In che modo i diodi proteggono i circuiti di comunicazione dalle correnti di aumento?

1, le cause e i pericoli della corrente di aumento
Cause della corrente di aumento
La generazione della corrente di aumento è generalmente correlata a improvvisi cambiamenti nell'ambiente esterno o cambiamenti nello stato interno del circuito. Ad esempio, durante i fulmini, gli impulsi elettromagnetici di fulmini si accopperanno nel circuito attraverso linee di comunicazione, generando una tensione istantanea alta e corrente di aumento; Durante la commutazione di potenza, a causa della presenza di resistenza interna nell'alimentazione, si verificheranno fluttuazioni di tensione significative e correnti di aumento al momento della commutazione; Quando si cambiano carichi induttivi (come relè, motori, ecc.), Al momento della commutazione vengono generate correnti di sovratensione a causa delle caratteristiche di accumulo di energia dei componenti induttivi.
I pericoli della corrente di aumento
Il danno della corrente di aumento dei circuiti di comunicazione si riflette principalmente nei seguenti aspetti:
Danno componente: l'ampiezza della corrente di aumento è molto più alta della normale corrente operativa del circuito, che può causare componenti sensibili (come circuiti integrati, transistor, ecc.) Per il sovraccarico e l'urimento.
Degradazione delle prestazioni: fluttuazioni di tensione e interferenza elettromagnetica causata dalle correnti di aumento possono influire sul normale funzionamento dei circuiti, portando a distorsione del segnale, interruzioni della comunicazione e altri problemi.
Accorciata durata della vita: i componenti del circuito che sono stati sottoposti a correnti di sovratensione per lungo tempo si degraderanno gradualmente nelle prestazioni e abbreviano notevolmente la loro durata di servizio.
2, il principio di protezione dei diodi per i circuiti di comunicazione dalle correnti di sovratensione
Il principio di protezione dei diodi per i circuiti di comunicazione dalle correnti di sovratensione si basa principalmente sulla sua conducibilità unidirezionale e sulle caratteristiche di risposta rapida. Quando si verifica la corrente di aumento, il diodo si svolgerà rapidamente, guidando la corrente di aumento a terra o altri percorsi sicuri, proteggendo così i componenti sensibili nel circuito. In particolare, il processo di lavoro di un circuito di protezione dei diodi può essere diviso nelle seguenti fasi:
Rilevamento della corrente di sovratensione: quando si verifica una corrente di aumento, la tensione o la corrente nel circuito aumenta rapidamente, innescando la condizione di conduzione del diodo.
Conduzione del diodo: il diodo conduce rapidamente sotto pregiudizio a termine, guida la corrente di sovratensione a terra o altri percorsi sicuri.
Soppressione della corrente di aumento: man mano che la corrente di aumento decade gradualmente, la tensione attraverso il diodo diminuisce gradualmente. Quando la tensione è inferiore alla tensione di conduzione del diodo, il diodo si interrompe e il circuito ritorna al normale funzionamento.
3, tipi di diodi utilizzati per la protezione dell'attuale aumento
Diodo Zener (diodo Zener)
I diodi Zener hanno caratteristiche di tensione stabili nello stato di rottura inversa e possono essere utilizzati per limitare la sovratensione dei circuiti. Quando la corrente di aumento fa sì che la tensione supera la tensione di rottura del diodo Zener, il diodo conduce, bloccando la tensione a livello di sicurezza. Tuttavia, la tolleranza alla corrente di aumento dei diodi Zener è relativamente bassa e di solito vengono utilizzate per la protezione di circuiti di potenza a basso -.
Diodo di soppressione della tensione transitoria (diodo TVS)
Il diodo TVS è un dispositivo a semiconduttore appositamente progettato per sopprimere la tensione di aumento e la corrente di aumento. Ha una velocità di risposta estremamente rapida (di solito nella gamma di picosecondi) e un'alta capacità di resistere alle correnti di sovratensione. Quando si verifica una tensione di aumento, il diodo TVS conduce rapidamente, guidando la corrente di aumento a terra e proteggendo i componenti sensibili nel circuito. I diodi TVS sono ampiamente utilizzati in campi come comunicazione, computer e elettronica automobilistica.
Diodo Schottky
I diodi Schottky hanno una bassa caduta di tensione in avanti e una velocità di commutazione rapida, rendendoli adatti per proteggere i circuiti di frequenza - alti. Sebbene la sua tolleranza di corrente di aumento sia relativamente bassa, i diodi Schottky sono ancora un componente di protezione della corrente di aumento efficace in alcune applicazioni specifiche, come bassi circuiti di comunicazione di potenza -, bassi circuiti di comunicazione di potenza.
4, Punti di progettazione del circuito di protezione dei diodi
Scegli il tipo di diodo appropriato
Scegliere il tipo di diodo appropriato in base ai requisiti specifici del circuito è la chiave per la progettazione di un circuito di protezione. Per i circuiti che devono resistere a grandi correnti di aumento, dovrebbero essere selezionati diodi TVS con elevata tolleranza alla corrente di aumento; Per circuiti di potenza - bassi, è possibile prendere in considerazione l'uso di diodi Zener o Schottky.
Determina i parametri nominati del diodo
Quando si seleziona un diodo, è necessario prestare attenzione ai suoi parametri nominati, come la tensione di rottura inversa, la corrente di aumento massima, la caduta di tensione in avanti, ecc. Questi parametri dovrebbero soddisfare le esigenze effettive del circuito per garantire che il diodo possa funzionare correttamente in caso di corrente di aumento.
Layout del circuito ragionevole
Il layout dei circuiti di protezione dei diodi dovrebbe essere ragionevole per ridurre l'interferenza elettromagnetica e l'attenuazione del segnale. Il diodo deve essere posizionato il più vicino possibile al componente protetto per abbreviare il percorso di protezione; Nel frattempo, dovrebbe essere evitata l'interferenza di accoppiamento tra diodi e altri componenti di frequenza - alti.
Considera i problemi di dissipazione del calore
Quando la corrente di aumento passa attraverso un diodo, genera calore. Se la dissipazione del calore è scarsa, può causare il surriscaldamento del diodo ed essere danneggiato. Pertanto, durante la progettazione di circuiti protettivi, dovrebbe essere considerata la dissipazione del calore dei diodi, come l'aggiunta di dissipatori di calore, il layout del circuito di ottimizzazione, ecc.
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