Como projetar circuitos de proteção de diodos para melhorar a segurança dos eletrodomésticos?

1, a função principal do circuito de proteção de diodos
Proteção anti -conexão reversa
A conexão de energia reversa é um dos tipos de falhas comuns nos aparelhos domésticos, que podem levar a curtos circuitos, queimaduras de componentes e até incêndios. O circuito de proteção anti -reversa do diodo usa séries ou diodos paralelos para evitar o fluxo de corrente reversa, utilizando sua condutividade unidirecional. Por exemplo, quando um diodo é conectado em série na extremidade de entrada de uma fonte de alimentação CC, e a polaridade da fonte de alimentação está correta, o diodo conduz e o circuito funciona normalmente; Quando a fonte de alimentação é revertida, o diodo corta, formando um circuito aberto para proteger o circuito subsequente.
Proteção atual reversa
Em aplicações como acionamento de motor e iluminação LED, a corrente reversa pode danificar componentes sensíveis. Por diodos paralelos de proteção reversa, pode -se garantir que a corrente flua apenas na direção para a frente. Por exemplo, em um circuito LED, um diodo 1N4001 é conectado em paralelo. Quando a tensão reversa excede 50V, o diodo se decompõe e conduz, ignorando a corrente reversa e protegendo o LED dos danos.
grampo de tensão
O circuito de grampo de tensão limita a tensão dentro de uma faixa segura através de diodos. Quando a tensão de entrada excede a tensão direta do diodo, o diodo conduz e desvia o excesso de tensão. Por exemplo, um diodo regulador de tensão é conectado em paralelo na extremidade de entrada de uma fonte de alimentação CC. Quando a tensão de entrada excede sua tensão de ruptura, o diodo conduz, prendendo a tensão no valor definido e protegendo o circuito subsequente contra danos causados ​​pela sobretensão.
Supressão de tensão transitória
Overtensão transitória (como ataques de raios, operações de comutação) pode causar danos aos componentes do circuito. Os diodos das TVs (supressores de tensão transitória) têm as características da resposta rápida e da baixa tensão de fixação, o que pode efetivamente absorver a energia transitória. Por exemplo, quando um diodo de TVS bidirecional é conectado em paralelo na extremidade de entrada de uma fonte de alimentação CA, as TVs conduzem rapidamente quando a tensão excede sua tensão de quebra, liberando a energia de sobretensão para o solo e protegendo o circuito subsequente.
2, projeto típico de circuito de proteção de diodos
Série de diodos anti -proteção reversa
Este circuito atinge a proteção anti -reversa conectando um diodo em série no terminal de entrada de energia. As vantagens são uma estrutura simples e baixo custo, mas há uma queda de tensão de 0,7V, o que pode afetar a eficiência de circuitos de fonte de alimentação de tensão baixa -. Para reduzir o consumo de energia, os diodos Schottky de baixa tensão podem ser usados.
Proteção anti -reversa paralela ao diodo
A proteção anti -reversa é alcançada através de diodos paralelos e fusíveis de auto -recuperação. Quando a fonte de alimentação é revertida, o diodo conduz, fixando a tensão a 0,7V, criando uma corrente alta que faz com que o fusível opere e desconecte o circuito. Esse circuito pode impedir a fonte de alimentação no circuito subsequente, mas são necessários custos adicionais de fusíveis.
Tipo de ponte de retificação Proteção anti reversa
A conexão de uma ponte retificadora ao circuito garante a operação normal, independentemente da polaridade da fonte de alimentação. A desvantagem deste circuito é que a queda de tensão no diodo consome energia, o que é o dobro do consumo de energia de um circuito em série.
Circuito de proteção de diodo TVS
Os diodos das TVs são amplamente utilizados para proteção de sobretensão em fontes de alimentação DC, fontes de alimentação CA e linhas de sinal. Por exemplo, no circuito da interface USB, um diodo de TVs unidirecional é usado para proteger a linha de energia VBUS e um diodo de TVs bidirecional é adicionado entre as linhas de dados D+e D - para impedir que a descarga eletrostática prejudique a interface.
3, parâmetros de seleção e estratégias de aplicação de diodos
Parâmetros de seleção de chaves
Ao projetar circuitos de proteção de diodos, os seguintes parâmetros devem ser considerados:
Tensão reversa de pico repetitivo (VRRM): a tensão reversa máxima que um diodo pode suportar.
Corrente retificada para a frente média (se (AV)): a corrente média quando um diodo está conduzindo na direção direta.
Tensão direta (VF): a queda de tensão quando um diodo está conduzindo na direção direta.
Tempo de recuperação reversa (TRR): o tempo de recuperação de um diodo da condução ao corte.
Estratégia de aplicação
Selecione diodos com base na tensão de operação e corrente do circuito: verifique se o VRRM e se (AV) do diodo atender aos requisitos do circuito.
Otimize o layout do circuito: reduza a indutância parasitária entre diodos e outros componentes e melhore a velocidade de resposta.
Considere problemas de dissipação de calor: em aplicações de alta corrente, os diodos podem gerar calor e espaço de dissipação de calor suficiente ou dissipadores de calor precisam ser projetados.

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