ডিসি এবং এসি সিস্টেমে ডায়োডের বিভিন্ন কাজ কী?

一, শারীরিক প্রক্রিয়ার মধ্যে পার্থক্য: একমুখী পরিবাহিতা দ্বিমুখী অভিযোজন
একটি ডায়োডের মূল বৈশিষ্ট্যটি আসে পিএন জংশনের একমুখী পরিবাহিতা থেকে: এটি সঞ্চালিত হয় যখন সামনের দিকে পক্ষপাতী হয় (প্রায় দশ ওহমের প্রতিরোধের সাথে) এবং বিপরীত পক্ষপাতিত্বের সাথে (মেগাওমের প্রতিরোধের সাথে) বন্ধ হয়ে যায়। এই বৈশিষ্ট্যটি ডিসি এবং এসি সিস্টেমে বিভিন্ন পদ্ধতির মাধ্যমে কার্যকরীভাবে অভিযোজিত করা প্রয়োজন।

ডিসি সিস্টেম: স্ট্যাটিক ইউনিডাইরেক্টাল কন্ট্রোল
একটি DC সিস্টেমে, ডায়োডগুলি একটি স্থিতিশীল একমুখী পরিবাহী বা কাটঅফ অবস্থায় থাকে। উদাহরণস্বরূপ, একটি ফোটোভোলটাইক ইনভার্টারের ডিসি বাসে, সমান্তরাল ফ্রি-হুইলিং ডায়োডগুলি যখন IGBT বন্ধ থাকে তখন সঞ্চালিত হতে থাকে, যা ইন্ডাক্টর কারেন্টের জন্য একটি ফ্রি-হুইলিং পথ প্রদান করে। এর ডিসি রেজিস্ট্যান্স (প্রায় 0.7V এর ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ) পাওয়ার লস নির্ধারণ করে, যখন বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় (সাধারণত ন্যানোসেকেন্ড লেভেল) ডিসি পরিস্থিতিতে তুলনামূলকভাবে ছোট প্রভাব ফেলে।

যোগাযোগ ব্যবস্থা: গতিশীল চক্র স্যুইচিং
যোগাযোগ ব্যবস্থায়, ডায়োডগুলিকে দ্রুত 50Hz/60Hz-এর ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক অর্ধচক্রের মধ্যে তাদের পরিবাহী অবস্থা পরিবর্তন করতে হবে। ব্রিজ রেকটিফায়ার সার্কিটকে উদাহরণ হিসেবে নিলে, চারটি ডায়োড পর্যায়ক্রমে এসি পাওয়ারকে স্পন্দিত ডিসি পাওয়ারে রূপান্তরিত করে। এই মুহুর্তে, ডায়োডের AC রোধ (যা ফ্রিকোয়েন্সির সাথে পরিবর্তিত হয়) এবং বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় (যা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ক্ষতিকে প্রভাবিত করে) মূল প্যারামিটার হয়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ, দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড (বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময়<50ns) can reduce conduction losses by 15% in high-frequency switching power supplies.

2, ডিসি সিস্টেমে মূল ফাংশন
1. পোলারিটি সুরক্ষা এবং বিপরীত বিচ্ছিন্নতা
ডিসি পাওয়ার সাপ্লাইয়ের ইনপুট শেষে, একটি সিরিজ সংযুক্ত ডায়োড পাওয়ার সাপ্লাইকে বিপরীত হওয়া থেকে আটকাতে পারে। যখন পোলারিটি বিপরীত হয়, তখন ডায়োডটি বিপরীত ভোল্টেজের শিকার হয় এবং পরবর্তী সার্কিটের ক্ষতি এড়িয়ে কেটে কেটে যায়। উদাহরণস্বরূপ, গাড়ির চার্জারটি একটি 1N4007 ডায়োড (বিপরীত ভোল্টেজ 1000V) ব্যবহার করে, যা গাড়ির ব্যাটারি বিপরীত হলে ক্ষণস্থায়ী উচ্চ ভোল্টেজ সহ্য করতে পারে।

2. অব্যাহত প্রবাহ এবং শক্তি মুক্তি
একটি ইন্ডাকটিভ লোড সার্কিটে, ডায়োডগুলি ইন্ডাক্টর কারেন্টের জন্য একটি মুক্ত চাকার পথ প্রদান করে। মোটর চালকের মধ্যে, সুইচ টিউব ভেদ করা থেকে ইন্ডাক্টরের পিছনের ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স প্রতিরোধ করার জন্য IGBT বন্ধ করা হলে ফ্রিহুইলিং ডায়োড পরিচালনা করে। এর বিপরীত পুনরুদ্ধারের বৈশিষ্ট্যগুলি সরাসরি সিস্টেমের দক্ষতাকে প্রভাবিত করে: সাধারণ ডায়োডগুলির একটি বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় প্রায় 200ns থাকে, যখন Schottky ডায়োডগুলি (বিপরীত পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়া ছাড়া) কার্যকারিতা 3% -5% দ্বারা উন্নত করতে পারে৷

3. ভোল্টেজ স্থিতিশীলতা এবং ভোল্টেজ ক্ল্যাম্পিং
জেনার ডায়োডগুলি ডিসি সিস্টেমে সুনির্দিষ্ট ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ অর্জন করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি 12V DC পাওয়ার সাপ্লাইতে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত একটি 5.1V জেনার ডায়োড আউটপুট ভোল্টেজকে 5.1V ± 5% এ স্থিতিশীল করতে পারে। গতিশীল প্রতিরোধ (সাধারণত কয়েক ওহম) ভোল্টেজ স্থিতিশীলতা নির্ভুলতা নির্ধারণ করে, যখন শক্তি অপচয় ক্ষমতা (যেমন 1W, 5W প্যাকেজিং) প্রয়োগের দৃশ্যকল্প নির্ধারণ করে।

3, যোগাযোগ ব্যবস্থার মূল ফাংশন
1. সংশোধন এবং তরঙ্গরূপ রূপান্তর
সংশোধন হল এসি সিস্টেমে ডায়োডের মৌলিক কাজ। একটি অর্ধ তরঙ্গ সংশোধন সার্কিটে, একটি একক ডায়োড প্রায় 40.6% দক্ষতা সহ পর্যায়ক্রমিক কারেন্টকে স্পন্দিত প্রত্যক্ষ কারেন্টে রূপান্তরিত করে; ফুল ওয়েভ রেক্টিফিকেশন সার্কিট (সেন্টার ট্যাপ ট্রান্সফরমার+টু ডায়োড) এর কার্যকারিতা 81.2% এ উন্নত করা হয়েছে; ব্রিজ রেকটিফায়ার সার্কিট (চার ডায়োড) কেন্দ্রের ট্যাপের প্রয়োজন ছাড়াই সম্পূর্ণ তরঙ্গ সংশোধন করে, মূলধারার সমাধান হয়ে ওঠে।

2. সনাক্তকরণ এবং সংকেত demodulation
ওয়্যারলেস যোগাযোগে, ডায়োডগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যাল সনাক্তকরণ অর্জন করে। উদাহরণস্বরূপ, AM রেডিওতে, ডায়োডগুলি অডিও সিগন্যাল বের করার জন্য একমুখী পরিবাহিতা ব্যবহার করে এবং তাদের জংশন ক্যাপাসিট্যান্স (সাধারণত কয়েকটি পিকোফ্যারড) উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়াকে প্রভাবিত করে। অতএব, সনাক্তকরণের জন্য একটি ডেডিকেটেড ডায়োড (যেমন 1N34A) নির্বাচন করা প্রয়োজন।

3. ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তর এবং মিশ্রণ অ্যাপ্লিকেশন
উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটে, ডায়োডের অরৈখিক বৈশিষ্ট্যগুলি ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকে সক্ষম করে। একটি মিক্সারে, দুটি ডায়োড সমন্বিত একটি দ্বিগুণ সুষম কাঠামো একটি মধ্যবর্তী ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত তৈরি করতে স্থানীয় অসিলেটর সংকেতের সাথে ইনপুট সংকেতকে মিশ্রিত করতে পারে। জংশন ক্যাপ্যাসিট্যান্স এবং সিরিজ রেজিস্ট্যান্স মিশ্রণের দক্ষতা নির্ধারণ করে এবং সারফেস মাউন্ট ডায়োড (যেমন HSMS-286x সিরিজ) পরজীবী প্যারামিটার কমাতে ব্যবহার করা প্রয়োজন।

4, সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতির তুলনা
কার্যকরী মাত্রা ডিসি সিস্টেম অ্যাপ্লিকেশন এসি সিস্টেম অ্যাপ্লিকেশন
সুরক্ষা ফাংশন: পাওয়ার বিপরীত সুরক্ষা, ইন্ডাক্টর সার্জ ভোল্টেজ দমন, ইএমআই ফিল্টারিং
শক্তি রূপান্তর ফটোভোলটাইক সেল MPPT নিয়ন্ত্রণ, ব্যাটারি চার্জিং এসি-ডিসি রূপান্তর, পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ
সিগন্যাল প্রসেসিং, ভোল্টেজ রেগুলেশন, লজিক গেট নির্মাণ, সনাক্তকরণ এবং ডিমোডুলেশন, ফ্রিকোয়েন্সি মিক্সিং মডুলেশন
সাধারণ ডিভাইসগুলির মধ্যে রয়েছে স্কোটকি ডায়োড, জেনার ডায়োড, দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড এবং রেকটিফায়ার ডায়োড
5, ব্যর্থতা মোড এবং সিস্টেম প্রভাব
ডিসি সিস্টেম ব্যর্থতা: শর্ট সার্কিট এবং তাপীয় পলাতক হওয়ার ঝুঁকি
ডিসি সিস্টেমে, ডায়োড ভাঙ্গন (বিশেষ করে তাপীয় ভাঙ্গন) স্থায়ী শর্ট সার্কিট হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি ফটোভোলটাইক বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল ইনভার্টারে ফ্রিহুইলিং ডায়োডের ভাঙ্গনের ফলে ডিসি বাস ভোল্টেজ সরাসরি IGBT সংগ্রাহকের উপর প্রয়োগ করা যেতে পারে, যার ফলে মডিউল বিস্ফোরণ ঘটতে পারে। এই ধরনের ফল্টের জন্য বর্তমান সীমিত প্রতিরোধক (যেমন 0.1 Ω/5W) এবং ফিউজগুলির মাধ্যমে দ্বৈত সুরক্ষা প্রয়োজন।

যোগাযোগ ব্যবস্থার ব্যর্থতা: তরঙ্গরূপ বিকৃতি এবং সিস্টেম পক্ষাঘাত
যোগাযোগ ব্যবস্থায়, ডায়োড প্যারামিটারের অবনতি (যেমন দীর্ঘায়িত বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময়) সংশোধন করা তরঙ্গরূপের বিকৃতি ঘটাতে পারে। মোটর ড্রাইভারে, যখন রেকটিফায়ার ডায়োডের বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় 50ns থেকে 200ns পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, তখন হারমোনিক বিকৃতি 3% থেকে 12% পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, যার ফলে মোটর কম্পন তীব্র হয়। এই ধরনের ত্রুটির জন্য ডায়োড জংশন তাপমাত্রার (ইনফ্রারেড থার্মোগ্রাফি) অনলাইন পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে ভবিষ্যদ্বাণীমূলক রক্ষণাবেক্ষণ প্রয়োজন।