Diožu pielietojums jaudas pārvaldībā

Diožu pamatprincipi un veidi
Pamatprincipi
Tā ir pusvadītāju ierīce, kas sastāv no PN struktūras ar vienvirziena vadītspēju, kas tikai ļauj strāvai plūst no anoda (P apgabals) uz katodu (N apgabalu), vienlaikus novēršot reverso strāvu. Šis raksturlielums ļauj diodēm kalpot kā taisngrieži, aizsargi un slēdži ķēdēs.

Galvenie veidi
Parasti jaudas pārvaldībā izmantotie diožu veidi ir:
Parastā taisngrieža diode:izmanto, lai pārveidotu maiņstrāvu līdzstrāvā.

Šotkija diode:Ar zemu tiešā sprieguma kritumu un ātru atkopšanas laiku to parasti izmanto augstfrekvences un zemsprieguma lietojumos.

Zenera diode:izmanto sprieguma regulēšanai un pārsprieguma aizsardzībai.

TVS diode:izmanto īslaicīgai sprieguma slāpēšanai, lai aizsargātu ķēdes no bojājumiem, ko izraisa sprieguma lēcieni.

Diožu pielietojums jaudas pārvaldībā
labošana
Taisnošana ir viens no būtiskākajiem diožu lietojumiem jaudas pārvaldībā. Taisngrieža ķēde pārvērš maiņstrāvu līdzstrāvā. Parastās taisngriežu shēmas ir šādas:

Pusviļņa rektifikācijas ķēde:izmantojot tikai pozitīvo maiņstrāvas pusciklu, iztaisnošana tiek panākta ar diodes palīdzību, lai izvadītu nestabilu līdzstrāvas jaudu.

Pilna viļņa rektifikācijas ķēde:Izmantojot transformatora centrālo krānu un divas diodes, tas iztaisno visu maiņstrāvas viļņu formu un izvada salīdzinoši stabilu līdzstrāvas jaudu.

Tilta taisngrieža ķēde:izmantojot četras diodes, tas var sasniegt pilnu viļņu taisnošanu bez centrālā krāna transformatora, un šobrīd tā ir visplašāk izmantotā taisnošanas metode.

Sprieguma regulēšana
Tā ir svarīga saikne, lai nodrošinātu elektronisko ierīču stabilu darbību. Zenera diodes tiek plaši izmantotas sprieguma regulēšanas shēmās, pateicoties to stabilajām pārrāvuma sprieguma īpašībām. Pamatprincips ir savienot Zener diode apgriezti paralēli abos slodzes galos. Kad spriegums pārsniedz Zenera diodes pārrāvuma spriegumu, Zenera diode vada un novirza pārmērīgu strāvu, tādējādi saglabājot stabilu slodzes spriegumu.

Pārsprieguma aizsardzība
Enerģijas pārvaldībā izšķiroša nozīme ir ķēžu aizsardzībai no pārsprieguma bojājumiem. TVS diode (pārejas sprieguma slāpēšanas diode) ir komponents, kas īpaši izstrādāts, lai aizsargātu ķēdes no pārejošiem sprieguma lēcieniem. Kad ķēdē notiek augstsprieguma pāreja, TVS diode ātri vadīs, novirzot pārspriegumu uz zemi, lai aizsargātu jutīgās sastāvdaļas no bojājumiem.

Pārslēgšanas režīma barošanas avots
Tā ir svarīga mūsdienu jaudas pārvaldības sastāvdaļa, un tās efektīvie un stabilie raksturlielumi ļauj to plaši izmantot dažādās elektroniskās ierīcēs. Slēdža režīma barošanas avotos diodes galvenokārt izmanto, lai panāktu taisnošanas un brīvgaitas funkcijas. Zemā tiešā sprieguma krituma un ātrā atkopšanas laika dēļ Schottky diodes bieži tiek izmantotas komutācijas barošanas avotu izejas taisnošanas daļā, lai uzlabotu enerģijas efektivitāti un samazinātu enerģijas patēriņu.

Apgrieztās strāvas aizsardzība
Dažās shēmās ir svarīgi novērst reversās strāvas bojājumus ķēdē. Piemēram, ar akumulatoru darbināmās ierīcēs, novēršot akumulatora reverso pievienošanu, var novērst ķēdes bojājumus. Diodi var savienot virknē strāvas ķēdē. Ja jaudas polaritāte ir pareiza, diode vada, ļaujot strāvai plūst normāli; Kad barošanas avota polaritāte ir mainīta, diode bloķē strāvu un aizsargā ķēdi no bojājumiem.

Gadījumu analīze praktiskajā pielietojumā
Diožu pielietojums lādētājos
Īpaši plaši tiek izmantotas diodes tādās ierīcēs kā mobilo tālruņu lādētāji. Parastā mobilā tālruņa lādētājā ir iekļauti vairāki komponenti, piemēram, taisnošana, filtrēšana un sprieguma stabilizācija. Taisnošanas daļā parasti tiek izmantota tilta taisngrieža ķēde, kas, izmantojot četras taisngrieža diodes, pārveido maiņstrāvu līdzstrāvā. Sprieguma stabilizācijas daļā bieži tiek izmantotas Zenera diodes vai integrētas sprieguma stabilizācijas mikroshēmas, lai nodrošinātu izejas sprieguma stabilitāti.

Diožu pielietojums datora barošanas blokā
Datora barošanas avots ir tipisks komutācijas barošanas avota pielietojuma gadījums. Datora barošanas avots pārveido maiņstrāvu par līdzstrāvu, izmantojot taisngrieža ķēdi, un pēc tam pārveido jaudu, izmantojot augstfrekvences slēdža ķēdi. Šotkija diodes bieži izmanto taisngriežu ķēdēs, lai uzlabotu konversijas efektivitāti. Lai aizsargātu datoru iekšējās shēmas, TVS diodes parasti izmanto pie strāvas ievades spailēm, lai novērstu pārejošus sprieguma bojājumus iekārtām.

Diožu pielietojums fotoelektriskajās sistēmās
Fotoelementu enerģijas ražošanas sistēmās arī diodēm ir izšķiroša nozīme. Katram fotoelektriskajam modulim ir nepieciešamas pretreversās diodes (vai apvaddiodes), lai novērstu, ka moduļa radītā reversā strāva ēnojuma vai bojājuma gadījumā neietekmē visas sistēmas darbību. Tikmēr Zener diodes parasti izmanto sprieguma regulēšanai un pārsprieguma aizsardzībai, lai nodrošinātu stabilu sistēmas darbību dažādos darba apstākļos.

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