Еще подробнее Как работает защита. Для тех кто не знает, но хочет знать... Нижеприведённая длиииинная цепочка рассуж- дений разжёвана процентов на 80 и перева- рена процентов на 50. Приятного вам аппе- тита! Глотайте... Про диод. Диод пропускает ток,если к аноду прило- жен больший потенциал, чем к катоду, т.е. если у анода плюс по отношению к катоду, у которого минус (по отношению к аноду). Но это ещё не всё!Диод не идеален,и оставляет на себе часть напряжения - потери, оно не- обходимо для открывания диода и пропуска- ния тока.Потери у кремниевых диодов (около 0.7В) больше, чем у германиевых (около 0.3 В ). Потери растут с повышением тока через диод, и у германиевых диодов потери растут более линейно (и сильнее), поэтому при не- котором относительно большом токе потери обоих типов сравниваются.Т.е.при малом то- ке потери на германиевом диоде меньше, чем на кремниевом. Если к диоду приложено нап- ряжение меньше, чем напряжение открывания, он не будет пропускать ток, разве что нич- тожно малый. Т.е.если вы оставите кремние- вому диоду всего полвольта на потери, хрен он вам откроется-пропустит-ток-нормальной- величины.Если интересно - откройте учебник физики старших классов школы, там должна быть характеристика диода:зависимость тока через диод от напряжения на нём (или нао- борот). Потенциалы. Самый высокий потенциал - "абсолютный плюс" - это +12В питания (кроме блока пи- тания).Самый низкий - "абсолютный минус" - это общий провод GND, общий минус 5 и 12ти вольт питания. Тогда что такое +5В? - плюс или минус? Относительно 12В это минус - т.к.меньший потенциал ( 5<12 ),относитель- но общего провода (GND) это плюс - т.к.бо- льший потенциал ( 5>0 ).Что такое ножка 40 контроллера КР1818ВГ93? При отсутствии то- ка это 0В, т.е. GND. При наличии тока это некоторый положительный потенциал, пропор- циональный току.Если учесть,что ток возра- стает от значения 0, то в исходном состоя- нии ножка 40 -"абсолютный минус". На самом деле на ней уже может быть некоторое нап- ряжение от сигналов,или питания 5В, т.е.от внутренних электронных связей микросхемы. Аналогичным свойством обладают и другие потребители +12В, например дисковод и уси- литель звука. Они тоже обладают начальным 0-вым потенциалом, который при включении питания растет под действием тока блока питания. Согласно принятому принципу, ток течёт от более высокого потенциала к более низ- кому (принято для удобства, на самом деле определяется видом носителей). Течёт при разности потенциалов, при равенстве потен- циалов тока нет. Направление тока от плюса к минусу заложено в обозначении диода и биполярных транзисторов. Треугольный анод диода образует стрелку,показывая направле- ние,в котором диод пропускает ток при пра- вильно приложенных к нему потенциалах. Мысли в кучу... На схемах верхний диод включен в прямом направлении,его анод у самого высокого по- тенциала,а катод у более низкого - а имен- но у ножки 40. При нормальном питании,после включения, напряжение у анода возрастает, а у катода оказывается 0-ой - отрицательный потенциал ножки 40. Такая разность потенциалов от- крывает верхний диод,и он пропускает ток к ножке 40. Потенциал на этой ножке начинает возрастать под действием тока через диод, но при этом потенциал ножки 40 - катода всегда будет меньше,чем потенциал +12В пи- тания - анода,и,соответственно,будет поло- жительная разность потенциалов,необходимая для открывания верхнего диода.По сути диод не может пропустить такой большой ток, что напряжение на его катоде станет слишком близким к напряжению на его аноде,и разни- ца их будет меньше необходимой для самого диода - его открывания.Диод не дурак,чтобы открыться и при этом не оставить себе нап- ряжения - и самого себя закрыть. Поэтому устанавливается равновесие: падение напря- жения на диоде открывает диод настолько, чтобы ток через него давал такой потенциал ножки 40, разность напряжения питания с которым давала бы необходимое падение нап- ряжение на диоде - потери. При этом второй диод будет закрыт, т.к. на его катоде будет высокий (около 12В) потенциал ножки 40, а на аноде (ниже по схеме) более низкий потенциал питания +5В. Это соответствует обратному включению дио- да, и он не пропускает ток, кроме ничтожно малого тока утечки.Можно рассмотреть ситу- ацию иначе. Ножка 40 по схеме стоит выше +5В, и при наличии +12В обладает бОльшим потенциалом. Согласно принятому принципу, ток идет от большего потенциала к меньше- му, в нашем случае сверху вниз,а треуголь- ник нижнего диода указывает снизу вверх - неверное включение нижнего диода,он закрыт и ток не пропустит (верхний диод указывает сверху вниз - что соответствует положите- льной разности потенциалов (от высокого к низкому, больший потенциал минус меньший даст положительную разность). Теперь представим, что напряжение +12В исчезло, или замкнулось, в общем,стало 0В. Представьте, что схему перевернули вверх ногами (диоды поменяются местами), а вмес- то +12В следует представить надпись 0В или GND - теперь это "абсолютный минус". Неко- торое время (из-за паразитной емкости) на ножке 40 будет высокий потенциал, который начнет падать. Т.к. анод бывшего верхнего диода будет в меньшем потенциале, а катод, из-за паразитной емкости,- в большем, что даёт отрицательную разность потенциалов. И обратное влючение диода: он закроется и не будет пропускать ток. Напряжение на ножке 40 будет падать и в один прекрасный момент окажется меньше +5В. Бывший нижний диод (в нашем перевёрнутом представлении он верх- ний) окажется в прямом включении, т.к. на его аноде будет бОльший потенциал (+5В), чем на катоде - ножка 40. Он откроется и пропустит ток 5-вольтового источника пита- ния на ножку 40, вследствии чего её потен- циал перестанет падать,и наступит равнове- сие потерь напряжения на диоде, согласно описаному выше равновесию при нормальном питании. Представим теперь,что питание +12В сно- ва появилось - вернемся к неперевернутой схеме,- тогда верхний диод будет открыт и будет поднимать потенциал ножки 40 до +12В. А нижний диод закроется, т.к. напря- жение на его катоде - ножке 40 - будет рa- сти,а на аноде (+5В питания) не изменится, в итоге разность потенциалов (анод +5В вы- честь катод +12В ) будет отрицательной, и это обратное напряжение закроет диод. Описаные выше процессы происходят почти мгновенно и растянуты для понимания.Возмо- жно, что в вашем блоке питания +12В будет возрастать медленней, чем плюс 5В, тогда процесс включения будет происходить по аварийному сценарию. Схема как бы будет перевернута с самого начала, и откроется "5-вольтовый" диод, подняв потенциал ножки 40 до аварийного - около 5В - напряжения,а по мере нарастания +12В схема "перевернёт- ся" в нормальное состояние, и произойдёт процесс, описаный выше. Но даже при таком питании это займёт доли секунды,и сам ком- пьютер будет находится на стадии сброса, а к моменту работы с диском питание будет нормальным. Такое возможно,если у вас комп - отдельное 5-вольтовое устройство с внут- ренним формирователем напряжения 5->12В специально для контроллера (а дисковод - внешнее устройство, питается отдельно). В этом случае схема защиты обязательна, т.к. преобразователь - относительно сложное ус- тройство и может отказать. Ну а что будет, если +12В упадет не до 0В? Схема не "перевернётся", как описано выше. В этом случае всё зависит от соотно- шения потенциалов напряжения питания и по- тери на диодах. Поскольку потенциал свобо- дной 40 ножки можно считать 0-вым,либо от- рицательным (в неё всегда стекает ток пи- тания от некоего - положительного источни- ка - любого приложенного положительного потенциала),тогда тот источник напряжения, который будет больше, и откроет свой диод. В случае равенства напряжений откроется тот диод, падение на котором будет меньше. Если плавно снижать напряжение питания +12В, то примерно при 5В (зависит от типа диодов и разброса их параметров) можно на- йти такое соотношение напряжений,когда оба диода будут открыты, и ток в сторону ножки 40 будет суммой токов через оба диода. Как бы там ни было с нарушением +12В - глав- ное, что контроллер не останется без пита- ния, т.к.будет питаться либо с одного,либо с обоих источников сразу. Теперь представим,что исчезло 5В, а 12В осталось. Это не опасно. 12В - вспомогате- льное питание,оно смещает каскады,работаю- щие в цепи 5В, и не в состоянии повредить чип.Это управляющее напряжение,а не комму- тируемое. Что касается схем защиты, то си- туация с нормальным питанием не изменится при наличии 12 и отсутствии 5В, т.к.нижний диод останется закрытым,ещё более низким - 0-вым потенцалом,а верхний по-прежнему бу- дет открыт.Если же после пяти вольт исчез- нет ещё и 12В, получится классическое вык- люченное состояние компа. А что если после пропадания +12В будет падать и +5В? Это,наверно,самый неприятный случай. Поскольку оставшееся - 5В - напря- жение через нижний диод защищает микруху. При его снижении работа микросхемы будет всё больше нарушаться. Но каскады контрол- лера питаются теми же 5ю вольтами - кото- рые снижаются (мы рассматриваем не обрыв в цепи схемы защиты,а общее снижение питания компа).Известно,что ток через все транзис- торы отчасти пропорционален приложенному к ним напряжению.А у МОП транзисторов напря- жение питания,приложенное к затвору,задаёт ток в открытом состаянии, и при снижении основного питания неконтролируемый ток бу- дет снижаться.Но поскольку вспомогательное питание будет падать,нарушение режимов бу- дет возрастать, и неконтролируемый ток от- части тоже.