Conas dé-óid a úsáid chun comhpháirteanna lárnacha i gciorcaid ionstraimí leighis a chosaint?

一, An prionsabal cosanta lárnach dé-óid
1. Cosaint overvoltage: clamp agus teorainn
Baineann an dé-óid clampáil voltais amach trí shaintréithe miondealú droim ar ais. Nuair a tharlaíonn ardvoltas neamhbhuan sa chiorcad, téann an dé-óid Zener nó an dé-óid TVS isteach go tapa i stát miondealaithe avalanche, ag teorainn an voltas go tairseach sábháilte. Mar shampla, ag ionchur electrocardiograph, is féidir le dé-óid sileacain droim ar ais comhthreomhar an voltas ionchuir a theorannú go ± 600mV chun bíoga ardvoltais a chosc ó dhamáiste a dhéanamh don réamhaimplitheoir. Tá luas freagartha picosecond ag dé-óid TVS agus cosnaíonn siad ciorcaid i stailceanna tintreach nó in imeachtaí trasrianta gasta leictreacha (EFT). Is féidir le cruinneas a voltas clampála ± 5% a bhaint amach agus tá an sruth sceite níos lú ná 1 μ A.

2. Cosaint overcurrent: reatha leanúnach agus ionsú fuinnimh
I gciorcaid ualaigh ionduchtacha, déanann dé-óidí fórsa leictreamhaighnéadach droim ar ais a shochtadh trí ghníomh rotha saor. Mar shampla, i gciorcad tiomána sealaíochta aerála, soláthraíonn dé-óid comhthreomhar Schottky cosán srutha droim ar ais nuair a bhíonn an sealaíocht á thiomáint as, rud a choscann na céadta volta ardvoltais neamhbhuan a ghineann an corna ó bhriseadh síos an trasraitheora tiomána. I gciorcaid rialaithe mótair, ionsúnn dé-óidí aisghabhála tapa (FRDanna) fuinneamh fórsa electromotive cúil an mhótair trí sheoladh agus gearradh amach go tapa, ag cosaint feistí cumhachta ó bhorradh voltais.

3. Cosaint leictreastatach: ESD faoi chois
Tá ciorcad comhéadan trealaimh leighis so-ghabhálach do leictreachas statach daonna nó cur isteach ar an gcomhshaol. Scaoileann dé-óidí faoi chois ESD fuinneamh statach go tapa i línte comhartha ardluais amhail USB agus HDMI mar gheall ar a gcumas íseal (<1pF) and high breakdown voltage (>20kV) tréithe. Mar shampla, i gcomhéadan comhartha ECG de mhonatóir iniompartha, is féidir úsáid a bhaint as eagar dé-óid TVS an voltas urscaoilte leictreastatach a laghdú ó 8kV go leibhéal sábháilte agus sláine na comhartha á chothabháil.

2, anailís ar chás tipiciúil iarratais
1. Cosaint an chórais chumhachta
Ní mór don mhodúl cumhachta trealaimh leighis dul i ngleic le bagairtí cosúil le luaineachtaí cumhachta agus stailceanna tintreach. Ag glacadh leis an ngineadóir ardvoltais meaisín X-ghathaithe leighis mar shampla, glacann a chiorcad cumhachta eagar dé-óid Schottky de chomhdhúile sileacain (SiC), a fhaigheann cosaint trí na meicníochtaí seo a leanas:

Ceartú ardvoltais: Tá voltas withstand suas le 60kV ag dé-óid SiC agus am aisghabhála droim ar ais de 20ns, atá 30% níos éifeachtaí ná dé-óid sileacain traidisiúnta. Is féidir leo na mílte cileavata d'ardvoltas DC a aschur go seasta.
Ionsú borrtha: Ceangail athróirí ocsaíde miotail (MOVanna) agus dé-óidí TVS go comhthreomhar ag deireadh an ionchuir chumhachta chun cosaint illeibhéil a dhéanamh. Glacann MOV fuinneamh borrtha príomhúil, agus teannann dé-óid TVS an voltas iarmharach a thuilleadh chun a chinntiú go bhfuil an ciorcad le sruth cosanta ó thionchar.
2. Fáil comhartha agus cosaint tarchurtha
Sa chiorcad fála comhartha bithleictreach, cosnaíonn dé-óid comhpháirteanna íogaire trí theorannú agus scagadh aimplitiúid. Mar shampla:

