Come progettare circuiti di protezione dei diodi per migliorare la sicurezza degli elettrodomestici?
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1, la funzione core del circuito di protezione dei diodi
Protezione della connessione anti -retro
La connessione di potenza inversa è uno dei tipi comuni di guasti negli elettrodomestici, che può portare a cortometraggi a circuito, burnout dei componenti e persino incendi. Il circuito di protezione inversa di diodo utilizza serie o diodi paralleli per prevenire il flusso di corrente inversa utilizzando la loro conducibilità unidirezionale. Ad esempio, quando un diodo è collegato in serie all'estremità di input di un alimentatore CC e la polarità dell'alimentazione è corretta, il diodo conduce e il circuito funziona normalmente; Quando l'alimentazione viene invertita, il diodo si interrompe, formando un circuito aperto per proteggere il circuito successivo.
Protezione della corrente inversa
In applicazioni come l'unità del motore e l'illuminazione a LED, la corrente inversa può danneggiare componenti sensibili. Con diodi paralleli di protezione inversa, si può garantire che la corrente scorre solo nella direzione in avanti. Ad esempio, in un circuito a LED, un diodo 1N4001 è collegato in parallelo. Quando la tensione inversa supera 50 V, il diodo si rompe e conduce, bypassando la corrente inversa e proteggendo il LED dal danno.
FORMAGGIO DI TENSIONE
Il circuito di tensione di tensione limita la tensione all'interno di un intervallo di sicurezza attraverso i diodi. Quando la tensione di ingresso supera la tensione in avanti del diodo, il diodo conduce e devia la tensione in eccesso. Ad esempio, un diodo del regolatore di tensione è collegato in parallelo all'estremità di ingresso di un alimentatore CC. Quando la tensione di ingresso supera la sua tensione di rottura, il diodo conduce, bloccando la tensione sul valore impostato e proteggendo il circuito successivo dal danno di sovratensione.
Soppressione della tensione transitoria
La sovratensione transitoria (come fulmini, operazioni di interruttore) può causare danni ai componenti del circuito. I diodi TVS (soppressori della tensione transitoria) hanno le caratteristiche della risposta rapida e della bassa tensione di serraggio, che possono assorbire efficacemente l'energia transitoria. Ad esempio, quando un diodo TVS bidirezionale è collegato in parallelo all'estremità di input di un alimentatore CA, i TV conducono rapidamente quando la tensione supera la sua tensione di rottura, rilasciando l'energia di sovratensione a terra e proteggendo il circuito successivo.
2, tipico design del circuito di protezione dei diodi
Serie di diodi Anti Reverse Protection
Questo circuito raggiunge la protezione anti -retro collegando un diodo in serie sul terminale di ingresso di alimentazione. I vantaggi sono una struttura semplice e a basso costo, ma c'è una goccia di tensione di 0,7 V, che può influire sull'efficienza dei circuiti di alimentazione a tensione a bassi -. Per ridurre il consumo di energia, è possibile utilizzare diodi Schottky a bassa tensione.
DIOODE PROTEZIONE ANTI PARALLATURA
La protezione anti -retro si ottiene attraverso diodi paralleli e fusibili per auto -recupero. Quando l'alimentazione viene invertita, il diodo conduce, bloccando la tensione a 0,7 V, creando una corrente alta che fa funzionare e disconnettere il circuito del fusibile. Questo circuito può impedire l'alimentazione al circuito successivo, ma sono richiesti costi di fusibile aggiuntivi.
Tipo di rettifica del ponte anti -retro protezione
Il collegamento di un ponte raddrizzatore al circuito garantisce un funzionamento normale indipendentemente dalla polarità dell'alimentazione. Lo svantaggio di questo circuito è che la caduta di tensione attraverso il diodo consuma energia, che è il doppio del consumo di energia di un circuito di serie.
Circuito di protezione dei diodi TVS
I diodi TVS sono ampiamente utilizzati per la protezione da sovratensione negli alimentatori DC, alimentatori CA e linee di segnale. Ad esempio, nel circuito dell'interfaccia USB, viene utilizzato un diodo TVS unidirezionale per proteggere la linea di alimentazione VBUS e viene aggiunto un diodo TVS bidirezionale tra le linee di dati D+e D - per evitare che lo scarico elettrostatico danneggi l'interfaccia.
3, Parametri di selezione e strategie di applicazione dei diodi
Parametri di selezione dei tasti
Durante la progettazione di circuiti di protezione dei diodi, è necessario considerare i seguenti parametri:
Tensione inversa del picco ripetitivo (VRRM): la massima tensione inversa che un diodo può resistere.
Corrente rettificata in avanti media (if (AV)): la corrente media quando un diodo sta conducendo nella direzione in avanti.
Tensione in avanti (VF): la caduta di tensione quando un diodo sta conducendo in avanti.
Tempo di recupero inverso (TRR): il tempo di recupero di un diodo dalla conduzione al taglio.
Strategia applicativa
Selezionare i diodi in base alla tensione e alla corrente operativa del circuito: assicurarsi che il VRRM e if (AV) del diodo soddisfi i requisiti del circuito.
Ottimizzare il layout del circuito: ridurre l'induttanza parassita tra diodi e altri componenti e migliorare la velocità di risposta.
Prendi in considerazione i problemi di dissipazione del calore: nelle applicazioni ad alta corrente, i diodi possono generare calore e è necessario progettare spazio sufficiente di dissipazione del calore o dissipatori di calore.
