Como os diodos protegem os circuitos de comunicação das correntes de surto?

1, as causas e riscos da corrente de onda
Causas de corrente de corrente
A geração de corrente de surto está geralmente relacionada a mudanças repentinas no ambiente externo ou alterações no estado interno do circuito. Por exemplo, durante as greves de raios, os pulsos eletromagnéticos de raios se acoplam ao circuito através de linhas de comunicação, gerando corrente instantânea de alta tensão e pula; Durante a comutação de energia, devido à presença de resistência interna na fonte de alimentação, flutuações significativas de tensão e correntes de surto ocorrerão no momento da troca; Ao alternar cargas indutivas (como relés, motores, etc.), as correntes de surto também são geradas no momento da troca devido às características de armazenamento de energia dos componentes indutivos.
Os riscos da corrente de onda
O dano da corrente de onda aos circuitos de comunicação é refletido principalmente nos seguintes aspectos:
Dano dos componentes: A amplitude da corrente de surto é muito maior que a corrente operacional normal do circuito, que pode causar componentes sensíveis (como circuitos integrados, transistores etc.) para sobrecarregar e queimar.
Degradação do desempenho: Flutuações de tensão e interferência eletromagnética causadas por correntes de surto podem afetar a operação normal de circuitos, levando a distorção de sinal, interrupções de comunicação e outros problemas.
A vida útil reduzida: os componentes do circuito que foram submetidos a correntes de aumento por um longo tempo se degradarão gradualmente no desempenho e reduzirão bastante sua vida útil.
2, o princípio da proteção de diodos para circuitos de comunicação contra correntes de surto
O princípio da proteção de diodos para circuitos de comunicação contra correntes de surto é baseado principalmente em sua condutividade unidirecional e características rápidas de resposta. Quando a corrente de surto ocorre, o diodo conduzirá rapidamente, orientando a corrente de onda ao solo ou outros caminhos seguros, protegendo assim componentes sensíveis no circuito. Especificamente, o processo de trabalho de um circuito de proteção de diodos pode ser dividido nos seguintes estágios:
Detecção da corrente de surto: Quando ocorre uma corrente de surto, a tensão ou corrente no circuito aumentará rapidamente, acionando a condição de condução do diodo.
Condução do diodo: O diodo conduz rapidamente sob viés para a frente, orientando a corrente de onda ao solo ou outros caminhos seguros.
Supressão da corrente de surto: À medida que a corrente de surto decai gradualmente, a tensão no diodo diminui gradualmente. Quando a tensão é menor que a tensão de condução do diodo, o diodo corta e o circuito retorna à operação normal.
3, tipos de diodos usados ​​para proteção de corrente de onda
Diodo Zener (diodo Zener)
Os diodos Zener têm características estáveis ​​de tensão no estado de quebra reversa e podem ser usadas para limitar a sobretensão em circuitos. Quando a corrente de surto faz com que a tensão exceda a tensão de quebra do diodo Zener, o diodo conduz, prendendo a tensão em um nível seguro. No entanto, a tolerância de corrente de surto de diodos zener é relativamente baixa e geralmente são usados ​​para a proteção de circuitos de potência - {2}.
Diodo de supressão de tensão transitória (diodo TVS)
O Diodo de TVs é um dispositivo semicondutor projetado especificamente para suprimir a tensão de surto e a corrente de surto. Possui uma velocidade de resposta extremamente rápida (geralmente na faixa de picossegundos) e uma alta capacidade de suportar correntes de surtos. Quando ocorre uma tensão de surto, o diodo do TVS conduz rapidamente, guiando a corrente de onda para aterrar e proteger componentes sensíveis no circuito. Os diodos de TVs são amplamente utilizados em campos como comunicação, computador e eletrônicos automotivos.
Diodo Schottky
Os diodos Schottky têm baixa queda de tensão para frente e velocidade de comutação rápida, tornando -os adequados para proteger os circuitos de frequência -}. Embora sua tolerância de corrente de surto seja relativamente baixa, os diodos schottky ainda são um componente de proteção de corrente de pura eficaz em determinadas aplicações específicas, como a tensão baixa -, baixa - circuitos de comunicação de potência.
4, pontos de design do circuito de proteção de diodos
Escolha o tipo de diodo apropriado
Escolher o tipo de diodo apropriado com base nos requisitos específicos do circuito é a chave para projetar um circuito de proteção. Para circuitos que precisam suportar grandes correntes de surto, os diodos de TVs com alta tolerância à corrente de onda devem ser selecionados; Para circuitos de potência - baixos, é possível considerar o uso de diodos zener ou diodos schottky.
Determine os parâmetros nominados do diodo
Ao selecionar um diodo, é necessário prestar atenção aos parâmetros classificados, como tensão de ruptura reversa, corrente máxima de onda, queda de tensão direta, etc. Esses parâmetros devem atender às necessidades reais do circuito para garantir que o diodo possa funcionar corretamente em caso de corrente de surto.
Layout de circuito razoável
O layout dos circuitos de proteção de diodos deve ser razoável para reduzir a interferência eletromagnética e a atenuação do sinal. O diodo deve ser colocado o mais próximo possível do componente protegido para reduzir o caminho de proteção; Enquanto isso, a interferência de acoplamento entre diodos e outros componentes de frequência- deve ser evitada.
Considere problemas de dissipação de calor
Quando a corrente de surto passa por um diodo, gera calor. Se a dissipação de calor for ruim, pode fazer com que o diodo superaqueça e seja danificado. Portanto, ao projetar circuitos de proteção, a dissipação de calor dos diodos deve ser considerada, como adicionar dissipadores de calor, otimizar o layout do circuito etc.
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