Cosaint ionchuir electrocardiogram: Trí chiorcad cosanta dhá chéim a ghlacadh, is é an feadán urscaoilte gáis (GDT) an chéad chéim, a chuireann teorainn leis an voltas ionchuir go dtí laistigh de ± 50V; Is é an dara céim dé-óid sileacain droim ar ais comhthreomhar, a chlaonann tuilleadh an voltas go dtí ± 600mV, agus a shochtadh trasnaíocht ardmhinicíochta trí líonra scagtha RC.
Comhéadan cumarsáide snáthoptaice: I gcórais tarchurtha íomhá endoscóp, úsáidtear fótadiodes i gcomhar le dé-óid TVS. Tiontaíonn fótadiodes comharthaí solais ina gcomharthaí leictreacha, agus cosnaíonn dé-óid TVS iad ó leictreachas statach nó luaineachtaí cumhachta, ag cinntiú cobhsaíocht tarchur sonraí íomhá.
3. Rialú fuinnimh ar threalamh teiripeach
I bhfeistí teiripe léasair, cosnaíonn dé-óid othair agus trealamh trí fhuinneamh aschuir a rialú go beacht. Mar shampla:

Rialú cumhachta léasair: Úsáidtear ciorcad lasc comhdhéanta de dhé-óid aisghabhála tapa agus MOSFET chun sruth tiomána an dé-óid léasair a rialú trí uillinn seolta an dé-óid a choigeartú, ag baint amach cumhacht aschuir inchoigeartaithe leanúnach.
Cosaint idirghlasála sábháilteachta: Tá cúplóir fhótaileictreach suiteáilte ag an nasc idir an ceann cóireála agus an trealamh. Nuair nach bhfuil an ceann cóireála suiteáilte i gceart, ní féidir leis an bhfótadiode an comhartha solais a bhrath agus gearrann sé an t-aschur léasair go huathoibríoch chun ionradaíocht thimpiste a chosc.
3, Roghnú Teicneolaíochta agus straitéis leas iomlán a bhaint
1. Meaitseáil paraiméadar gléas
Leibhéal voltais: Roghnaigh dé-óid le voltas miondealú droim ar ais (Vbr) níos airde ná 1.5 uair an buaicvoltais bunaithe ar voltas oibriúcháin an chuaird. Mar shampla, i gciorcad ionchuir 220V AC, is gá dé-óid TVS le Vbr Níos mó ná nó cothrom le 600V a roghnú.
Cumas reatha: I gcásanna cosanta forshrutha, ba cheart go mbeadh meánsruth ceartaithe (Más rud é) an dé-óid níos mó ná dhá uair uassruth oibriúcháin an chiorcaid. Mar shampla, sa chiorcad tiomána mótair, roghnaítear dé-óid aisghabhála tapa le Má Níos mó ná nó cothrom le 10A.
Luas freagartha: Chun comharthaí a chosaint ar mhinicíocht ard, cuir in ord tosaíochta dé-óidí TVS nó dé-óid Schottky le ham freagartha (trr)<10ns.
2. Topology leas iomlán a bhaint
Cosaint illeibhéil: Glacadh le hailtireacht cosanta trí -leibhéal de "GDT+MOV+TVS", ionsúnn GDT fuinneamh borrtha príomhúil, seachnaíonn MOV róvoltas idirmheánach, teannann TVS voltas iarmharach, agus baintear amach maolú fuinnimh céim ar chéim.
Dearadh comhtháite: Ag baint úsáide as eagair dé-óid TVS nó modúil cosanta ESD chun spás leagan amach PCB a laghdú. Mar shampla, is féidir le sraith TVS sraith SP1003 Littelfuse ceithre chosaint comhartha a chomhtháthú ar aon sliseanna amháin, rud a laghdóidh tionchar toilleas seadánacha ar chomharthaí ardluais.
3. Bainistíocht theirmeach agus iontaofacht
Dearadh diomailt teasa: I bhfeidhmchláir ardchumhachta, caithfidh dé-óid a bheith feistithe le doirtil teasa nó doirtil teasa. Mar shampla, in aimplitheoirí grádáin le haghaidh íomháithe athshondais mhaighnéadaigh leighis (MRI), scaipeann dé-óid SiC Schottky teas trí fhoshraith chopair chun teocht acomhal faoi bhun 150 céim a chinntiú.
Dearadh iomarcach: dé-óid il comhthreomhar i gciorcaid ríthábhachtacha chun lamháltas locht an chórais a fheabhsú. Mar shampla, i gciorcad luchtaithe toilleora ardvoltais dífhibrileora, tá dé-óid TVS ceangailte go comhthreomhar chun teip trealaimh a chosc de bharr teip aon phointe amháin.