Cum să proiectați circuite de protecție a diodelor pentru a spori siguranța aparatelor de uz casnic?
Lăsaţi un mesaj
1, funcția de bază a circuitului de protecție a diodelor
Protecție anti -conexiune inversă
Conexiunea de putere inversă este unul dintre tipurile comune de defecțiuni ale aparatelor de uz casnic, ceea ce poate duce la scurtcircuitul de circuit, la arderea componentelor și chiar la incendii. Circuitul de protecție anti -inversă a diodei folosește serii sau diode paralele pentru a preveni fluxul de curent invers prin utilizarea conductivității lor unidirecționale. De exemplu, atunci când o diodă este conectată în serie la capătul de intrare al unei surse de alimentare cu curent continuu, iar polaritatea sursei de alimentare este corectă, dioda conduce și circuitul funcționează normal; Când sursa de alimentare este inversată, dioda se taie, formând un circuit deschis pentru a proteja circuitul ulterior.
Protecția cu curent invers
În aplicații precum acționarea motorului și iluminarea cu LED -uri, curentul invers poate deteriora componentele sensibile. Prin diode de protecție inversă paralelă, se poate asigura că curentul curge doar în direcția înainte. De exemplu, într -un circuit LED, o diodă 1N4001 este conectată în paralel. Când tensiunea inversă depășește 50V, dioda se descompune și se desfășoară, ocolind curentul invers și protejând LED -ul de deteriorare.
Clemă de tensiune
Circuitul de prindere a tensiunii limitează tensiunea într -un interval sigur prin diode. Când tensiunea de intrare depășește tensiunea înainte a diodei, dioda efectuează și deviază tensiunea în exces. De exemplu, o diodă a regulatorului de tensiune este conectată în paralel la capătul de intrare al unei surse de alimentare cu curent continuu. Când tensiunea de intrare depășește tensiunea de defecțiune, dioda efectuează, prinzând tensiunea la valoarea setată și protejarea circuitului ulterior de deteriorarea supratensiunii.
Suprimarea tensiunii tranzitorii
Supravoltația tranzitorie (cum ar fi loviturile de trăsnet, operațiunile de comutare) poate provoca deteriorare componentelor circuitului. Diodele TVS (supresoare de tensiune tranzitorie) au caracteristicile răspunsului rapid și al tensiunii scăzute de prindere, care poate absorbi eficient energia tranzitorie. De exemplu, atunci când o diodă TVS bidirecțională este conectată în paralel la capătul de intrare al unei surse de alimentare cu curent alternativ, televizoarele efectuează rapid atunci când tensiunea depășește tensiunea de defecțiune, eliberând energia de supratensiune la sol și protejând circuitul ulterior.
2, Proiectarea tipică a circuitului de protecție a diodelor
Seria de diode Protecția anti -inversă
Acest circuit realizează protecție anti -inversă prin conectarea unei diode în serie la terminalul de intrare a puterii. Avantajele sunt o structură simplă și costuri reduse, dar există o scădere de tensiune de 0,7V, ceea ce poate afecta eficiența circuitelor de alimentare de joasă tensiune. Pentru a reduce consumul de energie electrică, se poate utiliza diode Schottky de joasă tensiune.
Diode Paralel Anti Inverse Protection
Protecția anti -inversă se realizează prin diode paralele și siguranțe de auto -recuperare. Când sursa de alimentare este inversată, dioda se desfășoară, prinzând tensiunea la 0,7V, creând un curent ridicat care face ca siguranța să funcționeze și să deconecteze circuitul. Acest circuit poate preveni alimentarea cu alimentarea către circuitul ulterior, dar sunt necesare costuri suplimentare de siguranță.
Rectificare tip pod de protecție anti -inversă
Conectarea unui pod de redresare la circuit asigură funcționarea normală, indiferent de polaritatea sursei de alimentare. Dezavantajul acestui circuit este că scăderea tensiunii pe diodă consumă energie, ceea ce reprezintă de două ori consumul de energie al unui circuit din serie.
Circuit de protecție a diodelor TVS
Diodele TVS sunt utilizate pe scară largă pentru protecția supratensiunii în sursele de alimentare cu curent continuu, sursele de alimentare cu curent alternativ și liniile de semnal. De exemplu, în circuitul de interfață USB, o diodă TVS unidirecțională este utilizată pentru a proteja linia electrică VBUS și se adaugă o diodă TVS bidirecțională între liniile de date D+și D - pentru a împiedica descărcarea electrostatică să deterioreze interfața.
3, Parametrii de selecție și strategiile de aplicare ale diodelor
Parametri de selecție cheie
La proiectarea circuitelor de protecție a diodelor, trebuie luați în considerare următorii parametri:
Tensiune inversă de vârf repetitiv (VRRM): tensiunea inversă maximă pe care o diodă o poate rezista.
Curent rectificat mediu înainte (IF (AV)): curentul mediu atunci când o diodă se desfășoară în direcția înainte.
Tensiune înainte (VF): căderea de tensiune atunci când o diodă conduce în direcția înainte.
Timp de recuperare inversă (TRR): timpul de recuperare al unei diode de la conducere la întrerupere.
Strategia de aplicare
Selectați diode pe baza tensiunii de funcționare și a curentului circuitului: Asigurați -vă că VRRM și dacă (AV) al diodei îndeplinesc cerințele circuitului.
Optimizați aspectul circuitului: reduceți inductanța parazită între diode și alte componente și îmbunătățiți viteza de răspuns.
Luați în considerare problemele de disipare a căldurii: în aplicații de curent ridicat, diodele pot genera căldură și trebuie să fie proiectate suficient spațiu de disipare a căldurii sau chiuvete de căldură.
