Jak zapobiec prądowi odwrotne przez diody w modułach komunikacyjnych?

1, zasada diody, aby zapobiec prądowi odwrotnemu
Dioda jest tworzona przez połączenie p - typu półprzewodnika i n - typu półprzewodnikowego, aby utworzyć połączenie PN, które ma jednokierunkową przewodność. Gdy napięcie do przodu jest przyłożone do diody, połączenie PN zwęża się, elektrony przesuwają się z regionu N do regionu P, otwory przesuwają się z regionu P do regionu N, tworząc ścieżkę prądu, a dioda prowadzi; Po zastosowaniu napięcia odwrotnego złącze PN rozszerza się i tworzy stan wysokiego oporu, przy prawie braku prądu, a dioda wyłączona. Wykorzystując tę ​​charakterystykę, dioda jest połączona szeregowo na terminalu wejściowym mocy lub ścieżce transmisji sygnału krytycznego modułu komunikacyjnego. Gdy polaryzacja mocy jest poprawna, dioda prowadzi, a prąd przepływa normalnie; Po odwróceniu polaryzacji zasilacza dioda odcina, uniemożliwiając wprowadzenie prądu odwrotnego do modułu komunikacyjnego, zapewniając w ten sposób ochronę.
2, Zastosowanie różnych rodzajów diod w połączeniu anty -odwrotnym
(1) Zwykła dioda prostownika
Zwykłe diody prostowników są najczęściej stosowanym rodzajem diod anty -odwrotnych. Ma niski spadek napięcia do przodu i wysokie napięcie rozkładu do tyłu, które może spełniać wymagania dotyczące antyprzewodnikowego połączenia ogólnych modułów komunikacyjnych. Na przykład 1N4007 jest wspólną diodą prostownika z maksymalnym napięciem do tyłu 1000 V i maksymalnym prądem do przodu 1A, odpowiedni dla niektórych modułów komunikacji zasilania -. Jednak odwrotny czas odzyskiwania zwykłych diod prostowników jest stosunkowo długi, co może powodować znaczne straty przełączania w aplikacjach częstotliwościowych o wysokiej -.
(2) Dioda Schottky
Diody Schottky są znane z niskiego spadku napięcia do przodu i szybkiego przełączania. W porównaniu ze zwykłymi diodami prostowników diody Schottky mają niższy spadek napięcia do przodu, zwykle między 0,3 V do 0,5 V, co pomaga zmniejszyć utratę mocy. Jednocześnie jego odwrotny czas odzyskiwania jest wyjątkowo krótki, na poziomie nanosekundowym, co czyni go bardzo odpowiednim dla aplikacji anty -odwrotnych w modułach komunikacji o wysokiej częstotliwości -. Na przykład 1N5819 jest powszechnie używaną diodą Schottky z maksymalnym prądem do przodu 1A i szczytowym napięciem do tyłu 40 V, szeroko stosowanego w różnych przenośnych urządzeniach komunikacyjnych.
(3) Dioda szybkiego odzyskiwania
Dioda szybkiego odzyskiwania łączy niektóre zalety zwykłych diod prostowników i diod Schottky. Ma niski spadek napięcia do przodu i szybki czas odzyskiwania do tyłu, zwykle od dziesiątek nanosekund do setek nanosekund. Napięcie rozkładu odwrotnego szybkiego odzyskiwania diod odzyskiwania jest stosunkowo wysokie i może wytrzymać duże napięcie odwrotne. W niektórych modułach komunikacyjnych, które wymagają wysokiej wydajności, takich jak wyposażenie komunikacji przemysłowej, moduły transmisji danych High - itp., Diody szybkiego odzyskiwania są idealnym wyborem.
3, faktyczna obudowa obwodu
(1) Prosty obwód przeciw odwrotnej mocy
Na końcu wejścia mocy modułu komunikacyjnego dioda można po prostu połączyć szeregowo, aby osiągnąć ochronę przeciw odwrotnej. Na przykład podłącz dodatni terminal diody 1N4007 z dodatnim zaciskiem zasilania i ujemnego terminala do terminalu wejściowego mocy modułu komunikacyjnego. Gdy polaryzacja mocy jest prawidłowa, dioda prowadzi, a bieżący dostarcza moc do modułu komunikacyjnego; Po odwróceniu polaryzacji mocy dioda odcina, uniemożliwiając wprowadzenie prądu odwrotnego do modułu komunikacyjnego. Ten obwód ma prostą strukturę i niski koszt, ale może powodować pewien spadek napięcia do przodu, co powoduje niewielki spadek napięcia zasilania.
