Anvendelse af dioder i strømstyring

Grundlæggende principper og typer af dioder
Grundlæggende principper
Det er en halvlederenhed sammensat af en PN-struktur med ensrettet ledningsevne, som kun tillader strøm at flyde fra anoden (P-regionen) til katoden (N-regionen), samtidig med at den forhindrer omvendt strøm. Denne egenskab gør det muligt for dioder at tjene som ensrettere, beskyttere og kontakter i kredsløb.

Hovedtyper
De almindeligt anvendte typer dioder i strømstyring omfatter:
Almindelig ensretterdiode:bruges til at omdanne vekselstrøm til jævnstrøm.

Schottky diode:Med lavt fremadgående spændingsfald og hurtig genopretningstid bruges det almindeligvis i højfrekvente og lavspændingsapplikationer.

Zener diode:bruges til spændingsregulering og overspændingsbeskyttelse.

TVS diode:bruges til transient spændingsundertrykkelse for at beskytte kredsløb mod skader forårsaget af spændingsspidser.

Anvendelse af dioder i strømstyring
berigtigelse
Ensretning er en af ​​de mest fundamentale anvendelser af dioder i strømstyring. Ensretterkredsløbet omdanner vekselstrøm til jævnstrøm. Almindelige ensretterkredsløb omfatter følgende:

Halvbølge ensretterkredsløb:ved kun at bruge den positive halvcyklus af vekselstrøm opnås ensretning gennem en diode for at udsende ustabil jævnstrøm.

Fuldbølge ensretterkredsløb:Ved hjælp af transformatorens midterhane og to dioder ensretter den hele AC-bølgeformen og udsender en relativt stabil jævnstrøm.

Broens ensretterkredsløb:ved hjælp af fire dioder kan den opnå fuldbølge-ensretning uden en centerhanetransformator, og den er i øjeblikket den mest udbredte ensrettermetode.

Spændingsregulering
Det er et vigtigt led for at sikre stabil drift af elektroniske enheder. Zenerdioder er meget udbredt i spændingsreguleringskredsløb på grund af deres stabile gennembrudsspændingsegenskaber. Grundprincippet er at forbinde Zener-dioden i omvendt parallel i begge ender af belastningen. Når spændingen overstiger Zener-diodens gennembrudsspænding, leder og afleder Zener-dioden overdreven strøm, hvorved der opretholdes en stabil belastningsspænding.

Overspændingsbeskyttelse
I strømstyring er det afgørende at beskytte kredsløb mod overspændingsskader. TVS diode (transient voltage suppression diode) er en komponent, der er specielt designet til at beskytte kredsløb mod transiente spændingsspidser. Når der opstår en højspændingstransient i kredsløbet, vil TVS-dioden hurtigt lede og aflede overspændingen til jord for at beskytte følsomme komponenter mod beskadigelse.

Skiftende strømforsyning
Det er en vigtig komponent i moderne strømstyring, og dens effektive og stabile egenskaber gør den meget udbredt i forskellige elektroniske enheder. I switch mode strømforsyninger bruges dioder hovedsageligt til at opnå ensretning og friløbsfunktioner. På grund af dets lave fremadgående spændingsfald og hurtige genopretningstid bruges Schottky-dioder ofte i udgangsenretningsdelen af ​​skiftende strømforsyninger for at forbedre strømeffektiviteten og reducere strømforbruget.

Omvendt strømbeskyttelse
I nogle kredsløb er det vigtigt at forhindre omvendt strøm i at beskadige kredsløbet. For eksempel i batteridrevne enheder kan forhindre omvendt tilslutning af batteriet forhindre kredsløbsskader. En diode kan seriekobles i et strømkredsløb. Når strømpolariteten er korrekt, leder dioden, hvilket tillader strømmen at flyde normalt; Når strømforsyningens polaritet er vendt, blokerer dioden strømmen og beskytter kredsløbet mod beskadigelse.

Caseanalyse i praktiske anvendelser
Anvendelse af dioder i opladere
I enheder som mobiltelefonopladere er dioder særligt udbredt. En typisk mobiltelefonoplader indeholder flere komponenter såsom ensretning, filtrering og spændingsstabilisering. Ensretterdelen bruger normalt et broensretterkredsløb, som konverterer vekselstrøm til jævnstrøm ved hjælp af fire ensretterdioder. Spændingsstabiliseringsdelen bruger ofte Zener-dioder eller integrerede spændingsstabiliseringschips for at sikre udgangsspændingens stabilitet.

Anvendelse af dioder i computerens strømforsyning
Computerstrømforsyning er et typisk anvendelsestilfælde for at skifte strømforsyning. Computerens strømforsyning konverterer vekselstrøm til jævnstrøm gennem et ensretterkredsløb og konverterer derefter strømmen gennem et højfrekvensomskifterkredsløb. Schottky-dioder bruges ofte i ensretterkredsløb for at forbedre konverteringseffektiviteten. For at beskytte de interne kredsløb i computere bruges TVS-dioder almindeligvis ved strømindgangsterminalerne for at forhindre forbigående spændingsskader på udstyr.

Anvendelse af dioder i solcelleanlæg
I fotovoltaiske elproduktionssystemer spiller dioder også en afgørende rolle. Hvert solcellemodul kræver anti-revers-dioder (eller bypass-dioder) for at forhindre, at den omvendte strøm, der genereres af modulet i tilfælde af skygge eller beskadigelse, påvirker hele systemets ydeevne. I mellemtiden bruges Zener-dioder almindeligvis til spændingsregulering og overspændingsbeskyttelse for at sikre stabil drift af systemet under forskellige arbejdsforhold.

https://www.trrsemicon.com/transistor/tvs-diode-smbj150a.html