Dioda zapobiegająca odwróceniu, znana również jako dioda zabezpieczająca przed odwróceniem, jest elementem stosowanym w obwodzie w celu zapobiegania napływowi prądu wstecznego. Dioda tego typu składa się zwykle z diody złącza PN. W normalnych warunkach pracy różnica ciśnień pomiędzy biegunami P i N powoduje przewodzenie diody, natomiast w odwrotnych warunkach różnica ciśnień zanika i dioda nie przewodzi. Zatem prąd wsteczny nie może przepływać przez diodę, co zapobiega uszkodzeniu innych elementów obwodu spowodowanemu przez prąd wsteczny.

Dioda zapobiegająca odwróceniu jest zwykle stosowana w obwodach zasilających w celu ochrony urządzeń końcowych przed uszkodzeniami spowodowanymi przez napięcie i prąd wsteczny. Bez tej diody zapobiegającej cofaniu prąd wsteczny może uszkodzić inne elementy obwodu. Powszechną praktyką w urządzeniach mobilnych zasilanych bateryjnie jest ochrona baterii przed uszkodzeniem przez urządzenia zewnętrzne.

Oczywiście dioda zapobiegająca odwróceniu może nie tylko zapobiegać uszkodzeniom innych elementów spowodowanym przez prąd wsteczny, ale także zapobiegać uszkodzeniu zasilacza lub akumulatora spowodowanemu przez prąd wsteczny. Jeśli podczas procesu ładowania akumulatora napięcie przekroczy wartość znamionową lub ładowarka zostanie podłączona odwrotnie, spowoduje to odwrotne ładowanie akumulatora i uszkodzenie akumulatora. Pod ochroną diody zapobiegającej cofaniu prąd nie może przepływać do akumulatora, co pozwala uniknąć tej sytuacji.

Zwykle istnieją dwa rodzaje diod przeciw cofaniu: zwykłe diody i diody Schottky'ego. Charakterystyczną cechą zwykłych diod jest to, że prąd przewodzenia jest mały, podczas gdy diody Schottky'ego mają wyższy prąd przewodzenia i niższy prąd upływu wstecznego. W zastosowaniach praktycznych odpowiednie diody przeciwpowrotne dobierane są w zależności od potrzeb obwodu.

Dioda zapobiegająca cofaniu jest bardzo podstawowym elementem, który jest szeroko stosowany w różnych urządzeniach elektronicznych, takich jak telefony komórkowe, komputery, ładowarki akumulatorów itp. Jej funkcja jest bardzo ważna, ponieważ nie tylko chroni inne podzespoły przed uszkodzeniem, ale także chroni zasilanie zasilacza lub akumulatora przed uszkodzeniem.

1. Szeregowe połączenie zapobiegające odwróceniu

Gdy E1 jest bezpośrednio podłączony, D1 przewodzi, a spadek napięcia przewodzenia D1 wynosi VF. Dlatego napięcie przyłożone do obciążenia wynosi E1-VF. Wadą tego obwodu są straty, a moc strat wynosi P=IL * VF. Jeśli istnieją wymagania dotyczące napięcia wyjściowego, należy wziąć pod uwagę wielkość spadku napięcia przewodzenia D1, dlatego jest on powszechnie stosowany w sytuacjach wysokiego napięcia. Obwód wysokoprądowy musi uwzględniać wartość prądu wyjściowego D1.

W przypadku odwrotnego podłączenia zasilania E1, odwrotna charakterystyka odcięcia diody utrudnia przepływ prądu i nie może utworzyć obwodu z obciążeniem R1 chroniącym obciążenie. Należy zauważyć, że maksymalne napięcie zwrotne diody powinno być większe niż napięcie wsteczne E1.

2. Zapobieganie połączeniom i połączenie odwrotne

Gdy E1 jest podłączony bezpośrednio, D1 jest w trybie odcięcia zwrotnego i obwód działa normalnie;

Kiedy E1 jest podłączone odwrotnie, D1 jest podłączone w kierunku do przodu, a zacisk napięcia wstecznego jest zaciśnięty na VF (spadek napięcia na przewodzeniu diody), który musi być mniejszy niż maksymalne napięcie wsteczne obciążenia; Z drugiej strony, gdy bezpiecznik wykryje nadmierny prąd w obwodzie, otworzy się, aby chronić obciążenie końcowe. Wadą tego obwodu jest to, że posiada dodatkowy bezpiecznik, co zwiększa koszt BOM. Wybór bezpiecznika może przywrócić bezpiecznik.

Obwód ten może jedynie zapobiegać odwrotnym połączeniom, ale jeśli napięcie wejściowe jest zbyt wysokie, może nadal powodować uszkodzenie obwodu. Dlatego D1 można zastąpić diodą regulatora napięcia, aby uzyskać dobrą ochronę. Wartość regulacji napięcia diody regulatora napięcia należy dobrać tak, aby była mniejsza lub równa maksymalnemu normalnemu napięciu roboczemu kolejnego obwodu.

Zasada tego obwodu polega na tym, że po odwróceniu zasilania E1 dioda regulatora napięcia D1 przewodzi w kierunku do przodu, a podciśnienie obciążenia jest napięciem przewodzenia VF diody, jak opisano powyżej. Gdy zasilacz E1 jest podłączony bezpośrednio, a napięcie wejściowe jest stosunkowo wysokie (na przykład większe niż wartość stabilizacji napięcia lampy stabilizującej napięcie), ze względu na obecność lampy stabilizującej napięcie D1, zacisk obciążenia uzyskuje zasilanie o wartości w przybliżeniu wartość stabilizacji napięcia VZ diody. Zatem na F1 będzie stosunkowo wysokie napięcie (E1-VZ), a prąd będzie szybko rósł, aż F1 się stopi i obwód zostanie zabezpieczony. W ten sposób uzyskuje się ochronę przeciwprzepięciową.

W przypadku równoległych obwodów przeciwodwrotnych prąd bezpiecznika powinien być większy niż normalny prąd roboczy kolejnego obciążenia, a obwód nie może zostać przepalony podczas normalnego użytkowania.

Ponadto istnieją inne zastosowania diody zapobiegającej cofaniu.

A. Aby zapobiec uszkodzeniu czujników lub interfejsów przez prąd wsteczny, szczególnie gdy do systemu podłączone są urządzenia zewnętrzne, diody zapobiegające odwróceniu mogą chronić czujniki i interfejsy przed uszkodzeniem przez urządzenia zewnętrzne.

B. Aby zapobiec uszkodzeniom precyzyjnych obwodów spowodowanym przez prądy wsteczne, diody przeciwbiegowe mogą chronić precyzyjne obwody przed zakłóceniami powodowanymi przez prądy wsteczne.

C. Zapobiegaj uszkodzeniu przekaźników lub innych elementów mechanicznych przez prąd wsteczny. Przekaźniki i elementy mechaniczne są wrażliwymi elementami, a diody zapobiegające cofaniu mogą chronić je przed uszkodzeniem przez prąd wsteczny.

Krótko mówiąc, dioda zapobiegająca odwróceniu jest ważnym elementem ochronnym w obwodzie. Jego funkcja jest bardzo ważna, aby zapobiec uszkodzeniu innych komponentów przez prąd wsteczny. Projektanci muszą rozważyć zastosowanie diod przeciw cofaniu w projektowaniu obwodów, aby chronić normalne działanie obwodu.