Penggunaan diod dalam pengurusan kuasa

Prinsip asas dan jenis diod
Prinsip asas
Ia adalah peranti semikonduktor yang terdiri daripada struktur PN dengan kekonduksian satu arah, yang hanya membenarkan arus mengalir dari anod (rantau P) ke katod (rantau N), sambil menghalang arus terbalik. Ciri ini membolehkan diod berfungsi sebagai penerus, pelindung dan suis dalam litar.

Jenis utama
Jenis diod yang biasa digunakan dalam pengurusan kuasa termasuk:
Diod penerus biasa:digunakan untuk menukar arus ulang alik kepada arus terus.

Diod Schottky:Dengan penurunan voltan ke hadapan yang rendah dan masa pemulihan yang cepat, ia biasanya digunakan dalam aplikasi frekuensi tinggi dan voltan rendah.

Diod zener:digunakan untuk pengawalan voltan dan perlindungan voltan lampau.

Diod TVS:digunakan untuk penindasan voltan sementara untuk melindungi litar daripada kerosakan yang disebabkan oleh pancang voltan.

Penggunaan diod dalam pengurusan kuasa
pembetulan
Pembetulan adalah salah satu aplikasi paling asas diod dalam pengurusan kuasa. Litar penerus menukarkan arus ulang alik kepada arus terus. Litar penerus biasa termasuk yang berikut:

Litar pembetulan separuh gelombang:hanya menggunakan separuh kitaran positif kuasa AC, pembetulan dicapai melalui diod untuk mengeluarkan kuasa DC yang tidak stabil.

Litar pembetulan gelombang penuh:Menggunakan paip tengah pengubah dan dua diod, ia membetulkan keseluruhan bentuk gelombang AC dan mengeluarkan kuasa DC yang agak stabil.

Litar penerus jambatan:menggunakan empat diod, ia boleh mencapai pembetulan gelombang penuh tanpa pengubah pili tengah, dan kini merupakan kaedah pembetulan yang paling banyak digunakan.

Peraturan voltan
Ia merupakan pautan penting untuk memastikan operasi peranti elektronik yang stabil. Diod zener digunakan secara meluas dalam litar peraturan voltan kerana ciri voltan pecahan yang stabil. Prinsip asasnya ialah menyambungkan diod Zener secara selari terbalik pada kedua-dua hujung beban. Apabila voltan melebihi voltan pecahan diod Zener, diod Zener mengalirkan dan mengalihkan arus yang berlebihan, dengan itu mengekalkan voltan beban yang stabil.

Perlindungan voltan lampau
Dalam pengurusan kuasa, melindungi litar daripada kerosakan voltan lampau adalah penting. Diod TVS (diod penindasan voltan sementara) ialah komponen yang direka khusus untuk melindungi litar daripada pancang voltan sementara. Apabila transient voltan tinggi berlaku dalam litar, diod TVS akan mengalir dengan cepat, mengalihkan voltan lampau ke tanah untuk melindungi komponen sensitif daripada kerosakan.

Bekalan Kuasa Mod Tukar
Ia merupakan komponen penting dalam pengurusan kuasa moden, dan ciri-cirinya yang cekap dan stabil menjadikannya digunakan secara meluas dalam pelbagai peranti elektronik. Dalam bekalan kuasa mod suis, diod digunakan terutamanya untuk mencapai fungsi pembetulan dan freewheeling. Disebabkan penurunan voltan ke hadapan yang rendah dan masa pemulihan yang cepat, diod Schottky sering digunakan dalam bahagian pembetulan output bagi menukar bekalan kuasa untuk meningkatkan kecekapan kuasa dan mengurangkan penggunaan kuasa.

Perlindungan arus terbalik
Dalam sesetengah litar, adalah penting untuk mengelakkan arus terbalik daripada merosakkan litar. Contohnya, dalam peranti berkuasa bateri, menghalang sambungan terbalik bateri boleh menghalang kerosakan litar. Diod boleh disambung secara bersiri dalam litar kuasa. Apabila kekutuban kuasa adalah betul, diod mengalir, membenarkan arus mengalir secara normal; Apabila kekutuban bekalan kuasa diterbalikkan, diod menyekat arus dan melindungi litar daripada kerosakan.

Analisis kes dalam aplikasi praktikal
Penggunaan diod dalam pengecas
Dalam peranti seperti pengecas telefon mudah alih, diod digunakan secara meluas. Pengecas telefon mudah alih biasa termasuk berbilang komponen seperti pembetulan, penapisan dan penstabilan voltan. Bahagian pembetulan biasanya menggunakan litar penerus jambatan, yang menukar kuasa AC kepada kuasa DC menggunakan empat diod penerus. Bahagian penstabilan voltan sering menggunakan diod Zener atau cip penstabilan voltan bersepadu untuk memastikan kestabilan voltan keluaran.

Penggunaan diod dalam bekalan kuasa komputer
Bekalan kuasa komputer ialah kes aplikasi biasa untuk menukar bekalan kuasa. Bekalan kuasa komputer menukar kuasa AC kepada kuasa DC melalui litar penerus, dan kemudian menukar kuasa melalui litar suis frekuensi tinggi. Diod Schottky sering digunakan dalam litar penerus untuk meningkatkan kecekapan penukaran. Untuk melindungi litar dalaman komputer, diod TVS biasanya digunakan pada terminal input kuasa untuk mengelakkan kerosakan voltan sementara pada peralatan.

Penggunaan diod dalam sistem fotovoltaik
Dalam sistem penjanaan kuasa fotovoltaik, diod juga memainkan peranan penting. Setiap modul fotovoltaik memerlukan diod anti songsang (atau diod pintasan) untuk menghalang arus songsang yang dijana oleh modul sekiranya teduhan atau kerosakan daripada menjejaskan prestasi keseluruhan sistem. Sementara itu, diod Zener biasanya digunakan untuk pengawalan voltan dan perlindungan voltan lampau untuk memastikan operasi sistem yang stabil di bawah keadaan kerja yang berbeza.

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