Com evitar el corrent invers a través dels díodes en mòduls de comunicació?

1, el principi del díode per evitar el corrent invers
Un díode es forma combinant un semiconductor de tipus P - i un semiconductor tipus N - per formar una unió PN, que té conductivitat unidireccional. Quan s’aplica una tensió cap endavant al díode, la unió PN s’estreny, els electrons es desplacen de la regió N a la regió P, els forats es traslladen de la regió P a la regió N, formant un camí de corrent i el díode condueix; Quan s’aplica una tensió inversa, la unió PN s’eixampla i forma un estat d’alta resistència, sense que hi hagi gairebé cap corrent que passi i el díode s’apagui. Utilitzant aquesta característica, un díode es connecta en sèrie al terminal d'entrada de potència o la ruta de transmissió de senyal crític del mòdul de comunicació. Quan la polaritat de potència és correcta, el díode condueix i el corrent flueix normalment; Quan es reverteix la polaritat de l’alimentació, el díode es redueix, evitant que el corrent inversament entri al mòdul de comunicació, proporcionant així protecció.
2, Aplicació de diferents tipus de díodes en connexió anti -inversa
(1) Díode rectificador ordinari
Els díodes rectificadors ordinaris són el tipus més utilitzat de díodes anti -inverses. Disposa de baixa caiguda de tensió cap endavant i alta voltatge de desglossament invers, que pot complir els requisits de connexió antiavinguda dels mòduls generals de comunicació. Per exemple, 1N4007 és un díode rectificador comú amb una tensió inversa màxima de 1000V i un corrent avançat màxim de 1A, adequat per a alguns mòduls de comunicació de potència baix -. Tanmateix, el temps de recuperació inversa dels díodes rectificadors ordinaris és relativament llarg, cosa que pot provocar pèrdues importants de commutació en aplicacions de freqüència -.
(2) Diode Schottky
Els díodes Schottky són coneguts per la seva baixa caiguda de tensió i les característiques de commutació ràpida. En comparació amb els díodes rectificadors ordinaris, els díodes Schottky tenen una caiguda de tensió cap endavant inferior, normalment entre 0,3V i 0,5V, cosa que ajuda a reduir la pèrdua de potència. Al mateix temps, el seu temps de recuperació inversa és extremadament curt, a nivell de nanosegons, fent -lo molt adequat per a aplicacions de connexió anti -inversa en mòduls de comunicació de freqüència alts -. Per exemple, 1N5819 és un díode Schottky utilitzat habitualment amb un corrent avançat màxim d’1A i una tensió inversa màxima de 40V, àmpliament utilitzada en diversos dispositius de comunicació portàtils.
(3) Diode de recuperació ràpida
El díode de recuperació ràpida combina alguns avantatges dels díodes rectificadors ordinaris i els díodes Schottky. Té una baixa caiguda de tensió i un temps de recuperació inversa ràpida, normalment des de desenes de nanosegons fins a centenars de nanosegons. La tensió d’interrupció inversa dels díodes de recuperació ràpida és relativament elevada i pot suportar grans sobrecàrregues de tensió inversa. En alguns mòduls de comunicació que requereixen un alt rendiment, com ara equips de comunicació industrial, els mòduls de transmissió de dades de velocitat alts -, etc., els díodes de recuperació ràpida són una elecció ideal.
3, cas real de disseny de circuits
(1) Circuit de potència senzilla de potència senzilla
A l'extrem d'entrada de potència del mòdul de comunicació, un díode es pot connectar simplement en sèrie per aconseguir una protecció anti -inversa. Per exemple, connecteu el terminal positiu d’un díode 1N4007 al terminal positiu de l’alimentació i el terminal negatiu al terminal d’entrada de potència del mòdul de comunicació. Quan la polaritat de potència és correcta, el díode condueix i el corrent subministra potència al mòdul de comunicació; Quan la polaritat de potència es reverteix, el díode es redueix, evitant que el corrent inversament entri al mòdul de comunicació. Aquest circuit té una estructura senzilla i un baix cost, però pot provocar una caiguda de tensió cap endavant, donant lloc a una lleugera disminució de la tensió d’alimentació.
(2) Circuit anti inversa del pont
Per als mòduls de comunicació que requereixen una font d’alimentació bidireccional o que siguin insensibles a la polaritat de potència, es pot utilitzar un circuit anti -revers de pont. El Circuit Anti inversa del pont consta de quatre díodes, que asseguren que el corrent passa pel mòdul de comunicació en la direcció correcta, independentment de la polaritat de la font d’alimentació. Per exemple, a l’entrada de potència del mòdul de comunicació sense fils, s’utilitzen quatre díodes Schottky 1N5819 per formar un circuit de pont, que pot proporcionar potència estable al mòdul de comunicació quan la potència està connectada en direcció endavant o inversa. L’avantatge del circuit anti -inversa del pont és que es pot adaptar a diferents polaritats de potència, però l’estructura del circuit és relativament complexa i el cost és elevat.
(3) Circuit anti -invers amb funció de protecció
Per millorar encara més la seguretat del mòdul de comunicació, es poden afegir altres components protectors al circuit anti -invers. Per exemple, un fusible està connectat en sèrie darrere del díode. Quan es produeix un curtcircuit o sobrecorrent, el fusible es fon, tallant la font d'alimentació i protegint el mòdul de comunicació dels danys. Un díode de supressió de tensió transitòria també es pot connectar en paral·lel a l'extrem d'entrada de potència per absorbir la sobretensió transitòria a la línia d'alimentació i evitar que causi un impacte en el mòdul de comunicació.
4, precaucions en aplicació
(1) Selecció de paràmetres del díode
Quan seleccioneu Diodes inversos, cal triar paràmetres adequats en funció de les necessitats reals del mòdul de comunicació. Penseu en paràmetres com el corrent avançat màxim, la tensió d'avaria inversa, la caiguda de tensió cap endavant i el temps de recuperació inversa del díode. Si el corrent màxim cap endavant és massa petit, pot causar un sobreescalfament i danys del díode; La tensió d'avaria inversa és massa baixa per suportar la tensió inversa de l'alimentació; La caiguda de tensió cap endavant excessiva pot reduir la tensió d’alimentació i afectar el funcionament normal del mòdul de comunicació; El temps de recuperació inversa pot provocar pèrdues importants de commutació en aplicacions de freqüència altes -.
(2) Disseny de dissipació de calor
Durant el funcionament, els díodes generen una certa calor. Si la dissipació de calor és pobra, pot provocar que la temperatura del díode augmenti, afectant el seu rendiment i la seva vida útil. Quan es dissenya mòduls de comunicació, cal tenir en compte la dissipació de calor dels díodes. Es pot millorar l'efecte de dissipació de calor dels díodes afegint dissipadors de calor, millorant les condicions de ventilació i altres mètodes.
(3) Disseny del circuit
La disposició del circuit raonable també té un impacte significatiu en el rendiment del circuit anti -invers. Proveu d’escurçar la línia de connexió entre el díode i el mòdul de comunicació el màxim possible, reduir la resistència i la inductància a la línia i minimitzar la interferència del senyal i la caiguda de tensió. Mentrestant, és important evitar la interferència electromagnètica entre díodes i altres components.
(4) Prova i validació
Després de completar el disseny del circuit anti -invers, calen proves i verificació estrictes. Per simular diverses possibles situacions de reversió de polaritat de potència, comproveu si el mòdul de comunicació pot funcionar correctament i si el díode pot prevenir eficaçment el corrent invers. Al mateix temps, és necessari provar l’estabilitat del rendiment del circuit en diferents condicions ambientals com la temperatura i la humitat.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd (2