ডায়োডগুলি কীভাবে অত্যাবশ্যক সাইন মনিটরে বর্তমান বৃদ্ধিকে প্রতিরোধ করে?

一, অত্যাবশ্যক সাইন নিরীক্ষণ ডিভাইসে বর্তমান ঢেউ ঝুঁকি
অত্যাবশ্যক সাইন মনিটরিং ডিভাইসের মূল মডিউলগুলির মধ্যে রয়েছে ফটোইলেকট্রিক সেন্সর, বায়োইলেকট্রিক সম্ভাব্য অধিগ্রহণ সার্কিট এবং পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ইউনিট। বর্তমান বৃদ্ধির ঝুঁকি প্রধানত নিম্নলিখিত পরিস্থিতিতে আসে:

পাওয়ার ইনপুট টার্মিনাল: মেইন ওয়েভ বা ব্যাটারি চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের সময়, ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ স্পাইকগুলি সরঞ্জামের সহ্য ভোল্টেজ মানকে অতিক্রম করতে পারে, যার ফলে সার্কিট ব্রেকডাউন হতে পারে।
সেন্সর ইন্টারফেস: ফটোডিওডস (পিপিজি সেন্সর) পরিবেশগত আলোর হস্তক্ষেপ বা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্রাবের জন্য সংবেদনশীল যখন প্রতিফলিত আলো সংকেত গ্রহণ করে, যার ফলে সিগন্যাল ওভারলোড হয়।
বায়োইলেকট্রিক সম্ভাব্য অধিগ্রহণ: যখন ইসিজি ইলেক্ট্রোডগুলি ত্বকের সংস্পর্শে আসে, তখন মানুষের স্ট্যাটিক ইলেক্ট্রিসিটি বা ইলেক্ট্রোমায়োগ্রাফি হস্তক্ষেপ দ্বারা ক্ষণস্থায়ী উচ্চ ভোল্টেজ তৈরি হতে পারে, যা প্রিঅ্যাম্পলিফায়ারকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে।
উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি স্যুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই: অভ্যন্তরীণ ডিসি-ডিসি কনভার্টারগুলি স্যুইচিংয়ের সময় দুর্বল ডায়োড রিভার্স রিকভারি বৈশিষ্ট্যের কারণে ভোল্টেজ রিং এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স (EMI) ঘটাতে পারে।
2, বর্তমান ঢেউ প্রতিরোধ ডায়োড মূল প্রযুক্তিগত নীতি
1. ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ দমন (TVS): ন্যানোসেকেন্ড স্তরের প্রতিক্রিয়া সহ একটি "নিরাপত্তা ভালভ"
অরৈখিক ভোল্ট অ্যাম্পিয়ার বৈশিষ্ট্যের মাধ্যমে যখন ভোল্টেজ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ (Vbr) ছাড়িয়ে যায় তখন TVS ডায়োডগুলি দ্রুত সঞ্চালন করে, ওভারভোল্টেজটিকে নিরাপদ পরিসরে আটকে দেয়। এর প্রতিক্রিয়া সময় 1ps এর মতো কম, যা কার্যকরভাবে ক্ষণস্থায়ী শক্তি যেমন বজ্রপাত এবং ESD শোষণ করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি পালস অক্সিমিটারের LED ড্রাইভার সার্কিটে, একটি দ্বিমুখী TVS ডায়োড (যেমন SMAJ5.0A) একই সাথে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক শক থেকে ফটোডিওডকে রক্ষা করে ইতিবাচক এবং ঋণাত্মক ভোল্টেজ স্পাইকগুলিকে দমন করতে পারে।

2. বিপরীত পুনরুদ্ধার বৈশিষ্ট্য অপ্টিমাইজেশান: সুইচ গোলমাল দূর করুন
দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড (FRDs) এবং Schottky ডায়োড রিভার্স রিকভারি টাইম (TRR) ছোট করে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ে ভোল্টেজ রিং কমায়। উদাহরণস্বরূপ, ECG অধিগ্রহণ সার্কিটের DC-ডিসি কনভার্টারে, MBR30200PT Schottky ডায়োড (trr<5ns) is used to avoid the superposition of reverse current and MOSFET turn off process, reduce EMI interference, and ensure the purity of ECG signal.

3. বর্তমান সীমিত সুরক্ষা: নরম শুরু এবং তাপ ব্যবস্থাপনা
পাওয়ার ইনপুট টার্মিনালের সাথে সিরিজে একটি এনটিসি থার্মিস্টর সংযুক্ত করুন, এবং যখন চালিত হয় তখন সার্জ কারেন্ট সীমিত করতে এর ঠান্ডা উচ্চ প্রতিরোধের মান (যেমন 5D-9 মডেলের জন্য 5 Ω 25 ডিগ্রি) ব্যবহার করুন। বর্তমান উত্তপ্ত হওয়ার পরে, প্রতিরোধের মান কমে যায়<1 Ω, achieving soft start. For example, a certain model of portable monitor adopts an NTC+relay combination scheme to suppress the impulse current of 220V AC input from 300A to 60A, with a reduction of over 80%.

