Sut gall deuodau gyflawni amddiffyniad overcurrent mewn offer meddygol?

一, Yr egwyddor sylfaenol o amddiffyn overcurrent deuod
Nod craidd amddiffyniad gorlif yw cyfyngu ar ddifrod cerrynt annormal i gydrannau cylched, ac mae deuodau'n cyflawni'r swyddogaeth hon trwy'r nodweddion canlynol:

Dargludedd uncyfeiriad: Mae deuod ond yn caniatáu i gerrynt lifo o'r anod i'r catod, gan rwystro cerrynt gwrthdro. Mae'r nodwedd hon yn ei gwneud yn elfen graidd ar gyfer amddiffyniad gwrth-wrthdroi. Er enghraifft, yn nherfynell mewnbwn pŵer chwiliwr uwchsain cludadwy, gall deuodau Schottky cyfochrog (fel SS14) atal ôl-lifiad cerrynt a achosir gan bolaredd gwrthdro'r cyflenwad pŵer ac osgoi gorlifiad cylched mewnol.
Nodwedd gostyngiad mewn foltedd ymlaen: Pan fydd cerrynt yn mynd trwy ddeuod, cynhyrchir gostyngiad foltedd o tua 0.2V (deuod Schottky) i 0.7V (deuod cyffordd PN silicon) ar y ddau ben. Trwy ddefnyddio'r nodwedd hon, gellir dylunio cylched cyfyngu cerrynt. Er enghraifft, ym modiwl pŵer robot llawfeddygol, mae deuodau unionydd lluosog 1N4007 wedi'u cysylltu mewn cyfres i gyfyngu ar uchafswm y cerrynt allbwn trwy arosodiad gostyngiad foltedd ac atal gorlwytho modur.
Nodwedd chwalu gwrthdro: Pan fydd y foltedd gwrthdro yn fwy na'i foltedd chwalu, bydd y deuod Zener yn mynd i mewn i gyflwr sefydlog, gan glampio'r foltedd o fewn ystod ddiogel. Defnyddir y nodwedd hon yn eang wrth amddiffyn cyfansawdd overvoltage / overcurrent o offer meddygol. Er enghraifft, yn y mwyhadur maes magnetig graddiant o ddelweddu cyseiniant magnetig (MRI), mae'r deuod Zener yn gweithio ar y cyd â'r ffiws. Pan fydd y cerrynt yn fwy na'r trothwy, mae'r deuod Zener yn torri i lawr ac yn dargludo, gan sbarduno'r ffiws i doddi a thorri'r gylched i ffwrdd.
2, Senarios cais nodweddiadol mewn offer meddygol
1. dyfeisiau meddygol cludadwy: cydbwysedd defnydd pŵer isel a dibynadwyedd uchel
Mae deuodau Schottky yn cael eu ffafrio mewn dyfeisiau fel mesuryddion glwcos gwaed ac electrocardiograffau cludadwy oherwydd eu gostyngiad mewn foltedd ymlaen isel (0.15-0.45V). Er enghraifft, mae model penodol o fesurydd glwcos yn y gwaed yn defnyddio arae deuod Schottky deuol BAT54S i gyflawni'r swyddogaethau canlynol:

Amddiffyniad gwrth-gwrthdroi cysylltiad: cyfochrog wedi'i gysylltu â'r derfynell mewnbwn pŵer. Pan fydd y polaredd pŵer yn cael ei wrthdroi, bydd y deuod yn gwrthdroi ac yn torri i ffwrdd, gan rwystro'r llwybr presennol.
Dewis llwybr pŵer: Mewn system cyflenwad pŵer batri deuol, mae'r prif ffynonellau pŵer a'r ffynonellau pŵer wrth gefn yn cael eu troi'n awtomatig trwy ddeuodau i sicrhau cyflenwad pŵer parhaus.
Amddiffyniad cyfyngu cyfredol: wedi'i gysylltu mewn cyfres â'r gylched gyriant modur, gan ddefnyddio gostyngiad foltedd i gyfyngu ar y cerrynt cychwyn ac atal ymchwydd mewn cerrynt pan fydd y modur wedi'i gloi.
2. Offer meddygol pŵer uchel: ymwrthedd effaith a optimeiddio sefydlogrwydd
Mewn dyfeisiau fel diffibrilwyr a chyllyll trydan amledd uchel, mae angen delio ag ymchwyddiadau cerrynt uchel dros dro. Ar y pwynt hwn, mae deuodau adfer cyflym (FRDs) a deuodau carbid silicon (SiC) yn dod yn gydrannau allweddol:

