Hoe te voorkomen dat omgekeerde stroom door diodes in communicatiemodules kan voorkomen?

1, het principe van diode om omgekeerde stroom te voorkomen
Een diode wordt gevormd door een p - type halfgeleider en een n - type halfgeleider te combineren om een ​​PN -junctie te vormen, die een unidirectionele geleidbaarheid heeft. Wanneer een voorwaartse spanning wordt toegepast op de diode, smaller de PN -kruising, beweegt elektronen van het N -gebied naar het P -gebied, gaten gaan van het P -gebied naar het N -gebied, waardoor een stroompad wordt gevormd en de diode wordt uitgevoerd; Wanneer een omgekeerde spanning wordt toegepast, wordt de PN -junctie verbreedt en vormt een hoge weerstandstoestand, met bijna geen stroom die erdoorheen gaat en de diode is uitgeschakeld. Door dit kenmerk te gebruiken, is een diode verbonden in serie op het vermogensinvoerterminal of het kritieke signaaltransmissiepad van de communicatiemodule. Wanneer de vermogenspolariteit correct is, wordt de diode uitgevoerd en stroomt de stroom normaal; Wanneer de polariteit van de voeding wordt omgekeerd, snijdt de diode af, waardoor omgekeerde stroom de communicatiemodule binnengaat, waardoor bescherming wordt geboden.
2, Toepassing van verschillende soorten diodes in anti -omgekeerde verbinding
(1) gewone gelijkrichterdiode
Gewone gelijkrichterdioden zijn het meest gebruikte type anti -omgekeerde diodes. Het heeft een lage voorwaartse spanningsval en hoge omgekeerde afbraakspanning, die kan voldoen aan de anti -omgekeerde verbindingsvereisten van algemene communicatiemodules. 1N4007 is bijvoorbeeld een gemeenschappelijke gelijkrichterdiode met een maximale omgekeerde spanning van 1000V en een maximale voorwaartse stroom van 1A, geschikt voor enkele lage - vermogenscommunicatiemodules. De omgekeerde hersteltijd van gewone gelijkrichterdiodes is echter relatief lang, wat kan leiden tot significante schakelverliezen in hoge - frequentietoepassingen.
(2) Schottky diode
Schottky -diodes staan ​​bekend om hun lage voorwaartse spanningsval en snelle schakelkenmerken. Vergeleken met gewone gelijkrichterdioden hebben Schottky -diodes een lagere voorwaartse spanningsval, meestal tussen 0,3 V en 0,5 V, wat helpt het vermogensverlies te verminderen. Tegelijkertijd is de omgekeerde hersteltijd extreem kort, op het nanosecondniveau, waardoor het zeer geschikt is voor anti -reverse verbindingstoepassingen in hoge - frequentiecommunicatiemodules. 1N5819 is bijvoorbeeld een veelgebruikte Schottky -diode met een maximale voorwaartse stroom van 1A en een piek omgekeerde spanning van 40V, veel gebruikt in verschillende draagbare communicatie -apparaten.
(3) snelle hersteldiode
De snelle hersteldiode combineert enkele voordelen van gewone gelijkrichtersdioden en Schottky -diodes. Het heeft een lage voorwaartse spanningsval en een snelle omgekeerde hersteltijd, meestal variërend van tientallen nanoseconden tot honderden nanoseconden. De omgekeerde afbraakspanning van snelle hersteldioden is relatief hoog en kan grote omgekeerde spanningsstijgingen weerstaan. In sommige communicatiemodules die hoge prestaties vereisen, zoals industriële communicatieapparatuur, hoge - snelheidsgegevenstransmissiemodules, enz., Zijn snelle hersteldioden een ideale keuze.
3, werkelijke circuitontwerpcase
(1) Eenvoudig vermogen Anti Reverse Circuit
Aan het vermogensinvoeruiteinde van de communicatiemodule kan een diode eenvoudig worden aangesloten in serie om anti -omgekeerde bescherming te bereiken. Sluit bijvoorbeeld de positieve terminal van een 1N4007 -diode aan op de positieve terminal van de voeding en de negatieve terminal met de vermogensinvoeraansluiting van de communicatiemodule. Wanneer de vermogenspolariteit correct is, voert de diode en de huidige stroom van de communicatiemodule; Wanneer de stroompolariteit wordt omgekeerd, snijdt de diode af, waardoor omgekeerde stroom niet in de communicatiemodule komt. Dit circuit heeft een eenvoudige structuur en lage kosten, maar het kan een bepaalde voorwaartse spanningsval veroorzaken, wat resulteert in een lichte afname van de voedingsspanning.
