Czym jest dioda Zenera
Dioda Zenera to element półprzewodnikowy pracujący w kierunku zaporowym w pobliżu napięcia przebicia, gdzie utrzymuje względnie stały spadek napięcia przy szerokim zakresie prądu. Stabilizacja wynika z efektu Zenera i/lub lawinowego, a kształt charakterystyki określa tzw. kolano oraz dynamiczna rezystancja rz. Kluczowe parametry obejmują napięcie Zenera VZ, tolerancję, moc Ptot, współczynnik temperaturowy (ujemny dla niskich VZ, dodatni dla wyższych), prąd testowy IZ i szum. W praktyce stosuje się rezystor szeregowy ograniczający prąd, a przy większych energiach impulsów — elementy tłumiące. Dioda Zenera bywa wykorzystywana jako źródło odniesienia, ogranicznik, klamper oraz element ochronny niskiej mocy; dobór uwzględnia zapas mocy, profil obciążenia i warunki cieplne, ponieważ przekroczenie Ptot prowadzi do degradacji złącza i dryftu VZ.
Dioda Zenera w pralkach
W pralkach diody Zenera stabilizują lokalne linie odniesienia, klamrują przepięcia w torach sterowania oraz chronią wejścia mikrokontrolera i wzmacniaczy przed skokami napięcia. Występują też w detekcji zera i sekcjach pomocniczych zasilacza, gdzie trzymają poziomy napięć dla układów startowych. Istotny jest dobór VZ względem tolerancji zasilania, szumów oraz dopuszczalnej mocy impulsowej, a także prowadzenie masy i obecność rezystora ograniczającego. Zestawienia objawów, wartości referencyjnych i przypadków serwisowych są opisywane w materiałach technicznych. W ramach szkoleń takie praktyczne pomiary wykonywane są serwisie AGD w Tychach, gdzie omawiane są zależności między doborem Zenerów, filtrowaniem a stabilnością pracy modułów sterujących.
Objawy uszkodzeń
Charakterystyczne symptomy to niestabilne napięcia odniesienia, nadmierne tętnienia, brak startu układu, restarty sterownika, nagrzewanie rezystora szeregowego oraz zaniżone lub zawyżone poziomy progowe wejść. Uszkodzenia mogą mieć charakter zwarcia (brak stabilizacji, przeciążenia) lub przerwy (utrata ochrony, niekontrolowane wzrosty napięcia).
Diagnostyka i pomiary
Weryfikacja elementu
Pomiar VZ przy prądzie testowym, ocena rz na dwóch punktach prądowych, kontrola nagrzewania i dryftu. Oględziny pól lutowniczych i rezystora szeregowego pod kątem przebarwień oraz oznak przeciążenia.
Ocena układu towarzyszącego
Sprawdzenie źródła zasilania, filtracji, prowadzenia masy oraz obecności klamperów/TVS w torach narażonych na przepięcia. W razie wątpliwości testy pod obciążeniem impulsowym i obserwacja stabilności poziomów logicznych.
Parametry przykładowych diod Zenera
| Seria | VZ (typ.) | Moc | TC (ppm/°C) | Zastosowanie |
|---|---|---|---|---|
| BZX55C | 3.3–33 V | 0.5 W | — | Stabilizacja niskiej mocy |
| BZT52 | 2.4–39 V | 0.5 W (SMD) | — | Referencje na PCB SMD |
| 1N4742A | 12 V | 1.0 W | ~+5…+10 | Klamper torów sterujących |
| 1N4733A | 5.1 V | 1.0 W | ~−2…0 | Ochrona wejść logiki |
Uwagi eksploatacyjne
Skuteczność stabilizacji zależy od właściwego rezystora szeregowego, minimalnych pętli masy i odpowiedniej filtracji. Przy wymianie elementów warto zachować klasę mocy i zbliżony współczynnik temperaturowy; zmiana VZ lub Ptot bez przeliczenia prądów może podnieść tętnienia lub przegrzać układ. W torach narażonych na impulsy rozważa się TVS o większej energii, pozostawiając Zenera dla precyzyjnych poziomów odniesienia.