الصمام الثنائي المضاد للعكس، والمعروف أيضًا باسم الصمام الثنائي للحماية العكسية، هو أحد المكونات المستخدمة في الدائرة لمنع تدفق التيار العكسي. يتكون هذا النوع من الصمام الثنائي عادة من صمام ثنائي PN. في ظل ظروف التشغيل العادية، فإن فرق الضغط بين أقطابه P و N سوف يتسبب في توصيل الدايود، بينما في ظروف العكس، يختفي فرق الضغط هذا ولن يوصل الدايود. لذلك لا يمكن للتيار العكسي أن يتدفق عبر الصمام الثنائي، وبالتالي يمنع تلف المكونات الأخرى في الدائرة بسبب التيار العكسي.

عادةً ما يتم استخدام الصمام الثنائي المضاد للعكس في دوائر إمداد الطاقة لحماية الأجهزة الطرفية من التلف الناتج عن الجهد العكسي والتيار. بدون هذا الصمام الثنائي المضاد للعكس، قد يؤدي التيار العكسي إلى إتلاف المكونات الأخرى في الدائرة. ومن الشائع أيضًا في الأجهزة المحمولة التي تعمل بالبطارية حماية البطارية من التلف الناتج عن الأجهزة الخارجية.

وبطبيعة الحال، لا يمكن للصمام الثنائي المضاد للعكس أن يمنع تلف المكونات الأخرى الناجمة عن التيار العكسي فحسب، بل يمنع أيضًا تلف مصدر الطاقة أو البطارية الناجم عن التيار العكسي. أثناء عملية شحن البطارية، إذا تجاوز الجهد القيمة المقدرة أو تم توصيل الشاحن بشكل عكسي، فسيؤدي ذلك إلى شحن البطارية بشكل عكسي مما يؤدي إلى تلف البطارية. تحت حماية الصمام الثنائي المضاد للعكس، لا يمكن للتيار أن يتدفق إلى البطارية، مما يؤدي إلى تجنب هذا الموقف.

عادة ما يكون هناك نوعان من الثنائيات المضادة للعكس: الثنائيات العادية وثنائيات شوتكي. ما يميز الثنائيات العادية هو أن تيار التوصيل صغير، في حين أن ثنائيات شوتكي لديها تيار توصيل أعلى وتيار تسرب عكسي أقل. في التطبيقات العملية، يتم اختيار الثنائيات المضادة للتوصيل الخلفي المناسبة وفقًا لاحتياجات الدائرة.

يعد الصمام الثنائي المضاد للعكس مكونًا أساسيًا للغاية يستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية المختلفة، مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر وشواحن البطاريات وما إلى ذلك. وظيفته مهمة جدًا، لأنه لا يحمي المكونات الأخرى من التلف فحسب، بل يحمي الطاقة أيضًا العرض أو البطارية من التلف.

1. سلسلة اتصال مضاد للعكس

عندما يتم توصيل E1 مباشرة، يكون D1 موصلاً، ويكون انخفاض جهد التوصيل لـ D1 هو VF. ولذلك، فإن الجهد المطبق على الحمل هو E1-VF. عيب هذه الدائرة هو أنها ستتعرض لخسائر، حيث تكون قدرة الخسارة P=IL * VF. إذا كانت هناك متطلبات لجهد الخرج، فيجب مراعاة حجم انخفاض جهد التوصيل D1، لذلك يتم استخدامه بشكل عام في حالات الجهد العالي. تحتاج دائرة التيار العالي إلى مراعاة القيمة الحالية للخرج D1.

عندما يتم توصيل مصدر الطاقة E1 في الاتجاه المعاكس، فإن خاصية القطع العكسي للصمام الثنائي تعيق تدفق التيار ولا يمكن أن تشكل دائرة مع الحمل R1، مما يحمي الحمل. تجدر الإشارة إلى أن الحد الأقصى لجهد الذروة العكسية للديود يجب أن يكون أكبر من الجهد العكسي E1.

