Notkun díóða í orkustjórnun

Grunnreglur og tegundir díóða
Grunnreglur
Það er hálfleiðara tæki sem samanstendur af PN uppbyggingu með einstefnuleiðni, sem leyfir aðeins straum að flæða frá rafskautinu (P svæðinu) að bakskautinu (N svæðinu), en kemur í veg fyrir öfugan straum. Þessi eiginleiki gerir díóðum kleift að þjóna sem afriðlar, verndarar og rofar í rafrásum.

Helstu tegundir
Algengar tegundir díóða í orkustjórnun eru:
Venjuleg afriðardíóða:notað til að breyta riðstraumi í jafnstraum.

Schottky díóða:Með lágu áframspennufalli og hröðum batatíma er það almennt notað í hátíðni- og lágspennuforritum.

Zener díóða:notað fyrir spennustjórnun og yfirspennuvörn.

TVS díóða:notað fyrir tímabundna spennubælingu til að vernda rafrásir gegn skemmdum af völdum spennu.

Notkun díóða í orkustjórnun
leiðréttingu
Leiðrétting er ein grundvallarnotkun díóða í orkustjórnun. Afriðunarrásin breytir riðstraumi í jafnstraum. Algengar afriðunarrásir innihalda eftirfarandi:

Hálfbylgjuleiðréttingarrás:með því að nota aðeins jákvæða hálfhring straumaflsins, er leiðrétting náð með díóðu til að gefa út óstöðugt jafnstraumsafl.

Fullbylgjuleiðréttingarrás:Með því að nota miðkrana spennisins og tvær díóða, leiðréttir hann allt AC bylgjuformið og gefur frá sér tiltölulega stöðugt DC afl.

Brúarafriðlarrás:með því að nota fjórar díóða getur það náð fullbylgjuleiðréttingu án miðjukranaspenni og er nú mest notaða leiðréttingaraðferðin.

Spennustjórnun
Það er mikilvægur hlekkur til að tryggja stöðugan rekstur rafeindatækja. Zener díóður eru mikið notaðar í spennustjórnunarrásum vegna stöðugra niðurbrotsspennueiginleika þeirra. Grundvallarreglan er að tengja Zener díóðuna öfugt samhliða í báðum endum álagsins. Þegar spennan fer yfir niðurbrotsspennu Zener díóðunnar, leiðir og beinir Zener díóðan óhóflegan straum og heldur þannig stöðugri álagsspennu.

Yfirspennuvörn
Í orkustjórnun skiptir sköpum að vernda rafrásir gegn skemmdum á ofspennu. TVS díóða (tímabundin spennubælingardíóða) er íhlutur sem er sérstaklega hannaður til að vernda rafrásir fyrir skammvinnum spennustoppum. Þegar háspennustraumur á sér stað í hringrásinni mun TVS díóðan fljótt leiða og flytja ofspennuna í jörðu til að vernda viðkvæma hluti gegn skemmdum.

Skiptastillingaraflgjafi
Það er mikilvægur þáttur í nútíma orkustjórnun og skilvirkir og stöðugir eiginleikar þess gera það að verkum að það er mikið notað í ýmsum rafeindatækjum. Í aflgjafa fyrir rofastillingu eru díóðar aðallega notaðar til að ná fram leiðréttingar- og fríhjólaaðgerðum. Vegna lágs framspennufalls og hraðs endurheimtartíma eru Schottky díóður oft notaðar í framleiðsluleiðréttingarhluta skipta um aflgjafa til að bæta orkunýtni og draga úr orkunotkun.

Bakstraumsvörn
Í sumum rásum er nauðsynlegt að koma í veg fyrir að öfugstraumur skemmi rásina. Til dæmis, í rafhlöðuknúnum tækjum, getur komið í veg fyrir öfuga tengingu rafhlöðunnar komið í veg fyrir skemmdir á rafrásum. Hægt er að tengja díóða í röð í rafrás. Þegar aflskautið er rétt, leiðir díóðan, sem gerir straum kleift að flæða eðlilega; Þegar pólun aflgjafa er snúið við lokar díóðan fyrir straumnum og verndar hringrásina gegn skemmdum.

Málagreining í hagnýtri notkun
Notkun díóða í hleðslutæki
Í tækjum eins og farsímahleðslutæki eru díóðir sérstaklega mikið notaðar. Dæmigert farsímahleðslutæki inniheldur marga íhluti eins og leiðréttingu, síun og spennustöðugleika. Leiðréttingarhlutinn notar venjulega brúarrafriðrás, sem breytir straumafli í jafnstraumsafl með því að nota fjórar afriðardíóða. Spennustöðugleikahlutinn notar oft Zener díóða eða samþætta spennustöðugleikaflís til að tryggja stöðugleika útgangsspennunnar.

Notkun díóða í aflgjafa tölvu
Tölvuaflgjafi er dæmigert forrit til að skipta um aflgjafa. Tölvuaflgjafinn breytir AC afl í DC afl í gegnum afriðunarrás og breytir síðan aflinu í gegnum hátíðni rofa hringrás. Schottky díóður eru oft notaðar í afriðunarrásum til að bæta skilvirkni umbreytinga. Til að vernda innri rafrásir tölva eru TVS díóðar almennt notaðar við inntaksskautana til að koma í veg fyrir tímabundnar spennuskemmdir á búnaði.

Notkun díóða í ljósvakakerfi
Í raforkuframleiðslukerfum gegna díóða einnig mikilvægu hlutverki. Hver ljóseindaeining krefst andstæðingsdíóða (eða framhjáhlaupsdíóða) til að koma í veg fyrir að öfugstraumur sem myndast af einingunni hafi áhrif á afköst alls kerfisins ef skygging eða skemmdir verða. Á sama tíma eru Zener díóðar almennt notaðar fyrir spennustjórnun og yfirspennuvörn til að tryggja stöðugan rekstur kerfisins við mismunandi vinnuskilyrði.

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