دیود محافظ خط (Line Protection Diode)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع دیودها (Diode) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود محافظ خط (Line Protection Diode) :
دیود محافظ خط (Line Protection Diode) یک اصطلاح کلی برای دیودهایی است که برای محافظت از خطوط سیگنال یا تغذیه در برابر ولتاژهای گذرا (Transients) و تخلیه الکترواستاتیک (ESD) استفاده می شوند. این دیودها معمولا به صورت موازی با خطی که باید محافظت شود قرار می گیرند و در شرایط عادی (ولتاژ نرمال) غیرفعال هستند. با ظهور یک ولتاژ گذرا، دیود هدایت کرده و ولتاژ اضافی را به زمین منحرف می کند.
انواع دیودهای محافظ خط عبارتند از:
دیودهای TVS (Transient Voltage Suppressors): تخصصی ترین نوع برای محافظت در برابر ESD و صاعقه.
دیودهای زنر (Zener Diodes): برای محافظت در برابر اضافه ولتاژهای ساده تر.
دیودهای شاتکی (Schottky Diodes): برای محدود کردن ولتاژ در مدارات ولتاژ پایین.
آرایه های دیود (Diode Arrays): برای محافظت چندین خط به صورت همزمان.
محافظت خطوط معمولا به دو صورت انجام می شود:
محافظت در برابر اضافه ولتاژ (Overvoltage Protection): دیود بین خط و زمین (یا بین خط و تغذیه) قرار می گیرد. اگر ولتاژ خط از حد مجاز فراتر رود، دیود هدایت کرده و ولتاژ را کلمپ (Clamp) می کند.
محافظت در برابر قطبیت معکوس (Reverse Polarity Protection): یک دیود به صورت سری با خط قرار می گیرد تا از عبور جریان در جهت معکوس جلوگیری کند.
پارامترهای مهم برای دیود محافظ خط عبارتند از: ولتاژ کاری (Stand-off Voltage)، ولتاژ کلمپ (Clamping Voltage)، توان پالسی قابل تحمل (Peak Pulse Power)، و ظرفیت خازنی (برای خطوط داده پرسرعت).
کاربرد اصلی دیود محافظ خط در ورودی های دستگاه های الکترونیکی است. به عنوان مثال:
محافظت از خطوط USB در برابر ESD.
محافظت از ورودی های آنالوگ در برابر اضافه ولتاژ.
محافظت از خطوط تغذیه در برابر نوسانات.
محافظت از خطوط ارتباطی (RS-232، RS-485) در برابر صاعقه.
سری معروف دیودهای محافظ خط شامل:
سری SMAJ, SMBJ, SMCJ: دیودهای TVS عمومی برای خطوط تغذیه.
سری PESD (از NXP) و ESD (از ON Semi): دیودهای محافظ ESD با ظرفیت خازنی پایین.
آرایه های محافظ مانند SRV05-4 (محافظ ۴ خطی برای USB).
در طراحی با دیود محافظ خط، باید دیود را تا حد امکان نزدیک به کانکتور ورودی (منبع تهدید) قرار داد تا مسیر تخلیه قبل از ورود به مدارات داخلی باشد. همچنین برای خطوط داده پرسرعت، انتخاب دیود با ظرفیت خازنی بسیار پایین (کمتر از ۱ پیکوفاراد) ضروری است.
در نهایت، دیود محافظ خط یک قطعه ساده اما حیاتی برای افزایش قابلیت اطمینان و محافظت از مدارات الکترونیکی در برابر تهدیدات خارجی است.