В итоге,произведение напряжения на ток дает мощность,которая,при исправной схеме защиты, отсутствии +12В и снижении +5В, будет мало изменяться (скорее всего, слабо падать),и это не приведет к перегре- ву контроллера. А при снижении основного питания ниже 2-3В ток потребления контрол- лера резко упадёт,а перегрев снизится, так как полевые транзисторы любой структуры: 1) нормально работают при достаточно боль- шом (номинальном в данном случае) напряже- нии, 2) при меньшем напряжении сказывается насыщение (гораздо большее, чем у биполяр- ных транзисторов) и омическая область ра- боты - транзисторы начинают вести себя как резисторы. Вот, пожалуй,и рассмотрели все ситуации защиты,осталось подвести итог.Для чего ну- жен нижний по схеме диод? Нам необходимо питать контроллер в отсутствие +12В от другого источника - +5В. Но замыкать ножку 40 на +5В нельзя, т.к. нормальное питание +12В в этом случае замкнётся на +5В и мо- жет сжечь комп либо блок питания.Можно,ко- нечно, влепить резистор, но он будет жрать большой ток при нормальном питании.Ток бу- дет стекать через резистор от источника +12В к +5. Потери энергии на резисторе,ве- рхний диод с учётом потерь надо более мощ- ный, блок питания более сильный,- в общем, одни потери. Диод подходит идеально - он выполняет роль элетронного коммутатора, не просаживает источник +12В на +5В и автома- тически подпитывает контроллер при пропа- дании +12В. А для чего тогда нужен верхний диод? Всякое может случится,самое худшее - это замыкание +12В. Если верхнего диода не будет,и произойдет замыкание, то нижний не спасёт,вернее,всё зависит от мощности ниж- него диода.Мощный диод просадит +5В на за- мыкание, и либо сгорит место замыкания, и напряжение хотя бы частично восстановится, либо сдохнет блок питания или сработает какая-то его защита с отключением. Слабый диод сдохнет сам (не выдержит ток замыка- ния) и затем либо сдохнет контроллер, если диод разорвал цепь,либо,в случае замыкания в диоде, повторится ситуация с мощным дио- дом. Но даже если замыкания не будет,диоду придётся питать не только контроллер, но и всё, что висит на линии +12В, и если он слабый,для него это может быть равносильно замыканию (см. выше). Верхний диод нужен, чтобы ток аварийного питания не отходил на дисковод и усилитель, к примеру (нагрузка питания 12В ), а питал только контроллер. Нижний диод нужен,чтобы основной ток пита- ния от +12В не стекал в нагрузку +5В, пе- ренапрягая (повышая) её питание с +5В до +12В. Некоторая информация для абсолютных дураков, и/или конкретных лентяев: 1. Поставиш только верхний диод (нижний замкнёш) - в лучшем случае спалиш диод (если он маломощный), в худшем (мощный ди- од), спалиш комп и блок питания.... и дис- ковод,и АУ-шник ... всю ту дребедень,какую понавесил... Вот такой вот ОБЛАМИСЬ! 2. Поставиш только нижний (верхний зам- кнёш) - в лучшем случае(аварийное питание) ВГ-шка не сгорит,в худшем - пробьет диод,и далее смотри худший случай ситуации 1. Так что обломайтесь оптимизаторы, проще этих двух деталей ничего уже не сделаешь. Однако...извращенству нет предела? Похоже, могут найтись такие, шибко-умные гении,ко- торые (вполне логично) узреют в двух дио- дах транзистор p-n-p структуры... Я специально не скажу,какие выводы тра- нзистора каким выводам диодов соответству- ют (чтобы не провоцировать лентяев). А из- вращенцам скажу, что когда-то очень давно, когда я начал познавать электронику,я про- бовал сделать транзистор из двух диодов (тогда был дефицит деталей),и если вам это действительно удавалось, могу вас поздра- вить!, но вы не от мира сего... Если вы влепите транзистор, то в лучшем случае поднимите энергопотребление компа,а в худшем спалите транзистор,и... см.худший случай ситуации 1. Вообще-то есть сдвоенные диодные сбор- ки,с общим катодом,но они мощные,и их чис- то физически неудобно использовать в нашем случае. Заключение. При подготовки этой статьи я посмотрел некоторые издания (у меня их немного), и нашел два упоминания про защиту. Просто не всегда есть время на просмотр собственных дисков (зато всегда есть шанс найти в них что-то новое:).Иногда, вполне реально,люди публикуют схемы,работу которых сами не по- нимают.В своих статьях я пытаюсь всё обос- новать. У меня есть (чисто практический) инте- рес на реализацию защиты с минимальной по- терей напряжения. Конечно, схема будет не самой надёжной по количеству компонентов. Надеюсь, про РЕЛЕ не подумали... По словам Timex/Sinclair Club, он испо- льзовал диоды КД521 и проверял схему - она работает как надо. Что ж, спасибо ему за проверку, я бы не решился... Недавно один человек,не имеющий грамот- ного представления о компах даже в целом, глянув на квадратный пластмассовый корпус с Пентагоном,спросил:что это? Я сказал,что компьютер. Такой маленький? - удивился он. Люди, а ведь многие из нас действительно этого не замечали! Спектрум не умирает,он прогрессирует! И стал ещё более компактным и экономичным в сравнении с современными микроволновыми башнями.Про доступность ресурсов пользова- телю можно и не говорить... Последние дни Июня 2003 года. By KSA-7G.