วิธีป้องกันกระแสย้อนกลับผ่านไดโอดในโมดูลการสื่อสาร

1 หลักการของไดโอดเพื่อป้องกันกระแสย้อนกลับ
ไดโอดถูกสร้างขึ้นโดยการรวม p - ประเภทเซมิคอนดักเตอร์และ n - ประเภทเซมิคอนดักเตอร์เพื่อสร้างจุดเชื่อมต่อ PN ซึ่งมีการนำไฟฟ้าทิศทางเดียว เมื่อแรงดันไปข้างหน้าถูกนำไปใช้กับไดโอดทางแยก PN แคบลงอิเล็กตรอนจะย้ายจากภูมิภาค N ไปยังภูมิภาค P หลุมจะย้ายจากภูมิภาค P ไปยังภูมิภาค N สร้างเส้นทางปัจจุบันและไดโอดดำเนินการ; เมื่อมีการใช้แรงดันย้อนกลับทางแยก PN จะขยายตัวและสร้างสถานะความต้านทานสูงโดยแทบจะไม่มีกระแสผ่านและไดโอดปิด ด้วยการใช้คุณลักษณะนี้ไดโอดจะเชื่อมต่อเป็นอนุกรมบนเทอร์มินัลอินพุตพลังงานหรือเส้นทางการส่งสัญญาณที่สำคัญของโมดูลการสื่อสาร เมื่อขั้วไฟฟ้าถูกต้องไดโอดจะดำเนินการและกระแสกระแสปกติ เมื่อขั้วของแหล่งจ่ายไฟกลับด้านไดโอดจะถูกตัดออกเพื่อป้องกันไม่ให้กระแสย้อนกลับเข้าสู่โมดูลการสื่อสารจึงให้การป้องกัน
2, การประยุกต์ใช้ไดโอดชนิดต่าง ๆ ในการเชื่อมต่อ anti reverse
(1) ไดโอดวงจรเรียงลำดับธรรมดา
ไดโอดเรียงกระแสสามัญเป็นชนิดที่ใช้กันมากที่สุดของไดโอด anti reverse มันมีแรงดันไฟฟ้าลดลงต่ำและแรงดันไฟฟ้าเบี่ยงเบนกลับสูงซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับของโมดูลการสื่อสารทั่วไป ตัวอย่างเช่น 1N4007 เป็นไดโอดวงจรเรียงกระแสทั่วไปที่มีแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับสูงสุด 1,000V และกระแสไปข้างหน้าสูงสุดของ 1a เหมาะสำหรับโมดูลการสื่อสารพลังงานต่ำต่ำ - อย่างไรก็ตามเวลาการกู้คืนย้อนกลับของไดโอดวงจรเรียงกระแสทั่วไปค่อนข้างยาวซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการสูญเสียการสลับอย่างมีนัยสำคัญในการใช้งานความถี่สูง -
(2) schottky diode
ไดโอด Schottky เป็นที่รู้จักสำหรับการลดลงของแรงดันไปข้างหน้าต่ำและลักษณะการสลับอย่างรวดเร็ว เมื่อเปรียบเทียบกับไดโอด rectifier ธรรมดา schottky ไดโอดมีแรงดันไปข้างหน้าลดลงโดยทั่วไประหว่าง 0.3V และ 0.5V ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงาน ในเวลาเดียวกันเวลาในการกู้คืนย้อนกลับนั้นสั้นมากในระดับนาโนวินาทีทำให้เหมาะมากสำหรับแอปพลิเคชันการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับในระดับสูง - โมดูลการสื่อสารความถี่ ตัวอย่างเช่น 1N5819 เป็น schottky diode ที่ใช้กันทั่วไปซึ่งมีกระแสสูงสุดไปข้างหน้าสูงสุดของ 1a และแรงดันย้อนกลับสูงสุดของ 40V ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์การสื่อสารแบบพกพาต่างๆ
(3) ไดโอดการกู้คืนอย่างรวดเร็ว
ไดโอดการกู้คืนอย่างรวดเร็วรวมข้อดีบางประการของไดโอดเรียงกระแสสามัญและไดโอด Schottky มันมีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าต่ำและเวลาพักฟื้นย้อนกลับอย่างรวดเร็วโดยทั่วไปจะมีตั้งแต่นาโนวินาทีไปจนถึงนาโนวินาทีนับร้อย แรงดันไฟฟ้าย้อนกลับของไดโอดการกู้คืนที่รวดเร็วนั้นค่อนข้างสูงและสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับขนาดใหญ่ได้ ในโมดูลการสื่อสารบางอย่างที่ต้องการประสิทธิภาพสูงเช่นอุปกรณ์การสื่อสารอุตสาหกรรมสูง - โมดูลการส่งข้อมูลความเร็ว ฯลฯ ฯลฯ ไดโอดการกู้คืนที่รวดเร็วเป็นตัวเลือกที่เหมาะ
3, กรณีการออกแบบวงจรจริง
(1) วงจร anti reverse Power Simple
ที่ปลายอินพุตพลังงานของโมดูลการสื่อสารสามารถเชื่อมต่อไดโอดในซีรีส์เพื่อให้ได้การป้องกันการต่อต้านย้อนกลับ ตัวอย่างเช่นเชื่อมต่อเทอร์มินัลบวกของ 1N4007 ไดโอดกับขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟและขั้วลบไปยังเทอร์มินัลอินพุตพลังงานของโมดูลการสื่อสาร เมื่อขั้วไฟฟ้าถูกต้องไดโอดจะดำเนินการและจ่ายไฟปัจจุบันให้กับโมดูลการสื่อสาร เมื่อขั้วไฟฟ้ากลับด้านไดโอดจะตัดออกเพื่อป้องกันไม่ให้กระแสย้อนกลับเข้าสู่โมดูลการสื่อสาร วงจรนี้มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ำ แต่อาจทำให้เกิดแรงดันไปข้างหน้าลดลงอย่างแน่นอนส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าลดลงเล็กน้อย
(2) วงจรต่อต้านการย้อนกลับของสะพาน
