положительная амплитуда сигнала полупериода, приложенная к положительному полюсу VD1, очень мала и не сделает VD1 проводящим.

2. Анализ принципа работы подобных схем

Как показано на рисунке, VD1 в схеме является переключающим диодом, а управляющее напряжение подается на положительный электрод VD1 через R1. Управляющее напряжение представляет собой прямоугольное импульсное напряжение, форма сигнала показана на рисунке.

 

Когда управляющее напряжение равно 0 В, VD1 не может быть включен. Это эквивалентно разомкнутой цепи. В настоящее время это не влияет на цепи L1 и C1, а также L2 и C2. Когда управляющее напряжение высокое, управляющее напряжение включает переключающий диод VD1. Сигнал переменного тока в точке А цепи заземляется через проводник VD1 и конденсатор С3, что эквивалентно заземлению переменного тока в точке А цепи, выводя цепи L2 и С2 из строя.

Из вышеприведенного анализа видно, что диод VD1 в цепи эквивалентен выключателю, контролирующему, заземлен сигнал переменного тока в точке А цепи или нет.

Ⅵ Как проверить переключающие диоды?

1. Для проверки полярности

Переключение мультиметра в диапазоне R×100 или R×1k. Два измерительных провода должны быть подключены к двум электродам диода соответственно. После первой проверки поменяйте местами два измерительных провода и повторите проверку. Среди результатов двух тестов один показал большее значение сопротивления (обратное сопротивление), а другой — меньшее значение сопротивления (прямое сопротивление). При проверке с малым сопротивлением черный щуп подключается к аноду диода, а красный щуп подключается к катоду диода.

2. Обнаружение одиночных отрицательных проводящих характеристик и оценка хороших или плохих характеристик

Как правило, значение прямого сопротивления диода из германиевого материала составляет около 1 кОм, а значение обратного сопротивления составляет около 300. Значение сопротивления диод из кремниевого материала составляет около 5 кОм, а значение обратного сопротивления равно ∞ (бесконечность).