Hur förhindrar jag omvänd ström genom dioder i kommunikationsmoduler?

1, principen om diode för att förhindra omvänd ström
En diod bildas genom att kombinera en p - -typ halvledare och en n - -typ halvledare för att bilda en PN -korsning, som har enriktad konduktivitet. När en framåtspänning appliceras på dioden, PN -korsningen smalnar, elektroner flyttar från N -regionen till P -regionen, flyttar hål från P -regionen till N -regionen, och bildar en aktuell väg och diodens ledningar; När en omvänd spänning appliceras utvidgas PN -korsningen och bildar ett högt motståndstillstånd, med nästan ingen ström som passerar och dioden stängs av. Genom att använda denna egenskap är en diod ansluten i serie på kraftinmatningsterminalen eller kritisk signalöverföringsväg för kommunikationsmodulen. När kraftpolariteten är korrekt leder dioden och de nuvarande flödena normalt; När kraftförsörjningen är omvänd polaritet, stängs dioden av, vilket förhindrar omvänd ström från att komma in i kommunikationsmodulen och därmed ge skydd.
2, tillämpning av olika typer av dioder i anti -omvänd anslutning
(1) Vanlig likriktningsdiod
Vanliga likriktningsdioder är den mest använda typen av anti -omvänddioder. Den har låg spänningsfall och hög omvänd nedbrytningsspänning, som kan uppfylla kraven på omvänd anslutning i allmänna kommunikationsmoduler. Till exempel är 1N4007 en vanlig likriktningsdiode med en maximal omvänd spänning på 1000V och en maximal framåtström på 1A, lämplig för vissa låga - kraftkommunikationsmoduler. Emellertid är den omvända återhämtningstiden för vanliga likriktningsdioder relativt lång, vilket kan leda till betydande växlingsförluster i höga - frekvensapplikationer.
(2) Schottky Diode
Schottky -dioder är kända för sin låga spänningsfall och snabbväxlingsegenskaper. Jämfört med vanliga likriktningsdioder har Schottky -dioder en lägre spänningsfall, vanligtvis mellan 0,3V och 0,5V, vilket hjälper till att minska effektförlusten. Samtidigt är dess omvänd återhämtningstid extremt kort, på nanosekundnivå, vilket gör det mycket lämpligt för anti -omvänd anslutningsapplikationer i höga - frekvenskommunikationsmoduler. Till exempel är 1N5819 en vanligt använt Schottky -diod med en maximal framåtström på 1A och en topp omvänd spänning på 40V, allmänt används i olika bärbara kommunikationsenheter.
(3) Snabb återhämtningsdiode
Den snabba återhämtningsdioden kombinerar vissa fördelar med vanliga likriktningsdioder och Schottky -dioder. Den har ett lågt spänningsfall och en snabb omvänd återhämtningstid, som vanligtvis sträcker sig från tiotals nanosekunder till hundratals nanosekunder. Den omvända nedbrytningsspänningen för snabba återhämtningsdioder är relativt hög och tål stora omvända spänningsvågor. I vissa kommunikationsmoduler som kräver hög prestanda, såsom industriell kommunikationsutrustning, hög - hastighetsdataöverföringsmoduler, etc., är snabba återhämtningsdioder ett idealiskt val.
3, Faktisk kretsdesignfodral
(1) Simple Power Anti Reverse Circuit
Vid kraftinmatningsänden av kommunikationsmodulen kan en diod helt enkelt anslutas i serie för att uppnå anti -omvänd skydd. Anslut till exempel den positiva terminalen för en 1N4007 -diod till den positiva terminalen för strömförsörjningen och den negativa terminalen till kraftinmatningsterminalen för kommunikationsmodulen. När kraftpolariteten är korrekt leder dioden och den aktuella levererar kraften till kommunikationsmodulen; När kraftpolariteten är omvänd, stängs dioden av, vilket förhindrar omvänd ström från att komma in i kommunikationsmodulen. Denna krets har en enkel struktur och låg kostnad, men det kan orsaka en viss framåtspänningsfall, vilket resulterar i en liten minskning av strömförsörjningsspänningen.