2. الوقاية المشتركة والاتصال العكسي

عندما يتم توصيل E1 مباشرة، يكون D1 في وضع قطع عكسي وتعمل الدائرة بشكل طبيعي؛

عندما يتم توصيل E1 بشكل عكسي، يتم توصيل D1 في الاتجاه الأمامي، ويتم تثبيت مشبك الجهد العكسي عند VF (انخفاض جهد توصيل الصمام الثنائي)، والذي يجب أن يكون أقل من الحد الأقصى للجهد العكسي للحمل؛ من ناحية أخرى، عندما يكتشف المصهر تيارًا زائدًا في الدائرة، فإنه سيتم فتحه لحماية الحمل الخلفي. عيب هذه الدائرة هو أنها تحتوي على منصهر إضافي، مما يزيد من تكلفة BOM. يمكن أن يؤدي اختيار المصهر إلى استعادة المصهر.

يمكن لهذه الدائرة أن تمنع التوصيلات العكسية فقط، ولكن إذا كان جهد الدخل مرتفعًا جدًا، فقد يتسبب ذلك في تلف الدائرة. ولذلك، يمكن استبدال D1 بصمام ثنائي منظم الجهد للحصول على حماية جيدة. يجب تحديد قيمة تنظيم الجهد للصمام الثنائي منظم الجهد لتكون أقل من أو تساوي الحد الأقصى لجهد العمل العادي للدائرة اللاحقة.

مبدأ هذه الدائرة هو أنه عندما يتم عكس مصدر الطاقة E1، فإن الصمام الثنائي منظم الجهد D1 يوصل في الاتجاه الأمامي، ويكون الضغط السلبي للحمل هو جهد التوصيل VF للصمام الثنائي، كما هو موضح أعلاه. عندما يكون مصدر الطاقة E1 متصلاً مباشرة ويكون جهد الدخل مرتفعًا نسبيًا (على سبيل المثال أكبر من قيمة تثبيت الجهد لأنبوب تثبيت الجهد)، نظرًا لوجود أنبوب تثبيت الجهد D1، تحصل محطة الحمل على مصدر طاقة قدره تقريبًا قيمة تثبيت الجهد VZ للديود. لذلك سيكون هناك جهد عالي نسبياً (E1-VZ) على F1، وسيرتفع التيار بسرعة حتى يذوب F1 وتتم حماية الدائرة. وهذا يحقق الحماية من الجهد الزائد.

بالنسبة لدوائر التوصيل المتوازية المضادة للعكس، يجب أن يكون تيار الصهر للمصهر أكبر من تيار العمل العادي للحمل اللاحق، ولا يمكن تفجير الدائرة أثناء الاستخدام العادي.

بالإضافة إلى ذلك، هناك تطبيقات أخرى للصمام الثنائي المضاد للعكس.

أ. لمنع التيار العكسي من التسبب في تلف أجهزة الاستشعار أو الواجهات، خاصة عند توصيل الأجهزة الخارجية بالنظام، يمكن للثنائيات المضادة للعكس حماية أجهزة الاستشعار والواجهات من التلف الناتج عن الأجهزة الخارجية.

ب. لمنع تلف الدوائر عالية الدقة الناجم عن التيارات العكسية، يمكن للثنائيات العكسية المضادة أن تحمي الدوائر عالية الدقة من التداخل من التيارات العكسية.

ج. منع التيار العكسي من التسبب في تلف المرحلات أو المكونات الميكانيكية الأخرى. تعتبر المرحلات والمكونات الميكانيكية مكونات حساسة، ويمكن للثنائيات العكسية المضادة أن تحميها من تلف التيار العكسي.

باختصار، يعتبر الصمام الثنائي المضاد للعكس عنصرًا وقائيًا مهمًا في الدائرة. وظيفتها مهمة جدًا لمنع التيار العكسي من إتلاف المكونات الأخرى. يحتاج المصممون إلى النظر في استخدام الثنائيات العكسية المضادة في تصميم الدوائر لحماية التشغيل العادي للدائرة.