Kif jistgħu d-dijodi jiksbu protezzjoni ta 'kurrent żejjed fit-tagħmir mediku?

一, Il-prinċipju bażiku tal-protezzjoni tal-kurrent żejjed tad-dijodu
L-għan ewlieni tal-protezzjoni tal-kurrent żejjed huwa li jillimita l-ħsara tal-kurrenti anormali lill-komponenti taċ-ċirkwit, u d-dijodi jiksbu din il-funzjoni permezz tal-karatteristiċi li ġejjin:

Konduttività unidirezzjonali: Diode jippermetti biss li l-kurrent jgħaddi mill-anodu għall-katodu, u jimblokka l-kurrent invers. Din il-karatteristika tagħmilha komponent ewlieni għall-protezzjoni kontra r-rivers. Pereżempju, fit-terminal tal-input tal-enerġija ta 'sonda tal-ultrasound portabbli, diodes Schottky paralleli (bħal SS14) jistgħu jipprevjenu l-fluss lura tal-kurrent ikkawżat minn polarità inversa tal-provvista tal-enerġija u jevitaw burnout taċ-ċirkwit intern.
Karatteristika ta 'waqgħa tal-vultaġġ 'il quddiem: Meta l-kurrent jgħaddi minn dijodu, tnaqqis fil-vultaġġ ta' madwar 0.2V (dijodu Schottky) għal 0.7V (dijodu tal-junction tas-silikon PN) huwa ġġenerat fiż-żewġt itruf. Billi tuża din il-karatteristika, jista 'jiġi ddisinjat ċirkwit li jillimita l-kurrent. Pereżempju, fil-modulu tal-enerġija ta 'robot kirurġiku, dajowds rettifikaturi multipli 1N4007 huma konnessi f'serje biex jillimitaw il-kurrent massimu tal-ħruġ permezz ta' superpożizzjoni ta 'waqgħa tal-vultaġġ u jipprevjenu tagħbija żejda tal-mutur.
Karatteristika tat-tqassim b'lura: Meta l-vultaġġ invers jaqbeż il-vultaġġ tat-tqassim tiegħu, id-dijodu Zener jidħol fi stat stabbli, u jikklampja l-vultaġġ f'medda sikura. Din il-karatteristika tintuża ħafna fil-protezzjoni komposta ta 'vultaġġ żejjed/kurrent żejjed ta' tagħmir mediku. Pereżempju, fl-amplifikatur tal-kamp manjetiku tal-gradjent tal-immaġini tar-reżonanza manjetika (MRI), id-dijodu Zener jaħdem flimkien mal-fjus. Meta l-kurrent jaqbeż il-limitu, id-dijodu Zener jinqasam u jmexxi, u jqanqal il-fjus biex jiddewweb u jaqta 'ċ-ċirkwit.
2, Xenarji ta 'applikazzjoni tipiċi f'tagħmir mediku
1. Apparat mediku portabbli: jibbilanċja konsum baxx ta 'enerġija u affidabilità għolja
Dajowds Schottky huma preferuti f'apparati bħal miters tal-glukożju fid-demm u elettrokardjografi portabbli minħabba l-waqgħa baxxa tal-vultaġġ 'il quddiem tagħhom (0.15-0.45V). Pereżempju, ċertu mudell ta 'meter tal-glukożju fid-demm juża firxa ta' dijodu Schottky doppju BAT54S biex jikseb il-funzjonijiet li ġejjin:

Protezzjoni kontra l-konnessjoni inversa: parallel konness mat-terminal tal-input tal-enerġija. Meta l-polarità tal-qawwa tinqaleb, id-dijodu se jreġġa 'lura u jinqata', u jimblokka l-mogħdija kurrenti.
Għażla tal-mogħdija ta 'l-enerġija: F'sistema ta' provvista ta 'enerġija ta' batterija doppja, is-sorsi ta 'enerġija prinċipali u ta' backup jinqalbu awtomatikament permezz ta 'dijodes biex jiżguraw provvista ta' enerġija kontinwa.
Protezzjoni li tillimita l-kurrent: imqabbda f'serje maċ-ċirkwit tas-sewqan tal-mutur, bl-użu ta 'waqgħa tal-vultaġġ biex tillimita l-kurrent tal-bidu u tevita żieda qawwija fil-kurrent meta l-mutur ikun imsakkar.
2. Tagħmir mediku ta 'qawwa għolja: reżistenza għall-impatt u ottimizzazzjoni tal-istabbiltà
F'apparati bħal defibrillaturi u skieken elettriċi ta'-frekwenza għolja, huwa meħtieġ li jiġu ttrattati żidiet temporanji ta' kurrent għoli. F'dan il-punt, dajowds ta 'rkupru mgħaġġel (FRDs) u dajowds tal-karbur tas-silikon (SiC) isiru komponenti ewlenin:

Ċirkwit tal-iċċarġjar tad-defibrillatur: jintuża modulu Schottky MBR30200PT (30A/200V), b'ħin ta 'rkupru invers (trr) ta' inqas minn 5ns, li jista 'jipprevjeni spikes tal-vultaġġ ikkawżat minn dewmien ta' swiċċ tad-dijodu waqt l-iċċarġjar u jipproteġi capacitors ta 'vultaġġ għoli - minn tqassim ta' vultaġġ żejjed.
Stadju tal-ħruġ ta 'sikkina elettrika ta' frekwenza għolja: bl-użu tad-dijodu Schottky C6D10065A SiC (100A/650V), il-waqgħa ta 'vultaġġ 'il quddiem baxx tagħha (1.5V) u l-karatteristiċi ta' reżistenza għat-temperatura għolja (temperatura ta 'junction ta' 175 grad) jiżguraw li l-konsum tal-enerġija tad-dijodu stess jitnaqqas b'60% matul 1MHz, filwaqt li tiġi evitata degradazzjoni għolja billi tiġi evitata prestazzjoni għolja. sħana żejda.
3. Strumenti mediċi ta 'preċiżjoni: integrità tas-sinjal u disinn kontra l--interferenza
F'apparat bħal elettrokardjografi u elettroenċefalografi, l-akkwist ta 'sinjali bijoelettriċi dgħajfa jeħtieġ soppressjoni stretta tal-ħoss. F'dan il-punt, id-disinn kollaborattiv ta 'fotodijodi u dajowds protettivi jsir kruċjali:

Iżolament tal-igganċjar optoelettroniku: Fil-kanal tad-dħul tas-sinjal, optocoupler 6N137 jintuża biex jinkiseb iżolament elettriku u jimblokka l-interferenza tal-mod komuni permezz tal-konverżjoni fotoelettrika tad-dijodi.
Protezzjoni ESD: Fl-interface tas-sensorju, dajowd Schottky ESD5D150TA parallel b'kurrent baxx ta' tnixxija (<0.1 μ A) and high reverse withstand voltage (150V) can effectively discharge the transient current generated by electrostatic discharge (ESD) and prevent sensor damage.
3, Disinn innovattiv: Protezzjoni kollaborattiva ta 'dijodi u komponenti oħra
1. Ċirkwit ta 'protezzjoni kompost: dajowd + dajowd TVS
Fil-modulu tat-trażmissjoni ta 'l-immaġini ta' endoskopji mediċi, skema ta 'protezzjoni komposta ta' "dijodu Schottky+dijodu TVS" hija adottata biex tevita vultaġġ żejjed temporanju kkawżat minn sajjetti jew elettriku statiku:

Dajowd Schottky: parallel konness mat-terminal tal-input tal-enerġija, li jipprovdi protezzjoni kontra r-rivers ta 'kuljum.
TVS dajowd: serje konnessa mal-linja tas-sinjal, il-ħin tar-rispons ultra veloċi tagħha (<1ps) and low clamping voltage (such as SMAJ5.0A's clamping voltage of 7.8V) can limit overvoltage within a safe range in nanoseconds, protecting the downstream ADC chip from damage.
2. Protezzjoni ta 'rkupru awto: diode + termistor PTC
Fiċ-ċirkwit tal-iċċarġjar ta 'apparat mediku li jintlibes (bħal brazzuletti intelliġenti), tiġi adottata skema ta' protezzjoni għall-irkupru personali ta '"dijodu Schottky + termistor PTC":

Dajowd Schottky: jipprevjeni l-konnessjoni b'lura tal-batterija filwaqt li juża l-karatteristiċi ta 'waqgħa ta' vultaġġ baxx tiegħu biex jitnaqqas it-telf tal-iċċarġjar.
Termistor PTC: serje konnessa mal-mogħdija tal-iċċarġjar, meta l-kurrent jaqbeż il-limitu, il-valur tar-reżistenza PTC jiżdied drastikament, u jillimita l-kurrent; Wara s-soluzzjoni tal-problemi, PTC awtomatikament jerġa 'lura għal stat ta' reżistenza baxxa mingħajr il-ħtieġa li jissostitwixxu l-komponenti.