(2) mostek przeciw odwrotnie
W przypadku modułów komunikacyjnych, które wymagają zasilacza dwukierunkowego lub są niewrażliwe na polaryzację energii, można zastosować obwód przeciw odwrotnej mostu. Bridge Anti Reverse obwód składa się z czterech diod, które zapewniają, że prąd przechodzi przez moduł komunikacji we właściwym kierunku, niezależnie od polaryzacji zasilania. Na przykład przy wejściu mocy modułu komunikacyjnego bezprzewodowego cztery diody Schottky są używane do utworzenia obwodu mostowego, który może zapewnić stabilną moc modułu komunikacyjnego, gdy moc jest podłączona w kierunku do przodu lub do tyłu. Zaletą mostu anty -odwrotnego obwodu jest to, że może dostosować się do różnych polaryzacji mocy, ale struktura obwodu jest stosunkowo złożona, a koszt jest wysoki.
(3) obwód przeciw odwrotnej z funkcją ochronną
W celu dalszego poprawy bezpieczeństwa modułu komunikacyjnego do obwodu przeciw odwrotnej można dodać inne elementy ochronne. Na przykład bezpiecznik jest połączony szeregowo za diodą. Gdy pojawia się zwarcie lub nadprąd, bezpiecznik topi się, odcinając zasilanie i chroniąc moduł komunikacji przed uszkodzeniem. Przejściową diodę supresji napięcia (TVS) można również podłączyć równolegle na końcu wejściowego mocy, aby wchłonąć przejściowe przepięcie na linii zasilania i zapobiec jego powodowaniu wpływu na moduł komunikacji.
4, środki ostrożności w aplikacji
(1) Wybór parametrów diodowych
Wybierając diody anty -odwrotne, konieczne jest wybranie odpowiednich parametrów na podstawie rzeczywistych potrzeb modułu komunikacyjnego. Rozważ parametry, takie jak maksymalny prąd do przodu, napięcie rozkładu do tyłu, spadek napięcia do przodu i czas odzyskiwania diody do tyłu. Jeśli maksymalny prąd do przodu jest zbyt mały, może powodować przegrzanie diod i uszkodzenie; Napięcie rozkładu odwrotnego jest zbyt niskie, aby wytrzymać wzrost napięcia odwrotnego zasilania; Nadmierny spadek napięcia do przodu może obniżyć napięcie zasilania i wpływać na normalne działanie modułu komunikacyjnego; Długi czas odzyskiwania odwrotnego może powodować znaczne straty przełączania w aplikacjach częstotliwościowych o wysokiej -.
(2) Projekt rozpraszania ciepła
Podczas pracy diody generują pewną ilość ciepła. Jeśli rozpraszanie ciepła jest słabe, może spowodować wzrost temperatury diody, wpływając na jego wydajność i długość życia. Podczas projektowania modułów komunikacyjnych należy wziąć pod uwagę rozpraszanie ciepła diod. Wpływ rozpraszania ciepła diod można poprawić poprzez dodanie radiatorów, poprawę warunków wentylacji i innych metod.
(3) Układ obwodu
Rozsądny układ obwodu ma również znaczący wpływ na wydajność obwodu antywrotnego. Spróbuj skrócić linię połączeń między diodą a modułem komunikacji w jak największym stopniu, zmniejsz opór i indukcyjność na linii oraz zminimalizować zakłócenia sygnału i spadek napięcia. Tymczasem ważne jest, aby uniknąć interferencji elektromagnetycznej między diodami i innymi składnikami.
(4) Testowanie i walidacja
Po ukończeniu projektu obwodu odwrotnego wymagane są ścisłe testy i weryfikacja. Aby symulować różne możliwe sytuacje odwracania polaryzacji mocy, sprawdź, czy moduł komunikacji może działać poprawnie i czy dioda może skutecznie zapobiec prądowi odwrotnemu. Jednocześnie konieczne jest przetestowanie stabilności wydajności obwodu w różnych warunkach środowiskowych, takich jak temperatura i wilgotność.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd ((2} }diode/1ss355-sod-123.html