انواع دیود و نقش حیاتی در حفاظت از مدار الکترونیکی در نوسانات و ولتاژ بالا (مهندسی برق _الکترونیک)

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر ( افشین رشید)

نکته : هیچ گاه در مدار های سری و موازی دیود را از روی برد الکترونیکی حذف نکنید یا (سیم کشی) و با مشابه آن جایگذاری کنید.(شوک به مدار و سوختن برد و آیسی ها - ایجاد جرقه و ARC در ولتاژ بالا)

دیودها مشخصه‌هایی دارند که از دیتاشیت آن‌ها قابل‌استخراج است:

  • جریان متوسط(If): بیشترین مقدار مجاز جریان در بایاس مستقیم
  • بیشینه جریان لحظه‌ای(IM): حداکثر جریانی که به مدت ۱۰ میلی‌ثانیه می‌توان به دیود اعمال کرد، بدون اینکه آسیبی به آن برسد.
  • بیشینه جریان لحظه‌ای ناتکراری(IFSM): جریانی که با یک‌بار اعمال به دیود، باعث خرابی آن می‌گردد.
  • بیشینه ولتاژ معکوس تکراری(VRRM): بیشینه ولتاژی است که در بایاس معکوس به دیود، آسیبی نخواهد رساند.
  • بیشینه ولتاژ معکوس نا تکراری(VRSM): بیشینه ولتاژ لحظه‌ای قابل‌تحمل برای دیود در بایاس معکوس است.

دیود (یکسوساز) قطعه‌ای دوپایه بوده که جریان الکتریکی را در یک‌جهت از خود عبور می‌دهد و در جهت دیگر، در مقابل گذر جریان از خود، مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می‌دهد. در حال حاضر، رایج‌ترین نوع دیود از بلور ماده‌های نیمه‌هادی ساخته می‌شود. دیود را از اتصال دو نیم‌رسانا از نوع P و N می‌سازند. به پایه‌ای که به نیمه‌هادی N متصل است “کاتد” و به پایه‌ای که به نیمه‌هادی نوع P متصل است “آند” گفته می‌شود. دیود، اولین قطعه تولیدشده با نیمه‌هادی‌ها است.

جریان بازگشتی آسیب زننده پنهان

جریان بازگشتی، جریانی است که پس از ارسال فرمان قطع به بارهای سلفی نظیر : رله‌ها، کنتاکتورها، برد های DC و … در اثر تخلیه انرژی داخل قطعات بر روی برد این تجهیزات ایجاد و در مدار فرمان دهنده تخلیه می‌گردد.

مشهودترین نمونه جهت مشاهده این جریان در کنتاکت های رله‌هایی است که از آن‌ها برای کنترل جریان در برد های DC استفاده می‌گردد. در هر بار قطع و وصل جریان در مدار جرقه‌ای ناشی از جریان بازگشتی در کنتاکتر و مسیر مدار اتفاق می‌افتد و نتیجه آن ایجاد آسیب به قطعات و اِلمان های الکترونیکی و از همه مهمتر آیسی های گران قیمت و معیوب شدن آن می‌باشد.

تخلیه جریان و نوسانات به وسیله وریستور همانند دیود 

نکته: اصول کار وریستور و دیود مثال یکدیگر است به این گونه که : تخلیه ولتاژ و انتقال آن به منفی برد یا GND

در بارهای AC استفاده از مدار محافظ RC و همچنین استفاده از وریستور پیشنهاد می‌گردد. وریستور باعث می‌شود تا ولتاژهای گذرا و لحظه‌ای خنثی گردد و مدار RC به‌عنوان یک مصرف‌کننده در سیستم عمل می‌کند. مدار پیشنهادی برای تجهیزاتی که خروجی آن‌ها قطعات نیمه هادیست، مانند وریستور پیشنهاد می‌گردد و استفاده از این مدار برای خروجی‌های کنتاکت در بارهای AC تأثیری ندارد.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر ( افشین رشید)