4. ক্ল্যাম্পিং এবং ভোল্টেজ স্থিরকরণ: সংবেদনশীল সার্কিট রক্ষা করা
জেনার ডায়োডগুলি বিপরীত ভাঙ্গন অঞ্চলে ভোল্টেজ স্থায়িত্বের মাধ্যমে বায়োইলেকট্রিক সম্ভাব্য পরিবর্ধকগুলির জন্য একটি স্থিতিশীল রেফারেন্স ভোল্টেজ সরবরাহ করে। উদাহরণস্বরূপ, AD8233 চিপ সিরিজ অভ্যন্তরীণভাবে একটি ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক ডায়োডকে সংহত করে, যা ECG সংকেত পরিবর্ধন সার্কিটের ইনপুট ভোল্টেজ ওঠানামা পরিসীমা ± 20% থেকে ± 1% পর্যন্ত সংকুচিত করতে পারে, যা হার্ট রেট সনাক্তকরণের সঠিকতা নিশ্চিত করে।

3, সাধারণ প্রয়োগের পরিস্থিতি এবং সমাধান
1. ফটোপ্লেথিসমোগ্রাফি (পিপিজি) সেন্সর সুরক্ষা
অক্সিমিটারে, লাল LED (660nm) এবং ইনফ্রারেড LED (940nm) পর্যায়ক্রমে আলো নির্গত করে এবং ফটোডিওড প্রতিফলিত আলো গ্রহণ করে এবং এটিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে। ESD প্রভাব প্রতিরোধ করার জন্য, একটি দ্বিমুখী TVS ডায়োড (যেমন P6SMB15CA) সেন্সর ইন্টারফেসে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত করা উচিত, 15V এর ক্ল্যাম্পিং ভোল্টেজের সাথে, যা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্রাব শক্তির ± 8kV শোষণ করতে পারে। একই সময়ে, Schottky ডায়োডগুলি (যেমন BAT54S) তাদের লো ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ (0.15V) ব্যবহার করে বিদ্যুৎ খরচ কমাতে এবং অতিরিক্ত কারেন্টের কারণে সৃষ্ট LED আয়ুষ্কালের অবক্ষয় এড়াতে LED ড্রাইভিং সার্কিটে সিরিজে সংযুক্ত থাকে।

2. ইসিজি বায়োইলেকট্রিক সম্ভাব্য অধিগ্রহণ সার্কিটের সুরক্ষা
যখন ইসিজি ইলেক্ট্রোডগুলি ত্বকের সংস্পর্শে আসে, তখন মানুষের স্থির বিদ্যুৎ হাজার হাজার ভোল্ট ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ তৈরি করতে পারে। ইলেক্ট্রোড ইনপুটে TVS ডায়োডগুলিকে (যেমন SMAJ12CA) সমান্তরাল করে, ভোল্টেজকে 12V-এর নীচে আটকানো যেতে পারে, প্রিঅ্যাম্প্লিফায়ারকে (যেমন AD8221) ক্ষতি থেকে রক্ষা করে। এছাড়াও, একটি ব্রিজ রেকটিফায়ার সার্কিট + এনটিসি থার্মিস্টর সংমিশ্রণটি পাওয়ার ইনপুট প্রান্তে ব্যবহার করা হয় মেইন ওয়েভের ওঠানামার কারণে সৃষ্ট সার্জ কারেন্টকে দমন করতে এবং ইসিজি সংকেত অধিগ্রহণের স্থায়িত্ব নিশ্চিত করতে।

3. পোর্টেবল ডিভাইস পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট
পোর্টেবল মনিটর যেমন স্মার্ট ব্রেসলেটে, ব্যাটারি চার্জিং এবং ডিসচার্জিং সার্কিটকে ক্ষণস্থায়ী উচ্চ কারেন্টের সাথে মোকাবিলা করতে হবে। ঐতিহ্যবাহী সিলিকন ডায়োডের পরিবর্তে SiC Schottky ডায়োড (যেমন C6D10065A) ব্যবহার করে, বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় শূন্যের কাছাকাছি, যা সুইচিং লস 60% কমাতে পারে এবং 100A এর ক্ষণস্থায়ী স্রোত সহ্য করতে পারে, ব্যাটারি ওভারচার্জিং বা শর্ট সার্কিটের কারণে হার্ডওয়্যারের ক্ষতি এড়াতে পারে। এছাড়াও, একটি ESD সুরক্ষা ডায়োড (যেমন ESD5D150TA) USB চার্জিং ইন্টারফেসে ± 15kV স্ট্যাটিক ইলেক্ট্রিসিটি ডিসচার্জ করতে এবং অভ্যন্তরীণ চার্জিং চিপকে সুরক্ষিত করতে একত্রিত করা হয়েছে।