دیود محافظ ولتاژ گذرا
به روز رسانی شده در ۱۴۰۳/۷/۲۹ زمان مطالعه 10 دقیقهدیودهای محافظ ولتاژ گذرا (TVS) یکی از مهم‌ترین قطعات الکترونیکی در محافظت از مدارهای حساس در برابر ولتاژهای ناگهانی یا گذرا هستند. این قطعات به عنوان یک خط دفاعی در برابر پیک‌های ولتاژی ناشی از تخلیه الکترواستاتیک، ضربه‌های الکتریکی یا سایر منابع ولتاژ گذرا عمل می‌کنند. در این مطلب، به بررسی نحوه عملکرد، انواع و کاربردهای این دیودها می‌پردازیم.
دیودهای محافظ ولتاژ گذرا چیست؟
دیودهای TVS برای محافظت از دستگاه‌های الکترونیکی در برابر ولتاژهای گذرا طراحی شده‌اند. ولتاژهای گذرا می‌توانند به دلایل مختلفی از جمله تخلیه الکترواستاتیک (ESD)، کلیدزنی الکتریکی، یا صاعقه ایجاد شوند. این دیودها با هدایت سریع جریان اضافی به زمین یا قطع مدار، از بروز آسیب به مدارهای حساس جلوگیری می‌کنند.
نحوه عملکرد دیودهای TVS
عملکرد دیود TVS به این شکل است که به محض افزایش ولتاژ بالاتر از سطح ایمن تعریف‌شده، دیود شروع به هدایت جریان می‌کند و ولتاژ اضافی را از بین می‌برد. این ویژگی باعث می‌شود که ولتاژ اضافی به دستگاه‌ها نرسد و از آسیب دیدن آن‌ها جلوگیری شود.
انواع دیودهای TVS
دیودهای TVS یک طرفه (Unidirectional TVS Diodes):
این دیودها تنها در یک جهت کار می‌کنند و بیشتر برای محافظت از ولتاژ گذراهای با پلاریته مشخص استفاده می‌شوند. برای کاربردهای DC (جریان مستقیم) مناسب هستند.دیودهای TVS دو طرفه (Bidirectional TVS Diodes):
این دیودها در هر دو جهت کار می‌کنند و در برابر ولتاژهای گذرا با هر دو پلاریته مثبت و منفی مقاوم هستند. بیشتر برای کاربردهای AC (جریان متناوب) استفاده می‌شوند.
مقایسه دیودهای TVS یک طرفه و دو طرفه
| نوع دیود TVS | جهت عملکرد | کاربردها | مزایا |
|---|---|---|---|
| TVS یک طرفه | یک جهت | مدارهای DC، محافظت از ولتاژهای خاص | مناسب برای مدارهای ساده با پلاریته مشخص |
| TVS دو طرفه | دو جهت | مدارهای AC، محافظت از ولتاژهای متغیر | حفاظت جامع‌تر در برابر ولتاژهای گذرا |
کاربردهای دیودهای TVS
محافظت از مدارهای الکترونیکی حساس:
مدارهایی که به ولتاژهای ناگهانی حساس هستند، مانند دستگاه‌های مخابراتی و الکترونیکی، نیاز به محافظت دارند. دیودهای TVS می‌توانند در برابر آسیب‌های ناشی از صاعقه، تخلیه الکترواستاتیک و کلیدزنی الکتریکی محافظت کنند.محافظت از خطوط داده و سیگنال:
خطوط داده و سیگنال که برای ارتباطات حیاتی استفاده می‌شوند، نیازمند محافظت ویژه‌ای در برابر ولتاژهای گذرا هستند. دیودهای TVS به خوبی از این خطوط در برابر تخلیه الکترواستاتیک و پیک‌های ولتاژی محافظت می‌کنند.محافظت از تجهیزات پزشکی و نظامی:
دستگاه‌های پزشکی و نظامی به علت حساسیت و اهمیت بالا باید در برابر ولتاژهای ناگهانی محافظت شوند. دیودهای TVS این وظیفه را به خوبی انجام می‌دهند.
مزایای دیودهای TVS
پاسخ‌دهی سریع: دیودهای TVS در کمتر از یک نانوثانیه به ولتاژهای گذرا واکنش نشان می‌دهند.
طول عمر بالا: این دیودها توانایی مقاومت در برابر صدها ولتاژ گذرا را بدون آسیب دیدن دارند.
سادگی نصب: دیودهای TVS به سادگی قابل نصب هستند و به تغییرات عمده‌ای در طراحی مدار نیاز ندارند.
سوالات متداول
دیودهای TVS چه تفاوتی با سایر محافظ‌های ولتاژ دارند؟
دیودهای TVS بسیار سریع‌تر از سایر محافظ‌ها مانند MOVها (متال اکسید واریستورها) عمل می‌کنند و برای حفاظت از مدارهای حساس در برابر پیک‌های ناگهانی ولتاژ مناسب‌تر هستند.آیا دیودهای TVS می‌توانند در برابر صاعقه محافظت کنند؟
بله، دیودهای TVS می‌توانند در برابر صاعقه‌های کوچک و متوسط از مدارها محافظت کنند، اما برای محافظت از صاعقه‌های بزرگ، سیستم‌های حفاظت پیشرفته‌تری نیاز است.چطور دیود TVS مناسب برای مدار خود را انتخاب کنیم؟
برای انتخاب دیود TVS مناسب، باید حداکثر ولتاژ کاری مدار خود و همچنین نوع جریان (DC یا AC) را مشخص کنید تا بتوانید نوع مناسب دیود را انتخاب کنید.