دیود TVS یا Transient Voltage Suppressor Diode، در برابر تغییرات ناگهانی و افزایش ولتاژ واکنش نشان می دهد و با جذب انرژی اضافی تولید شده توسط این تغییرات، از ایجاد آسیب به قطعات حساس مدار جلوگیری میکند. علاوه بر این، این دیودها معمولاً دارای زمان واکنش بسیار کوتاهی هستند و میتوانند انرژی گذرا را سریعاً کنترل کنند.
ساختار دیود tvs چگونه است؟
دیود TVS از دو لایه نیمههادی اصلی تشکیل شده است: آند (Anode) و کاتد (Cathode). آند قطب مثبت و کاتد قطب منفی دیود است.
ساختار این دیود به گونهای طراحی شده که عملکردی مشابه دیود زنر در محدود کردن ولتاژ معکوس دارد، اما برای تحمل پیکهای انرژی لحظهای بسیار سریع و قویتر است.
وظیفه دیود tvs
وظیفه اصلی دیود tvs، محافظت از سایر قطعات الکترونیک موجود در یک مدار در برابر ولتاژهای بالا و نوسانات ناخواسته است. هنگامی که ولتاژ ورودی به مقدار زیادی افزایش یابد، جریان لحظهای اضافی را عبور میدهد یا جذب میکند تا از آسیب به قطعات حساس جلوگیری کند.
ویژگی دیود tvs چیست؟
- سرعت واکنش بالا: دیود TVS در مقیاس نانوثانیه به افزایش ناگهانی ولتاژ پاسخ داده و از مدار محافظت میکند.
- ظرفیت جذب انرژی: توانایی دفع پالسهای ولتاژ ناگهانی با انرژی بالا را دارد، که مانع آسیب به قطعات حساس الکترونیکی میشود.
- قطبیت متنوع: در دو نوع یکسویه (uni-directional) و دوسویه (bi-directional) موجود است؛ نوع یکسویه برای محافظت از خطوط DC و نوع دوسویه برای خطوط AC استفاده میشود.
- نصب آسان: در انواع پکیج SMD و DIP موجود بوده و به راحتی در مدارهای الکترونیکی تعبیه میشود.
- محدوده ولتاژ کاری گسترده: این دیودها معمولاً در ولتاژهای 5 ولت تا چند صد ولت (معمولاً تا 600 ولت یا بیشتر) در دسترس هستند.
-
- برای کاربردهای کمولتاژ (مانند پورتهای USB و مدارهای دیجیتال حساس): 5V تا 36V
- برای تجهیزات الکترونیکی عمومی (مانند منابع تغذیه و بردهای صنعتی): 12V تا 200V
- برای حفاظت از خطوط برق و تجهیزات ولتاژ بالا: 250V تا 600V یا بیشتر
انتخاب ولتاژ مناسب به سطح ولتاژ نامی و حداکثر ولتاژ تحملپذیر مدار بستگی دارد.
انواع دیود tvs
دیودهای TVS بر اساس نوع ساختار و کاربردشان به دستههای مختلفی تقسیم میشوند. برخی از انواع رایج عبارتند از:
- دیودهای TVS تکجهته: این دیودها برای حفاظت از مدارهای DC استفاده میشوند و تنها در یک جهت جریان را مسدود میکنند.
- دیودهای TVS دوجهته: این دیودها برای حفاظت از مدارهای AC و DC مناسب هستند و میتوانند جریان را در هر دو جهت مسدود کنند.
- دیودهای TVS خاص منظوره: این دیودها برای کاربردهای خاص مانند حفاظت از پورتهای USB، اترنت و HDMI طراحی شدهاند.
انتخاب نوع مناسب دیود TVS بستگی به نوع مدار، ولتاژ کاری و میزان جریانی دارد که باید محافظت شود.
تفاوت دیودهای معمولی و دیود tvs چیست؟
| ویژگی | دیود معمولی | دیود TVS (Transient Voltage Suppression) |
| کاربرد اصلی | یکسو کردن جریان در مدارهای DC و AC | محافظت از مدارها در برابر ولتاژهای ناگهانی و اضافه ولتاژ |
| ساختار و طراحی | افت ولتاژ کم، هدایت جریان در یک جهت | طراحی ویژه برای هدایت سریع هنگام افزایش ناگهانی ولتاژ |
| پاسخدهی | معمولاً کند (نانوثانیه تا میکروثانیه) | بسیار سریع (در حد نانوثانیه) |
| تحمل توان | توانایی محدود در عبور جریانهای ناگهانی | قابلیت دفع انرژیهای ناگهانی بالا بدون آسیب |
| نمونه کاربردها | یکسو سازی منابع تغذیه، مدارهای ساده DC/AC | حفاظت از پورتهای USB/HDMI، مدارهای حساس، منابع تغذیه، خطوط داده |
نحوه تست دیود tvs به چه شکل است؟
برای تست دیود تیویاس،می توانید از یک مولتی متر (multimeter) استفاده کنید.اما قبل از هر چیز، اطمینان حاصل کنید که دیود tvs تست شده از مدار خارج شده و هیچ ولتاژی به آن وصل نشده است.
مراحل تست دیود تیویاس به شرح زیر است:
- تنظیم مولتی متر: ابتدا مولتی متر را بر روی حالت تست دیود (Diode Test) قرار دهید. این حالت برای تست دیودها مناسب است.
- اتصال کاتد و آند: کابل قرمز مولتی متر را به سر آند و کابل سیاه را به سر کاتد دیود متصل کنید.