สำหรับโมดูลการสื่อสารที่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟแบบสองทิศทางหรือไม่รู้สึกถึงขั้วไฟฟ้าสามารถใช้วงจรต่อต้านการย้อนกลับของสะพานได้ วงจร anti reverse ของสะพานประกอบด้วยไดโอดสี่ตัวซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่ากระแสผ่านโมดูลการสื่อสารในทิศทางที่ถูกต้องโดยไม่คำนึงถึงขั้วของแหล่งจ่ายไฟ ตัวอย่างเช่นที่อินพุตพลังงานของโมดูลการสื่อสารไร้สายสี่ไดโอด 1N5819 Schottky จะใช้ในการสร้างวงจรบริดจ์ซึ่งสามารถให้พลังงานที่มั่นคงกับโมดูลการสื่อสารเมื่อพลังงานเชื่อมต่อในทิศทางไปข้างหน้าหรือย้อนกลับ ข้อได้เปรียบของวงจร anti reverse บริดจ์คือมันสามารถปรับให้เข้ากับขั้วพลังงานที่แตกต่างกัน แต่โครงสร้างวงจรค่อนข้างซับซ้อนและค่าใช้จ่ายสูง
(3) วงจรป้องกันย้อนกลับด้วยฟังก์ชั่นป้องกัน
เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยของโมดูลการสื่อสารเพิ่มเติมส่วนประกอบป้องกันอื่น ๆ สามารถเพิ่มเข้าไปในวงจรต่อต้านย้อนกลับ ตัวอย่างเช่นฟิวส์เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมด้านหลังไดโอด เมื่อมีการลัดวงจรหรือกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นฟิวส์จะละลายตัดแหล่งจ่ายไฟและปกป้องโมดูลการสื่อสารจากความเสียหาย ไดโอดการยับยั้งแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว (TVS) สามารถเชื่อมต่อแบบขนานที่ปลายอินพุตพลังงานเพื่อดูดซับแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวบนสายไฟและป้องกันไม่ให้เกิดผลกระทบต่อโมดูลการสื่อสาร
4 ข้อควรระวังในแอปพลิเคชัน
(1) การเลือกพารามิเตอร์ไดโอด
เมื่อเลือกไดโอด Anti Reverse จำเป็นต้องเลือกพารามิเตอร์ที่เหมาะสมตามความต้องการที่แท้จริงของโมดูลการสื่อสาร พิจารณาพารามิเตอร์เช่นกระแสไปข้างหน้าสูงสุดแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับการลดลงแรงดันไปข้างหน้าแรงดันไปข้างหน้าและเวลาการกู้คืนย้อนกลับของไดโอด หากกระแสสูงสุดไปข้างหน้ามีขนาดเล็กเกินไปอาจทำให้ไดโอดร้อนเกินไปและความเสียหาย แรงดันไฟฟ้าย้อนกลับต่ำเกินไปที่จะทนต่อแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับของแหล่งจ่ายไฟ การลดลงของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้ามากเกินไปสามารถลดแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟและส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของโมดูลการสื่อสาร เวลาการกู้คืนย้อนกลับยาวอาจส่งผลให้เกิดการสูญเสียการสลับอย่างมีนัยสำคัญในแอปพลิเคชันความถี่สูง -
(2) การออกแบบการกระจายความร้อน
ในระหว่างการใช้งานไดโอดจะสร้างความร้อนในปริมาณที่แน่นอน หากการกระจายความร้อนไม่ดีอาจทำให้อุณหภูมิของไดโอดเพิ่มขึ้นส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งาน เมื่อออกแบบโมดูลการสื่อสารจำเป็นต้องพิจารณาการกระจายความร้อนของไดโอด ผลการกระจายความร้อนของไดโอดสามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่มอ่างล้างมือความร้อนปรับปรุงเงื่อนไขการระบายอากาศและวิธีการอื่น ๆ
(3) เค้าโครงวงจร
เค้าโครงวงจรที่เหมาะสมยังมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของวงจรต่อต้านย้อนกลับ พยายามที่จะย่อเส้นการเชื่อมต่อระหว่างไดโอดและโมดูลการสื่อสารให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ลดความต้านทานและการเหนี่ยวนำในบรรทัดและลดสัญญาณรบกวนของสัญญาณและแรงดันตกลดลง ในขณะเดียวกันมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะหลีกเลี่ยงการรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างไดโอดและส่วนประกอบอื่น ๆ
(4) การทดสอบและการตรวจสอบ
หลังจากเสร็จสิ้นการออกแบบวงจรต่อต้านย้อนกลับจะต้องทำการทดสอบอย่างเข้มงวดและการตรวจสอบ เพื่อจำลองสถานการณ์การกลับรายการขั้วพลังงานที่เป็นไปได้ต่างๆให้ตรวจสอบว่าโมดูลการสื่อสารสามารถทำงานได้อย่างถูกต้องหรือไม่และไดโอดสามารถป้องกันกระแสย้อนกลับได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่ ในขณะเดียวกันก็จำเป็นต้องทดสอบความเสถียรด้านประสิทธิภาพของวงจรภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันเช่นอุณหภูมิและความชื้น
https://www.trrsemicon.com/diode/smd {2} diode/1ss355-sod-123.html