TRR: Diodernas roll i kretsskydd

Grundläggande egenskaper hos dioder
Det är en halvledarenhet med enkelriktad ledningsförmåga, som endast tillåter ström att flyta från anoden (positiv elektrod) till katoden (negativ elektrod), och är nästan icke-ledande i motsatt riktning. Beroende på deras material och strukturer kan de delas in i vanliga dioder, Schottky-dioder, Zener-dioder och snabbåterställningsdioder.

Vanlig diod
Används huvudsakligen i likriktarkretsar för att omvandla växelström till likström. De har högt tryckfall framåt och långsam återhämtningstid bakåt.

Schottky diod
Den har lågt framåtspänningsfall och snabba återställningsegenskaper, lämplig för högfrekvensapplikationer och lågspänningskretsar.

Zenerdiod
Det kan stabilisera spänningen under omvänd nedbrytningsspänning, så det används ofta i spänningsstabiliseringskretsar.

Snabb återställningsdiod
Den har en kortare omvänd återhämtningstid och är lämplig för kretsar som kräver snabb omkoppling.

Diodernas roll i kretsskydd
Skydd mot omvänd anslutning
Det är en av de vanligaste tillämpningarna av dioder i kretsskydd. I elektroniska enheter, om strömanslutningen är omvänd, kan det orsaka skada på enheten. Genom att ansluta en diod i serie eller parallellt vid strömingångsänden kan den effektivt förhindra skador på kretsen orsakade av omvänd strömförsörjning.

Ansökningsfall:
I mobiltelefoners laddningskrets är en Schottky-diod vanligtvis parallellkopplad vid strömingångsterminalen. När strömmen är ansluten i rätt riktning leder inte dioden och kretsen fungerar normalt; När strömförsörjningen är ansluten i fel riktning, leder dioden och bildar en kortslutningsskyddskrets för att förhindra skador på kretsen på grund av omvänd strömförsörjning.

Överspänningsskydd
Det är en skyddsåtgärd för att förhindra att spänningen i kretsen överskrider designområdet. Zenerdioder används ofta i sådana applikationer. Zenerdioder leder under omvänd genombrottsspänning, vilket kan begränsa för hög spänning inom ett säkert område och skydda efterföljande kretsar.

Ansökningsfall:
I strömadaptrar, för att skydda känsliga elektroniska komponenter, är en zenerdiod vanligtvis parallellkopplad vid strömutgången. När utspänningen överstiger Zener-diodens genombrottsspänning, leder Zener-dioden, avleder överspänningen och skyddar den efterföljande kretsen från högspänningspåverkan.

Överströmsskydd
Det är en skyddsåtgärd för att förhindra att strömmen i kretsen överskrider det säkra området. Även om säkringar och termistorer är vanliga överströmsskyddskomponenter, kan dioder även användas för överströmsskydd i vissa speciella tillämpningar.

Ansökningsfall:
I vissa högfrekventa omkopplingsströmförsörjningar, för att förhindra att den transienta höga ström som genereras av induktanselementet under omkoppling skadar kretsen, är ofta en snabbåterställningsdiod parallellkopplad i båda ändarna av induktansen. När en transient hög ström genereras, leder dioden, avleder strömmen och skyddar induktorn och efterföljande kretsar.

Statiskt skydd
ESD är en vanlig fara i elektroniska enheter som kan orsaka permanent skada på känsliga elektroniska komponenter. För att förhindra att statisk elektricitet skadar kretsen läggs vanligtvis statiska skyddsdioder till kretsen.

Ansökningsfall:
I datorgränssnittskretsar, såsom USB- och HDMI-gränssnitt, för att förhindra statisk elektricitet från att komma in i den interna kretsen genom gränssnittet, är statiska skyddsdioder vanligtvis parallellkopplade vid gränssnittsportarna. Dessa dioder har snabb respons och låga kapacitansegenskaper, som effektivt kan leda elektrostatiska strömmar till jord och skydda interna kretsar från elektrostatiska störningar.

Analys av specifika tillämpningsfall
Applicering av dioder i solväxelriktare
I solväxelriktare spelar dioder en viktig skyddande roll. Solväxelriktare omvandlar likström som genereras av solpaneler till växelström för hushålls- eller nätanvändning. För att förbättra systemets tillförlitlighet och effektivitet används olika dioder i växelriktaren för kretsskydd.

Anti reverseringsskydd:Utgångsterminalen på en solpanel är vanligtvis ansluten i serie med en Schottky-diod för att förhindra att panelen laddas ur omvänt på natten eller på molniga dagar.

Överspänningsskydd:I DC-spänningsregleringskretsar används en Zener-diod för att klämma fast spänningen för att förhindra skador på efterföljande kretsar orsakade av för hög spänning.

Elektrostatiskt skydd:I växelriktarens styrkrets används elektrostatiska skyddsdioder för att skydda mikrokontrollern och andra känsliga komponenter från skador orsakade av elektrostatisk urladdning.

Applicering av dioder i laddningsstationer för elfordon
Laddstationer för elfordon är viktiga stödanordningar för elfordon, och deras säkerhet och tillförlitlighet är särskilt viktiga. Dioder spelar också en viktig roll i kretsskyddet av laddstationer.

Skydd mot omvänd anslutning:Vid strömingångsänden av laddstationen används en högspännings Schottky-diod för att förhindra effektomvänd anslutning och skydda laddstationens interna krets.

Överspänningsskydd:I laddstationens laddningsmodul används en Zener-diod för att klämma fast spänningen, vilket förhindrar att för hög spänning skadar laddningsmodulen och elfordonets batterisystem.

Skydd mot statisk elektricitet:Installera skyddsdioder för statisk elektricitet vid laddningsgränssnittet för att förhindra störningar och skador på laddstationens styrkrets som orsakas av statisk elektricitet som genereras av användare när laddningspistolen kopplas in och ur.

https://www.trrsemicon.com/diode/smd-diode/schottky-diode-bat54c.html