(2) Bridge Anti Reverse Circuit
För kommunikationsmoduler som kräver dubbelriktad strömförsörjning eller är okänsliga för kraftpolaritet kan en anti -omvänd krets för bro användas. Bridge Anti Reverse Circuit består av fyra dioder, som säkerställer att strömmen passerar genom kommunikationsmodulen i rätt riktning oavsett kraftförsörjningens polaritet. Till exempel, vid kraftinmatningen i den trådlösa kommunikationsmodulen, används fyra 1N5819 Schottky -dioder för att bilda en brokrets, som kan ge stabil kraft till kommunikationsmodulen när kraften är ansluten i framåt- eller omvänd riktning. Fördelen med Bridge Anti Reverse Circuit är att den kan anpassa sig till olika kraftpolariteter, men kretsstrukturen är relativt komplex och kostnaden är hög.
(3) Anti omvänd krets med skyddsfunktion
För att ytterligare förbättra säkerheten för kommunikationsmodulen kan andra skyddskomponenter läggas till anti -omvänd krets. Till exempel är en säkring ansluten i serie bakom dioden. När en kortslutning eller överström inträffar smälter säkringen, skär av strömförsörjningen och skyddar kommunikationsmodulen från skador. En övergående spänningsundertryckdiod (TV) kan också anslutas parallellt vid kraftinmatningsänden för att absorbera övergående överspänning på kraftledningen och förhindra att den orsakar påverkan på kommunikationsmodulen.
4, försiktighetsåtgärder i ansökan
(1) Val av diodparametrar
När du väljer anti -omvänddioder är det nödvändigt att välja lämpliga parametrar baserat på de faktiska behoven i kommunikationsmodulen. Tänk på parametrar såsom den maximala framåtströmmen, omvänd nedbrytningsspänning, framåtspänningsfall och omvänd återhämtningstid för dioden. Om den maximala framåtströmmen är för liten kan det orsaka överhettning av diode och skada; Den omvända nedbrytningsspänningen är för låg för att motstå strömförsörjningens omvända spänningsvåg; Överdriven spänningsfall kan sänka strömförsörjningsspänningen och påverka den normala driften av kommunikationsmodulen; Lång återvinningstid kan resultera i betydande växlingsförluster i höga - frekvensapplikationer.
(2) Värmespridningsdesign
Under drift genererar dioder en viss mängd värme. Om värmeavledningen är dålig kan det leda till att temperaturen på dioden stiger och påverkar dess prestanda och livslängd. Vid utformning av kommunikationsmoduler är det nödvändigt att överväga värmeavledningen av dioder. Diodernas värmeavledningseffekt kan förbättras genom att lägga till kylsedkedjor, förbättra ventilationsförhållandena och andra metoder.
(3) Kretslayout
Rimlig kretslayout har också en betydande inverkan på prestandan för anti -omvänd krets. Försök att förkorta anslutningslinjen mellan dioden och kommunikationsmodulen så mycket som möjligt, minska motståndet och induktansen på linjen och minimera signalstörningar och spänningsfall. Samtidigt är det viktigt att undvika elektromagnetisk störning mellan dioder och andra komponenter.
(4) Testning och validering
Efter att ha slutfört anti -omvänd kretskonstruktion krävs strikt testning och verifiering. För att simulera olika möjliga omvändningssituationer för kraftpolaritet, kontrollera om kommunikationsmodulen kan fungera korrekt och om dioden effektivt kan förhindra omvänd ström. Samtidigt är det nödvändigt att testa kretsens prestandastabilitet under olika miljöförhållanden såsom temperatur och luftfuktighet.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd{ (2 )Diode/1SS355-SOD-123.html