घरेलू उपकरणों की सुरक्षा को बढ़ाने के लिए डायोड सुरक्षा सर्किट कैसे डिजाइन करें?
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1, डायोड सुरक्षा सर्किट का मुख्य कार्य
विरोधी रिवर्स कनेक्शन सुरक्षा
रिवर्स पावर कनेक्शन घरेलू उपकरणों में सामान्य प्रकार के दोषों में से एक है, जिससे सर्किट शॉर्ट सर्किट, घटक बर्नआउट और यहां तक कि आग लग सकती है। डायोड एंटी रिवर्स प्रोटेक्शन सर्किट उनकी यूनिडायरेक्शनल चालकता का उपयोग करके रिवर्स वर्तमान प्रवाह को रोकने के लिए श्रृंखला या समानांतर डायोड का उपयोग करता है। उदाहरण के लिए, जब एक डायोड एक डीसी बिजली की आपूर्ति के इनपुट छोर पर श्रृंखला में जुड़ा होता है, और बिजली की आपूर्ति की ध्रुवीयता सही होती है, डायोड आचरण करता है और सर्किट सामान्य रूप से काम करता है; जब बिजली की आपूर्ति उलट हो जाती है, तो डायोड कट जाता है, जो बाद के सर्किट की सुरक्षा के लिए एक खुला सर्किट बनाता है।
रिवर्स करंट प्रोटेक्शन
मोटर ड्राइव और एलईडी लाइटिंग जैसे अनुप्रयोगों में, रिवर्स करंट संवेदनशील घटकों को नुकसान पहुंचा सकता है। समानांतर रिवर्स प्रोटेक्शन डायोड द्वारा, यह सुनिश्चित किया जा सकता है कि वर्तमान केवल आगे की दिशा में बहता है। उदाहरण के लिए, एक एलईडी सर्किट में, एक 1N4001 डायोड समानांतर में जुड़ा हुआ है। जब रिवर्स वोल्टेज 50V से अधिक हो जाता है, तो डायोड टूट जाता है और संचालन करता है, रिवर्स करंट को बायपास करता है और एलईडी को क्षति से बचाता है।
वोल्टेज क्लैंप
वोल्टेज क्लैंप सर्किट डायोड के माध्यम से एक सुरक्षित सीमा के भीतर वोल्टेज को सीमित करता है। जब इनपुट वोल्टेज डायोड के आगे वोल्टेज से अधिक हो जाता है, तो डायोड अतिरिक्त वोल्टेज का संचालन और डायवर्ट करता है। उदाहरण के लिए, एक वोल्टेज नियामक डायोड डीसी बिजली की आपूर्ति के इनपुट अंत में समानांतर में जुड़ा हुआ है। जब इनपुट वोल्टेज अपने ब्रेकडाउन वोल्टेज से अधिक हो जाता है, तो डायोड का संचालन होता है, सेट मूल्य पर वोल्टेज को क्लैंप करता है और बाद के सर्किट को ओवरवॉल्टेज क्षति से बचाता है।
क्षणिक वोल्टेज दमन
क्षणिक ओवरवॉल्टेज (जैसे कि लाइटनिंग स्ट्राइक, स्विच ऑपरेशंस) सर्किट घटकों को नुकसान पहुंचा सकता है। टीवीएस डायोड (क्षणिक वोल्टेज सप्रेसर्स) में तेजी से प्रतिक्रिया और कम क्लैम्पिंग वोल्टेज की विशेषताएं होती हैं, जो प्रभावी रूप से क्षणिक ऊर्जा को अवशोषित कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, जब एक द्विदिश टीवीएस डायोड एक एसी बिजली की आपूर्ति के इनपुट छोर पर समानांतर में जुड़ा होता है, तो टीवी जल्दी से संचालित होता है जब वोल्टेज अपने ब्रेकडाउन वोल्टेज से अधिक हो जाता है, ओवरवॉल्टेज ऊर्जा को जमीन पर जारी करता है और बाद के सर्किट की रक्षा करता है।
2, विशिष्ट डायोड संरक्षण सर्किट डिजाइन
डायोड श्रृंखला विरोधी रिवर्स संरक्षण
