Diode chống đảo ngược hay còn gọi là diode bảo vệ ngược là linh kiện được sử dụng trong mạch điện để ngăn dòng điện ngược chạy vào. Loại diode này thường có cấu tạo gồm một diode tiếp giáp PN. Trong điều kiện hoạt động bình thường, chênh lệch áp suất giữa cực P và N của nó sẽ làm cho diode dẫn điện, trong khi ở điều kiện ngược lại, chênh lệch áp suất này biến mất và diode sẽ không dẫn điện. Vì vậy, dòng điện ngược không thể chạy qua diode, do đó ngăn ngừa hư hỏng các bộ phận khác trong mạch do dòng điện ngược gây ra.

Diode chống đảo ngược thường được sử dụng trong các mạch cấp nguồn để bảo vệ các thiết bị đầu cuối khỏi bị hư hỏng do điện áp và dòng điện ngược gây ra. Nếu không có diode chống đảo ngược này, dòng điện ngược có thể làm hỏng các thành phần khác trong mạch. Nó cũng phổ biến trong các thiết bị di động chạy bằng pin để bảo vệ pin khỏi bị hư hại từ các thiết bị bên ngoài.

Tất nhiên, diode chống đảo ngược không chỉ có thể ngăn ngừa hư hỏng các bộ phận khác do dòng điện ngược gây ra mà còn ngăn ngừa hư hỏng nguồn điện hoặc pin do dòng điện ngược gây ra. Trong quá trình sạc pin, nếu điện áp vượt quá giá trị định mức hoặc bộ sạc được kết nối ngược sẽ khiến pin sạc ngược và làm hỏng pin. Dưới sự bảo vệ của diode chống đảo ngược, dòng điện không thể chạy vào pin, tránh tình trạng này.

Thường có hai loại điốt chống đảo ngược: điốt thông thường và điốt Schottky. Đặc điểm của điốt thông thường là dòng điện dẫn nhỏ, trong khi điốt Schottky có dòng điện dẫn cao hơn và dòng rò ngược thấp hơn. Trong các ứng dụng thực tế, điốt chống kết nối ngược thích hợp được lựa chọn theo nhu cầu của mạch điện.

Diode chống đảo ngược là một thành phần rất cơ bản được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử khác nhau, chẳng hạn như điện thoại di động, máy tính, bộ sạc pin, v.v. Chức năng của nó rất quan trọng, vì nó không chỉ bảo vệ các thành phần khác khỏi bị hư hỏng mà còn bảo vệ nguồn điện nguồn điện hoặc pin khỏi bị hư hỏng.

1. Kết nối chống đảo ngược dòng

Khi E1 được kết nối trực tiếp, D1 đang dẫn điện và độ sụt điện áp dẫn của D1 là VF. Do đó, điện áp cấp vào tải là E1-VF. Nhược điểm của mạch này là nó sẽ có tổn thất, với công suất tổn thất là P=IL * VF. Nếu có yêu cầu về điện áp đầu ra, cần phải xem xét độ sụt giảm điện áp dẫn của D1, vì vậy nó thường được sử dụng trong các tình huống điện áp cao. Mạch có dòng điện cao cần xét đến giá trị dòng điện đầu ra của D1.

Khi nguồn điện E1 được nối ngược, đặc tính cắt ngược của diode sẽ cản trở dòng điện chạy qua và không thể tạo thành mạch với tải R1, bảo vệ tải. Cần lưu ý rằng điện áp cực đại ngược cực đại của diode phải lớn hơn điện áp ngược E1.

2. Ngăn ngừa khớp và kết nối ngược

Khi E1 được kết nối trực tiếp, D1 bị cắt ngược và mạch hoạt động bình thường;

Khi E1 được kết nối ngược, D1 được kết nối theo hướng thuận và kẹp điện áp ngược được kẹp ở VF (giảm điện áp dẫn diode), cần phải nhỏ hơn điện áp ngược tối đa của tải; Mặt khác, khi cầu chì phát hiện dòng điện quá mức sẽ mở ra để bảo vệ tải phía sau. Nhược điểm của mạch này là có thêm cầu chì làm tăng giá thành BOM. Việc lựa chọn cầu chì có thể khôi phục lại cầu chì.

Mạch này chỉ có thể ngăn chặn các kết nối ngược nhưng nếu điện áp đầu vào quá cao vẫn có thể gây hư hỏng mạch. Do đó, D1 có thể được thay thế bằng diode ổn áp để có được khả năng bảo vệ tốt. Giá trị điều chỉnh điện áp của diode ổn áp phải được chọn nhỏ hơn hoặc bằng điện áp làm việc bình thường tối đa của mạch tiếp theo.

Nguyên lý của mạch này là khi đảo ngược nguồn điện E1, diode ổn áp D1 dẫn điện theo chiều thuận, áp suất âm của tải chính là điện áp dẫn VF của diode, như đã mô tả ở trên. Khi nguồn điện E1 được nối trực tiếp và điện áp đầu vào tương đối cao (chẳng hạn như lớn hơn giá trị ổn định điện áp của ống ổn áp), do có ống ổn áp D1, đầu cực tải nhận được nguồn điện là xấp xỉ giá trị ổn định điện áp VZ của diode. Vì vậy sẽ có một điện áp tương đối cao (E1-VZ) trên F1, và dòng điện sẽ tăng nhanh cho đến khi F1 tan chảy và mạch được bảo vệ. Điều này đạt được sự bảo vệ quá áp.

Đối với các mạch kết nối chống đảo ngược song song, dòng điện cầu chì phải lớn hơn dòng điện làm việc bình thường của tải tiếp theo và mạch không thể bị nổ trong quá trình sử dụng bình thường.

Ngoài ra, diode chống ngược còn có những ứng dụng khác.

Một. Để ngăn dòng điện ngược gây hư hỏng cảm biến hoặc giao diện, đặc biệt khi các thiết bị bên ngoài được kết nối với hệ thống, điốt chống ngược có thể bảo vệ cảm biến và giao diện khỏi bị hư hỏng từ các thiết bị bên ngoài.

b. Để tránh làm hỏng các mạch có độ chính xác cao do dòng điện ngược gây ra, điốt chống ngược có thể bảo vệ các mạch có độ chính xác cao khỏi bị nhiễu do dòng điện ngược gây ra.

c. Ngăn chặn dòng điện ngược gây hư hỏng rơle hoặc các bộ phận cơ khí khác. Rơle và các bộ phận cơ khí là những bộ phận nhạy cảm và điốt chống ngược có thể bảo vệ chúng khỏi hư hỏng do dòng điện ngược.

Tóm lại, diode chống đảo ngược là một bộ phận bảo vệ quan trọng trong mạch điện. Chức năng của nó rất quan trọng là ngăn dòng điện ngược làm hỏng các bộ phận khác. Người thiết kế cần cân nhắc việc sử dụng điốt chống đảo ngược trong thiết kế mạch để bảo vệ hoạt động bình thường của mạch.