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电路板中的夹紧二极管和瞬态电压保护

关键的外卖

  • 了解什么是箝位二极管。

  • 了解箝位二极管如何作为电平移位器工作。

  • 探索箝位二极管在暂态缓解中的应用。

夹紧电子元件上的二极管

夹钳二极管利用正向和反向偏置特性。

作为家长,我培养出来的能力之一就是大喊大叫。尤其是当我儿子把智能手机的音量调到一个类似功放的音量时。通过向他灌输一些常识,我得到了片刻的平静,但不会持续太久。

我想我压制一个无知孩子发出的噪音的方法不是很有效。谢天谢地,我在阻挡瞬态电压、浪涌或按我的意愿切断电压方面取得了更好的结果。功劳属于箝位二极管。

什么是钳位二极管?

二极管,许多电子初学者都知道,是一种由pn结.当正电压连接到阳极,负极时,二极管称为正向偏置。只要施加的电压大于结电压,通常为0.7V,电流就会流过二极管。

但是如果电压是反方向施加的呢?在负偏置中,只要穿过端子的电压不超过击穿电压,二极管将处于非导电状态。在这种状态下,二极管就像一个开路,因为反向偏置的P-N结禁止电子通过。

钳位二极管是在电路中应用这两种特性来操纵输入电压的二极管。夹紧二极管可以作为电平移位器,也可以用来保护元件瞬态电压

夹紧电路中的二极管

夹线路图

正夹持电路。

该夹紧电路由交流输入、一个二极管和一个电容器和负载电阻。夹紧电路分为正负两种配置。上图显示了一个正极夹紧电路,它本质上是一个正极电平移位器。

下面是它的工作原理:

  1. 在第一个正循环上,二极管处于反向偏置和没有电流通过.因此,第一个输出峰值等于输入。

  2. 当输入进入负循环时,二极管向前偏压。它开始传导电流,并向电容器充电到峰值电压的大小。当输入电压接近正循环时,电容器继续保持电荷。在负循环时,输出电压为0V,或者准确地说是0.7V,这是二极管的结电压。

  3. 在下一个正循环中,二极管再次置于反向偏压中。二极管变成一个开路。然而,电容器被充电到最大输入电压幅值在上一个周期中。电荷现在通过负载电阻释放,同时在输入端施加正电压峰值。输入电压和电容中储存的电荷产生的幅值是在输出电压下测量的两倍。

但是,负箝位电路呢?通过只是反转二极管的方向,你会有一个交流电平移位器,在相反的方向工作。

带钳位二极管的瞬态保护

箝位二极管并不完全是为了改变电压基线。特别是在缓解短暂事件时,它们可以是一群很方便的人防静电和闪电。例如,当输入电压高于Vh时,D1为正向偏置。因此,过多的电流流过D1而不是负载。一个限流电阻通常放置在二极管之前,以确保后者在限制内工作。

从电路图上看,夹紧二极管的强制完全终止

当输入电压降至VL以下时,同样适用于D2。通过引导过多的电流远离负载,并保持电压低于Vh,二极管有助于防止瞬变电压损坏组件。

通常情况下,二极管具有较大的电流处理能力,较低的结电压和较快的接通时间,可用于ESD或surge保护。当大量电流通过时,限流电阻还必须能够阻止相当数量的热量。

无论它是为电平移位器或瞬态保护设计,它都有助于模拟各自的参数与强PCB设计和分析软件套件.尝试OrCAD PCB设计者来完成下一个电路的布局需求。

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