यह सर्किट पावर इनपुट टर्मिनल पर श्रृंखला में एक डायोड को जोड़कर एंटी रिवर्स सुरक्षा प्राप्त करता है। फायदे सरल संरचना और कम लागत हैं, लेकिन 0.7V की एक वोल्टेज ड्रॉप है, जो कम - वोल्टेज बिजली आपूर्ति सर्किट की दक्षता को प्रभावित कर सकता है। बिजली की खपत को कम करने के लिए, कम वोल्टेज ड्रॉप शोट्की डायोड का उपयोग किया जा सकता है।
डायोड समानांतर विरोधी रिवर्स सुरक्षा
एंटी रिवर्स सुरक्षा समानांतर डायोड और सेल्फ रिकवरी फ़्यूज़ के माध्यम से प्राप्त की जाती है। जब बिजली की आपूर्ति उलट हो जाती है, तो डायोड का संचालन होता है, वोल्टेज को 0.7V पर क्लैंप करता है, जिससे एक उच्च धारा बनती है जो फ्यूज को सर्किट को संचालित करने और डिस्कनेक्ट करने का कारण बनता है। यह सर्किट बाद के सर्किट को बिजली की आपूर्ति को रोक सकता है, लेकिन अतिरिक्त फ्यूज लागत की आवश्यकता होती है।
सुधार पुल प्रकार एंटी रिवर्स संरक्षण
एक रेक्टिफायर ब्रिज को सर्किट से जोड़ने से बिजली की आपूर्ति की ध्रुवीयता की परवाह किए बिना सामान्य संचालन सुनिश्चित होता है। इस सर्किट का नुकसान यह है कि डायोड के पार वोल्टेज ड्रॉप ऊर्जा का उपभोग करता है, जो एक श्रृंखला सर्किट की बिजली की खपत से दोगुना है।
टीवी डायोड संरक्षण परिपथ
टीवीएस डायोड का उपयोग डीसी बिजली की आपूर्ति, एसी बिजली की आपूर्ति और सिग्नल लाइनों में ओवरवॉल्टेज सुरक्षा के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। उदाहरण के लिए, USB इंटरफ़ेस सर्किट में, VBUS पावर लाइन की सुरक्षा के लिए एक यूनिडायरेक्शनल टीवीएस डायोड का उपयोग किया जाता है, और इंटरफ़ेस को नुकसान पहुंचाने से इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को रोकने के लिए डेटा लाइनों D+और D - के बीच एक द्विदिश टीवीएस डायोड जोड़ा जाता है।
3, चयन पैरामीटर और डायोड की अनुप्रयोग रणनीति
मुख्य चयन पैरामीटर
डायोड सुरक्षा सर्किट डिजाइन करते समय, निम्नलिखित मापदंडों पर विचार किया जाना चाहिए:
दोहरावदार शिखर रिवर्स वोल्टेज (VRRM): अधिकतम रिवर्स वोल्टेज जो एक डायोड का सामना कर सकता है।
औसत फॉरवर्ड रेक्टिफाइड करंट (यदि (एवी)): औसत करंट जब एक डायोड आगे की दिशा में हो रहा है।
फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): वोल्टेज ड्रॉप जब एक डायोड आगे की दिशा में संचालित हो रहा है।
रिवर्स रिकवरी टाइम (टीआरआर): चालन से कटऑफ तक एक डायोड का रिकवरी समय।
अनुप्रयोग रणनीति
ऑपरेटिंग वोल्टेज और सर्किट के वर्तमान के आधार पर डायोड का चयन करें: सुनिश्चित करें कि डायोड के वीआरआरएम और आईएफ (एवी) सर्किट आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
सर्किट लेआउट का अनुकूलन करें: डायोड और अन्य घटकों के बीच परजीवी प्रेरण को कम करें, और प्रतिक्रिया की गति में सुधार करें।
गर्मी अपव्यय मुद्दों पर विचार करें: उच्च वर्तमान अनुप्रयोगों में, डायोड गर्मी उत्पन्न कर सकते हैं, और पर्याप्त गर्मी अपव्यय स्थान या गर्मी सिंक को डिजाइन करने की आवश्यकता है।
