Како дизајнирати диодну напонску стезаљку у комуникацијском систему напајања?

1. Принцип рада склопа диодног напона
(1) Основни принципи
Коло за стезање напона диода углавном се састоји од једне или више диода, које користе једносмерну проводљивост диода да би постигле функцију стезања напона. Када напон у колу премаши напон проводљивости диоде, диода проводи, стежући напон близу напона проводљивости диоде; Када је напон мањи од напона проводљивости диоде, диода се прекида и нема утицаја на нормалан рад кола.
(2) Радне карактеристике различитих типова диода
Обична диода: има фиксни напон проводљивости, обично око 0,6-0,7В (силицијумска цев) или 0,2-0,3В (германијумска цев). Његова брзина проводљивости је велика, али је тачност напона стезања релативно ниска.
Зенер диода: Може одржавати стабилан обрнути напон пробоја унутар одређеног струјног опсега у стању обрнутог пробоја. Избором одговарајућег пробојног напона диоде регулатора напона, напон се може прецизно стегнути на жељену вредност.
Шотки диода: Има низак напон провођења унапред (обично 0,2-0,4В) и брзу брзину пребацивања, погодан за апликације које захтевају висок напон стезања и брзину одзива.
2. Пројектне тачке склопа диодног напона
(1) Избор диоде
Одаберите у складу са захтевима напона стезања: Ако је потребан прецизан напон стезања, треба изабрати диоду за регулатор напона, а њен пробојни напон треба одредити у складу са захтевима система. Ако захтев за прецизност за напон стезања није висок, обичне диоде или Шотки диоде такође могу задовољити захтев.
Узмите у обзир струјни капацитет: Диода ће тећи одређену количину струје приликом вођења, тако да је неопходно одабрати диоду са довољним капацитетом струје како би се осигурало да се диода неће оштетити услед прегревања у случају пренапона.
Обратите пажњу на време повратног опоравка: Време повратног опоравка се односи на време потребно да диода пређе из стања проводљивости унапред у стање обрнутог прекида. У високофреквентним комуникационим енергетским системима, треба изабрати диоде са кратким повратним временом опоравка да би се смањили губици при пребацивању и електромагнетне сметње.
(2) Избор структуре топологије кола
Стезаљка са једном диодом: погодна за ситуације у којима напон стезаљке није висок и амплитуда пренапона је мала. Структура је једноставна и цена је ниска, али је тачност стезања ограничена.
Двоструко стезање диоде: састављено од две диоде повезане у обрнутом низу, може побољшати тачност и поузданост напона стезања. Када једна диода поквари, друга диода и даље може играти одређену улогу стезања.
Вишестепено коло за стезање: Каскадом више диода, може постићи степенасто стезање различитих амплитуда пренапона, побољшавајући способност кола да издржи пренапон.
(3) Прорачун параметара
Прорачун напона стезаљке: За круг стезаљке диоде регулатора напона, напон стеге је једнак напону пробоја диоде регулатора напона. За кругове обичних диодних или Шоткијевих диодних стезаљки, напон стезаљке је приближно напон проводљивости диоде плус други падови напона у колу.
Прорачун струје: Израчунајте струју која тече кроз диоду када је проводна на основу амплитуде и трајања пренапона. Истовремено, потребно је узети у обзир струју оптерећења у колу како би се осигурало да укупна струја диоде не прелази њену називну струју.
Прорачун снаге: Израчунајте губитак снаге диоде на основу њене струје проводљивости и напона стеге. Изаберите диоде са довољним капацитетом снаге како бисте били сигурни да се неће оштетити услед прегревања током-дуготрајног рада.
3. Могући проблеми и решења са којима се сусрећу током процеса пројектовања
(1) Напон стезаљке је нестабилан
Разлог за проблем: Може бити узрокован великом варијабилности параметара диоде, променама температуре или променама у параметрима других компоненти у колу.
Решење: Усвојите коло за компензацију температуре да бисте смањили утицај температуре на напон стезаљке; Изаберите диоде са добром конзистентношћу параметара; Додајте контролно коло за повратне информације у коло да бисте надгледали и прилагодили напон стезаљке у реалном-времену.
(2) Прегревање и оштећење диоде
Разлог за проблем: Обично је узрокован струјом или снагом диоде која премашује њену номиналну вредност или лошим одвођењем топлоте.
Решење: Разумно изаберите модел и спецификације диоде како бисте осигурали да њена струја и капацитет снаге испуњавају захтеве; Оптимизујте дизајн кола да бисте смањили струју диоде и губитке снаге; Додајте уређаје за расипање топлоте као што су хладњаци, вентилатори итд. да бисте побољшали капацитет одвођења топлоте диода.
(3) Проблем електромагнетних сметњи
Разлог за проблем: Диода генерише брзе промене струје током проводљивости и момената прекида, што доводи до електромагнетних сметњи.
Решење: Повежите кондензаторе или индукторе паралелно преко диоде да бисте формирали коло за филтрирање које потискује електромагнетне сметње; Усвојите мере заштите да бисте заштитили диоде и круг стезаљке, смањујући електромагнетно зрачење.
4. Пример дизајна
Узимајући ДЦ-ДЦ претварач у комуникационом систему за напајање као пример, дизајнирајте коло са диодним напоном да заштитите осетљиве компоненте на његовом излазном крају. Под претпоставком да је излазни напон 5В, потребно је стегнути пренапон испод 6В.
Избор диоде: Одаберите диоду за регулатор напона са напоном пробоја од 6В, називном струјом од 1А и капацитетом снаге од 1В.
Топологија кола: Усвајањем једног склопа диоде регулатора напона, диода регулатора напона је повезана обрнуто паралелно између излазног терминала и масе.
Провера параметара: Кроз симулацију и експерименталну верификацију, диода регулатора напона може нормално да ради у условима пренапона, причврсти излазни напон испод 6В и обезбеди да су струја и губитак снаге диоде регулатора напона унутар номиналног опсега.

хттпс://ввв.тррсемицон.цом/диоде/дип-диоде/мбр20200цфт-то-220ф.хтмл