Cylched gwefru diffibriliwr: Defnyddir modiwl Schottky MBR30200PT (30A/200V), gydag amser adfer gwrthdro (trr) o lai na 5ns, a all atal pigau foltedd a achosir gan oedi switsh deuod wrth wefru a diogelu cynwysyddion foltedd uchel rhag dadansoddiad gorfoltedd.
Cam allbwn cyllell drydan amledd uchel: gan ddefnyddio deuod C6D10065A SiC Schottky (100A/650V), mae ei gwymp foltedd ymlaen isel (1.5V) a nodweddion ymwrthedd tymheredd uchel (tymheredd cyffordd 175 gradd) yn sicrhau bod defnydd pŵer y deuod ei hun yn cael ei leihau 60% yn ystod torri amledd uchel 1MHz, tra'n osgoi diraddio perfformiad gor-wres.
3. Offerynnau meddygol manwl gywir: cywirdeb signal a dyluniad gwrth-ymyrraeth
Mewn dyfeisiau fel electrocardiograffau ac electroenseffalograffau, mae angen atal sŵn yn llym er mwyn caffael signalau biodrydanol gwan. Ar y pwynt hwn, mae dyluniad cydweithredol ffotodiodes a deuodau amddiffynnol yn dod yn hanfodol:

Arwahanrwydd cyplu optoelectroneg: Yn y sianel mewnbwn signal, defnyddir optocoupler 6N137 i gyflawni ynysu trydanol a rhwystro ymyrraeth modd cyffredin trwy drosi deuodau ffotodrydanol.
Amddiffyniad ESD: Ar y rhyngwyneb synhwyrydd, deuod Schottky ESD5D150TA cyfochrog gyda cherrynt gollyngiadau isel (<0.1 μ A) and high reverse withstand voltage (150V) can effectively discharge the transient current generated by electrostatic discharge (ESD) and prevent sensor damage.
3, Dyluniad arloesol: Diogelu deuodau a chydrannau eraill ar y cyd
1. Cylched amddiffyn cyfansawdd: deuod + deuod TVS
Yn y modiwl trosglwyddo delwedd o endosgopau meddygol, mabwysiadir cynllun amddiffyn cyfansawdd o "Deuod Schottky + deuod TVS" i atal gorfoltedd dros dro a achosir gan ergydion mellt neu drydan statig:

Deuod Schottky: cyfochrog wedi'i gysylltu â'r derfynell mewnbwn pŵer, gan ddarparu amddiffyniad gwrth wrthdroi dyddiol.
Deuod TVS: cyfres sy'n gysylltiedig â'r llinell signal, ei amser ymateb cyflym iawn (<1ps) and low clamping voltage (such as SMAJ5.0A's clamping voltage of 7.8V) can limit overvoltage within a safe range in nanoseconds, protecting the downstream ADC chip from damage.
2. Amddiffyniad hunan-adfer: deuod + thermistor PTC
Yng nghylched gwefru dyfeisiau meddygol gwisgadwy (fel breichledau smart), mabwysiadir cynllun amddiffyn hunan-adfer o "Schottky deuod + thermistor PTC":

Deuod Schottky: yn atal cysylltiad gwrthdroi batri wrth ddefnyddio ei nodweddion gostyngiad foltedd isel i leihau colledion codi tâl.
Thermistor PTC: cyfres sy'n gysylltiedig â'r llwybr codi tâl, pan fydd y presennol yn fwy na'r trothwy, mae gwerth gwrthiant PTC yn cynyddu'n sydyn, gan gyfyngu ar y presennol; Ar ôl datrys problemau, mae PTC yn dychwelyd yn awtomatig i gyflwr gwrthiant isel heb fod angen ailosod cydrannau.