Hoe ontwerpen circuits van diodebescherming om de veiligheid van huishoudelijke apparaten te verbeteren?

1, de kernfunctie van het diodebeschermingscircuit
Anti -omgekeerde verbindingsbeveiliging
Reverse Power Connection is een van de veel voorkomende soorten fouten in huishoudelijke apparaten, die kunnen leiden tot kortsluitingscircuits, burn -out voor componenten en zelfs branden. Het diode anti -omgekeerde beschermingscircuit maakt gebruik van series of parallelle diodes om omgekeerde stroomstroom te voorkomen door gebruik te maken van hun unidirectionele geleidbaarheid. Wanneer bijvoorbeeld een diode is aangesloten in serie aan het invoeruiteinde van een DC -voeding en de polariteit van de voeding correct is, werkt de diode en werkt het circuit normaal; Wanneer de voeding wordt omgekeerd, snijdt de diode af en vormt een open circuit om het daaropvolgende circuit te beschermen.
Omgekeerde stroombeveiliging
In toepassingen zoals motoraandrijving en LED -verlichting kan omgekeerde stroom gevoelige componenten beschadigen. Door parallelle omgekeerde beschermingsdioden kan worden gewaarborgd dat de stroom alleen in de voorwaartse richting stroomt. In een LED -circuit is bijvoorbeeld een 1N4001 -diode parallel aangesloten. Wanneer de omgekeerde spanning groter is dan 50V, breekt de diode af en geleidt en omzeilt de omgekeerde stroom en beschermt het de LED tegen schade.
spanningsklem
Het spanningsklemcircuit beperkt de spanning binnen een veilig bereik door diodes. Wanneer de ingangsspanning de voorwaartse spanning van de diode overschrijdt, leidt en leidt de diode de overtollige spanning af. Een spanningsregelaardiode is bijvoorbeeld parallel aangesloten aan het invoeruiteinde van een DC -voeding. Wanneer de ingangsspanning zijn afbraakspanning overschrijdt, loopt de diode, klemt de spanning op de ingestelde waarde en beschermt het daaropvolgende circuit tegen overspanningschade.
Voorbijgaande spanningsonderdrukking
Tijdelijke overspanning (zoals blikseminslagen, schakelbewerkingen) kan schade aan circuitcomponenten veroorzaken. TVS -diodes (tijdelijke spanningsonderdrukkers) hebben de kenmerken van snelle respons en lage klemspanning, die effectief tijdelijke energie kunnen absorberen. Wanneer bijvoorbeeld een bidirectionele tv -diode parallel is aangesloten aan het invoeruiteinde van een AC -voeding, worden de tv's snel uitgevoerd wanneer de spanning de afbraakspanning overschrijdt, waardoor de overspanningsenergie op de grond wordt vrijgegeven en het daaropvolgende circuit beschermt.
2, typisch diodebeschermingscircuitontwerp
Diode serie anti reverse bescherming
Dit circuit bereikt anti -omgekeerde bescherming door een diode in serie aan te sluiten bij de Power Input Terminal. De voordelen zijn eenvoudige structuur en lage kosten, maar er is een spanningsdaling van 0,7 V, die de efficiëntie van lage - spanningsvoeding circuits kan beïnvloeden. Om het stroomverbruik te verminderen, kunnen lage spanningsdaling Schottky -diodes worden gebruikt.
Diode parallelle anti -omgekeerde bescherming
Anti -omgekeerde bescherming wordt bereikt door parallelle diodes en zelfwinningszekeringen. Wanneer de voeding wordt omgekeerd, loopt de diode, waarbij de spanning op 0,7 V klemt, waardoor een hoge stroom ontstaat die ervoor zorgt dat de zekering het circuit werkt en loskoppelt. Dit circuit kan de voeding naar het volgende circuit voorkomen, maar extra zekeringkosten zijn vereist.
Rectificatiebrug Type anti -omgekeerde bescherming
Het verbinden van een gelijkrichterbrug met het circuit zorgt voor een normale werking, ongeacht de polariteit van de voeding. Het nadeel van dit circuit is dat de spanningsdaling over de diode energie verbruikt, wat twee keer het stroomverbruik van een seriecircuit is.
Tv's diode bescherming circuit
TVS -diodes worden veel gebruikt voor overspanningsbeveiliging in DC -voedingen, AC -voedingen en signaallijnen. In het USB -interfacecircuit wordt bijvoorbeeld een unidirectionele tv -diode gebruikt om de VBUS -stroomlijn te beschermen, en een bidirectionele tv -diode wordt toegevoegd tussen de data lijnen D+en D - om te voorkomen dat elektrostatische ontlading de interface beschadigt.
3, Selectieparameters en toepassingsstrategieën van diodes
Belangrijkste selectieparameters
Bij het ontwerpen van diodebeschermingscircuits moeten de volgende parameters worden overwogen:
Repetitieve piek omgekeerde spanning (VRRM): de maximale omgekeerde spanning die een diode kan weerstaan.
Gemiddelde voorwaartse gerectificeerde stroom (if (av)): de gemiddelde stroom wanneer een diode in de voorwaartse richting uitvoert.
Voorwaartse spanning (VF): de spanningsval wanneer een diode in de voorwaartse richting uitvoert.
Reverse Recovery Time (TRR): de hersteltijd van een diode van geleiding tot afsluiting.
Applicatiestrategie
Selecteer diodes op basis van de bedrijfsspanning en de stroom van het circuit: zorg ervoor dat de VRRM en IF (AV) van de diode voldoen aan de circuitvereisten.
Optimaliseer circuitlay -out: verminder parasitaire inductantie tussen diodes en andere componenten en verbetert de responssnelheid.
Overweeg problemen met warmtedissipatie: in toepassingen met hoge stroom kunnen diodes warmte genereren en moeten voldoende warmte -dissipatieruimte of koellichamen worden ontworpen.

https://www.trrsemicon.com/diode/Smd{{2al}Diode/SS24-SMA.html