熟悉二極管的特性就知道,二極管顯著的一個(gè)特性就是單向?qū)щ娦浴?/p>
防止電路板正負(fù)極接反,在電路板中加二極管是最簡單有效的方法。
為什么用肖特基二極管呢?因?yàn)樾ぬ鼗O管功耗低、超高速。其最顯著特點(diǎn)是反向恢復(fù)時(shí)間極短(可以小到幾納秒),正向?qū)▔航?.4V左右。其主要用于高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管,也有在微波通信等電路中作整流二極管、小信號檢波二極管使用。在變頻器、通信電源等應(yīng)用中比較常見。
肖特基二極管正向壓降小(一般為0.2~0.3V)、高頻性能好,比較適合用在電路板上防止電源接反而損壞元器件,并且成本也很低。下面介紹兩種具體的應(yīng)用電路。
1、一個(gè)肖特基二極管構(gòu)成的保護(hù)電路。
如上圖所示。圖中的1N5819為現(xiàn)在常用的肖特基二極管,電容C為電路板上的電源濾波電容。一些電子初學(xué)者在搞電子制作或維修時(shí),有時(shí)會因電源極性接錯(cuò)而損壞電路板上的元器件。若在電路板的正電源輸入端串接一個(gè)肖特基二極管就可以避免這種情況的發(fā)生。上圖中,若電源極性未接錯(cuò),則VD導(dǎo)通,如同一個(gè)閉合的開關(guān)(這里忽略其0.2V左右的正向壓降),電路板得電工作。若電源極性接反,VD反偏截止,此時(shí)VD如同一個(gè)斷開的開關(guān),從而保護(hù)了電路板上的元器件不會損壞。
上圖電路中,在選用肖特基二極管時(shí),要求其整流電流要大于電路的工作電流,耐壓值要大于電源電壓,并要留有一定的余量。一般電路工作電流在數(shù)百mA以下,電源電壓不高于30V時(shí),可以選用1N5819肖特基二極管,其整流電流為1A,耐壓值為40V。若電路的工作電流在1~2A,可以選用1N5822、SR360這類3A的肖特基二極管。
2、由4個(gè)肖特基二極管構(gòu)成的無極性輸入電路。
對于一些給蓄電池充電的電路板或低壓直流LED燈的電路板,若在其電源輸入端加一個(gè)由四個(gè)肖特基二極管組成的低壓降的整流橋,使用會更方便一些。這樣與直流電源連接時(shí)不需要考慮電源極性,隨便接電源,電路都可以正常工作。具體電路如上圖所示。不論輸入電源正負(fù)極如何連接,電路板上獲得的直流電壓始終為“上正下負(fù)”。這個(gè)電路中,不論輸入電壓極性如何與電路連接,都是只有兩個(gè)肖特基二極管導(dǎo)通,此時(shí)這個(gè)整流橋電路損耗的電源電壓僅有0.4V左右(若用1N4007這類二極管,損耗電壓至少可達(dá)1.4V)。
上圖為常用的1N5819、1N5822和SR160肖特基二極管。其中SR160為貼片封裝的肖特基二極管,其整流電流為1A,耐壓值為60V。
那么該怎么在電路板中加肖特基二極管呢?
有幾種方法:
(1)最常見的就是在電路板電源輸入正極上加一個(gè)二極管
如圖所示,在電源的正極上接個(gè)二極管,由二極管的單向?qū)щ娦钥芍?/p>
此時(shí),電源與負(fù)載電路板形成一條回路,電路板可正常工作。
當(dāng)電源正負(fù)極接反時(shí),如圖所示:
此時(shí)電流從電路板負(fù)極流向正極,經(jīng)過二極管處時(shí),由于二極管的單向?qū)щ娦裕柚沽穗娏髁鬟^,此時(shí)的電路板與電源無法構(gòu)成一條回路,因此電源接反對電路板沒有任何影響。
假如沒有這個(gè)防電源接反二極管,當(dāng)電源接反時(shí),此時(shí)負(fù)載電路構(gòu)成回路,負(fù)載流過的電流與正常情況不一樣,從而導(dǎo)致負(fù)載電路燒毀。
(2)在電路板電源輸入負(fù)極上加一個(gè)二極管
原理和加在正極一樣,當(dāng)電源接反時(shí),二極管阻止了電流流過,無法形成回路。
(3)一種無極電路接法
上面單二極管防反接原理,只有當(dāng)電源正負(fù)極接線正常時(shí)電路板才能正常工作。
下面介紹一種方法:電源正負(fù)極接反一樣可以正常工作的電路原理。
具體原理如圖所示。
(1)當(dāng)輸入IN1為正,IN2為負(fù)時(shí),D1導(dǎo)通,D3截止,正電壓電流從D1流向電路板正極;D4導(dǎo)通,D2截止,電路板負(fù)極電流由D4流向IN2,形成一條完整的回路,電路板正常工作。
(2)當(dāng)輸入IN2為正,IN1為負(fù)時(shí),D2導(dǎo)通,D4截止,正電壓電流從D2流向電路板正極;D3導(dǎo)通,D1截止,電路板負(fù)極電流由D3流向IN1,形成一條完整的回路,電路板正常工作。
總結(jié):此電路的優(yōu)點(diǎn)是,無論電源的正負(fù)極如何接線,電路板一樣正常工作;缺點(diǎn)是,整個(gè)回路有兩個(gè)二極管的壓降。