(2) Brug anti -omgekeerde circuit
Voor communicatiemodules die bidirectionele voeding vereisen of ongevoelig zijn voor stroompolariteit, kan een brug anti -omgekeerde circuit worden gebruikt. Het brug anti -omgekeerde circuit bestaat uit vier diodes, die ervoor zorgen dat de stroom door de communicatiemodule in de juiste richting gaat, ongeacht de polariteit van de voeding. Bij de stroominvoer van de draadloze communicatiemodule worden bijvoorbeeld vier 1N5819 Schottky -diodes gebruikt om een ​​brugcircuit te vormen, dat stabiel vermogen kan leveren aan de communicatiemodule wanneer het vermogen in de voorwaartse of omgekeerde richting is verbonden. Het voordeel van brug anti -omgekeerde circuit is dat het zich kan aanpassen aan verschillende vermogenspolariteiten, maar de circuitstructuur is relatief complex en de kosten zijn hoog.
(3) Anti -omgekeerde circuit met beschermende functie
Om de beveiliging van de communicatiemodule verder te verbeteren, kunnen andere beschermende componenten worden toegevoegd aan het anti -omgekeerde circuit. Een zekering is bijvoorbeeld in serie achter de diode verbonden. Wanneer een kortsluiting of overstroom optreedt, smelt de zekering, snijdt de voeding af en beschermt de communicatiemodule tegen schade. Een voorbijgaande spanningsonderdrukking diode (tv's) kan ook parallel worden aangesloten op het vermogensinvoeruiteinde om voorbijgaande overspanning op de stroomlijn te absorberen en te voorkomen dat deze impact op de communicatiemodule veroorzaakt.
4, voorzorgsmaatregelen in toepassing
(1) Selectie van diodeparameters
Bij het selecteren van anti -omgekeerde diodes is het noodzakelijk om geschikte parameters te kiezen op basis van de werkelijke behoeften van de communicatiemodule. Overweeg parameters zoals de maximale voorwaartse stroom, omgekeerde afbraakspanning, voorwaartse spanningsval en omgekeerde hersteltijd van de diode. Als de maximale voorwaartse stroom te klein is, kan dit oververhitting en beschadiging van diode veroorzaken; De omgekeerde afbraakspanning is te laag om de omgekeerde spanningsstoot van de voeding te weerstaan; Overmatige voorwaartse spanningsval kan de voedingsspanning verlagen en de normale werking van de communicatiemodule beïnvloeden; Lange omgekeerde hersteltijd kan leiden tot significante schakelverliezen in frequentietoepassingen met hoge -.
(2) Warmte -dissipatieontwerp
Tijdens de werking genereren diodes een bepaalde hoeveelheid warmte. Als de warmtedissipatie slecht is, kan dit ervoor zorgen dat de temperatuur van de diode stijgt, wat de prestaties en de levensduur beïnvloedt. Bij het ontwerpen van communicatiemodules is het noodzakelijk om de warmtedissipatie van diodes te overwegen. Het warmtedissipatie -effect van diodes kan worden verbeterd door koellichamen toe te voegen, de ventilatieomstandigheden en andere methoden te verbeteren.
(3) circuitlay -out
Redelijke circuitindeling heeft ook een aanzienlijke invloed op de prestaties van het anti -omgekeerde circuit. Probeer de verbindingslijn tussen de diode en de communicatiemodule zoveel mogelijk te verkorten, de weerstand en inductie op de lijn te verminderen en signaalinterferentie en spanningsval te minimaliseren. Ondertussen is het belangrijk om elektromagnetische interferentie tussen diodes en andere componenten te voorkomen.
(4) Testen en validatie
Na het voltooien van het anti -omgekeerde circuitontwerp zijn strikte tests en verificatie vereist. Controleer of de communicatiemodule goed kan werken en of de diode effectief kan voorkomen om omgekeerde stroom te voorkomen. Tegelijkertijd is het noodzakelijk om de prestatiestabiliteit van het circuit te testen onder verschillende omgevingscondities zoals temperatuur en vochtigheid.
https://www.trrsemicon.com/diode/Smd{{2al}Diode/1SS355-SOD--123.HTML