- خواندن نتایج: با اتصال کابل ها به درستی، مولتی متر باید یک ولتاژ مشخص نشان دهد. اگر مقدار نشان داده شده صفر باشد، دیود خراب است. اگر مقدار نشان داده شده بیشتر از حداقل ولتاژ دیود باشد، دیود درست عمل نمی کند.
- تست دو طرفه: همچنین می توانید کابل های مولتی متر را برعکس وصل کرده و تست را دوباره انجام دهید تا از صحت نتایج اطمینان حاصل کنید.
جمع بندی
در این مقاله به سوال ساختار دیود tvs چیست به طور کامل پاسخ داده و کاربرد های آن را بررسی کردیم. همانگونه که ذکر شد، دیود tvs یک قطعه الکترونیکی بسیار حیاتی است که در محافظت از سیستمها و دستگاههای الکترونیکی در برابر ولتاژهای گذرا و ناگهانی نقش بسیار مهمی ایفا میکند. این دیودها با سرعت بالا و با جذب انرژی اضافی تولید شده توسط تغییرات ناگهانی ولتاژ، از ایجاد آسیب به سیستم مورد حفاظت جلوگیری میکنند و به عنوان گیره ولتاژ برای کنترل و محدود کردن ولتاژهای اضافه گذرا در سیستمهای مداری عمل میکنند.
سوالات متداول
1. آیا دیود TVS میتواند جلوی صاعقه یا نوسانات برق شهری را بگیرد؟
دیود TVS میتواند از مدار در برابر نوسانات لحظهای و ولتاژهای گذرا محافظت کند، اما برای صاعقه مستقیم یا جریانهای بسیار بزرگ، نیاز به محافظهای اضافه مانند فیوز دارد.
۲. چگونه دیود TVS را در مدار به درستی نصب کنیم؟
دیود TVS باید قطبیت صحیح داشته باشد: آند به قطب مثبت و کاتد به قطب منفی مدار. نزدیکترین نقطه به ورودی ولتاژ گذرا نصب شود تا انرژی اضافی سریعاً جذب و منحرف شود.
۳. چه عواملی باعث خرابی دیود TVS میشوند؟
خرابی دیود TVS معمولاً ناشی از ولتاژ بیش از حد طولانی، جریان گذرای فراتر از ظرفیت، نصب نادرست یا گرمای شدید است که باعث از بین رفتن لایههای نیمههادی میشود.
سلام.چطور مولتی متر را روی حالت تست دیود قرار بدیم؟
سلام خسته نباشید.مطلب خیلی مهم و کاربردی ای بود .ممکنه راجب مزایا ومعایب دیود tvs هم مطلب بذارید؟
خیلی ممنون راجب اطلاعاتتون
خواهش میکنم.
وقت همه دوستان بخیر
من برای اولین بار از دیود TVS روی یه مدار حساسی استفاده کردم و تفاوتش خیلی محسوس بود. قبلش با کوچکترین نوسانات ولتاژ چند تا قطعه خراب میشدن، اما بعد از نصب دیود TVS، مدار بدون هیچ آسیبی کار میکنه. این قطعه واقعاً ارزشمند برای هر کسیه که میخواد مدارهاش رو از ولتاژهای گذرا و ESD محافظت کنه.
سلام وقت بخیر 🌸
کاملاً تجربه مفیدی بود! دیود TVS واقعاً برای محافظت از مدارهای حساس در برابر نوسانات ولتاژ و تخلیههای الکترواستاتیک ضروریه و خیلی از خسارتها رو پیشگیری میکنه.
مطالب خیلی خوبی در مورد دیود tvs و کاربردهاش بود
واقعا این قطعه برای محافظت از مدارات خیلی مهمه
من همیشه کنجکاو بودم tvs مخفف چیست که تو مقاله بهش اشاره شد
مخصوصاً قسمت انواع و نحوه تستش هم مفید بود
ممنون از توضیحات کاملتون در مورد Transient Voltage Suppression واقعا عالی بود. سوالی که برام پیش اومد اینه که برای مدارهای حساس و ظریف موقع انتخاب و پیادهسازی این قطعات برای حفاظت از ولتاژهای ناگهانی چه جزئیات مهمی رو باید در نظر گرفت که توی مقاله بهش اشاره نشده؟
مطالب مفیدی بود و اطلاعات خوبی ارائه شد
برای انتخاب این دیودها تو کاربردهای خاص مثلا برای حفاظت از پورتهای ارتباطی حساس چه معیارهایی رو باید در نظر گرفت
مثلا غیر از ولتاژ و جریان چه پارامترهای دیگهای مهم هستن؟
سلام و ممنون از نظر مفید و سوال خوبتون، نازنین پناهی عزیز! خوشحالیم که مطلب براتون مفید بوده. علاوه بر ولتاژ و جریان، برای انتخاب دیودهای TVS در حفاظت از پورتهای ارتباطی حساس، پارامترهای دیگری هم بسیار حیاتی هستند. مهمترین آنها شامل **ظرفیت خازنی (Capacitance)** دیود است که باید بسیار پایین باشد تا سیگنالهای پرسرعت دچار تضعیف نشوند. همچنین **ولتاژ گیره (Clamping Voltage)** که دیود در زمان تریگر شدن، ولتاژ را به آن محدود میکند، بسیار مهم است و باید کمتر از حداکثر ولتاژ قابل تحمل تراشه ارتباطی باشد. **زمان پاسخگویی (Response Time)** بسیار سریع و تطابق **ولتاژ کارکرد معکوس (Standoff Voltage)** با ولتاژ نامی پورت نیز از نکات کلیدی هستند. امیدواریم این توضیحات کمکی کرده باشد و خوشحال میشویم اگر سوال دیگری داشتید.