خلاصه ۳ خطی
فهرست مطالب15 بخش
- سه خانواده‌ای که روی میز کار می‌آیند
- جدول شاتکی‌های موجود با عدد دیتاشیت
- شاتکی در برابر 1N4007 و UF4007
- 1N4148 کجای این مقایسه است؟
- چطور برای مبدل باک انتخاب کنیم؟
- مثال‌های کاربردی کوتاه
- اشتباه‌های رایج
- تست ساده با مولتیمتر
- VF، trr و تلفات را از روی دیتاشیت چطور بخوانیم؟
- حفاظت قطبیت و فری‌ویل
- پکیج DO-41 در برابر SMA
- نشتی معکوس و دما
- رابطه با شارژر و رگولاتور
- سؤالات متداول
- فرق اصلی دیود شاتکی با 1N4007 چیست؟
- برای خروجی مبدل باک ۱۲ به ۵ ولت کدام شاتکی را بگیرم؟
- UF4007 را کی به‌جای شاتکی بگذارم؟
- آیا 1N4148 برای دیود خروجی مبدل مناسب است؟
- چطور با مولتیمتر شاتکی را از 1N4007 تشخیص دهم؟
- جمع‌بندی
- دیود شاتکی افت مستقیم کمتری از دیود سیلیکونی معمولی دارد (مثلاً حدود ۰٫۵ تا ۰٫۶ ولت در برابر حدود ۱٫۱ ولت در ۱ آمپر) و برای یکسوسازی خروجی مبدل‌های فرکانس‌بالا و حفاظت قطبیت کم‌ولتاژ مناسب است.
- دیود فوق‌سریع (مثل UF4007) ولتاژ معکوس بالا (۱۰۰۰ ولت) را با زمان بازیابی کوتاه (حداکثر ۷۵ نانوثانیه در دیتاشیت Vishay) نگه می‌دارد؛ 1N4007 همان ولتاژ را دارد ولی برای برق ۵۰/۶۰ هرتز ساخته شده و trr در دیتاشیتش نیامده است.
- برای مبدل باک کم‌ولتاژ از شاتکی‌های موجود ایکانو (1N5819، SS14، 1N5822، SS34، SS110) با توجه به ولتاژ معکوس و جریان متوسط انتخاب کنید؛ اعداد جدول‌ها از دیتاشیت Vishay یا صفحه‌ی کالا است.
مقاله‌ی دیود چیست انواع را تعریف می‌کند. اینجا سؤال عملی است: در مبدل سوئیچینگ یا منبع تغذیه، شاتکی بگذارم، فوق‌سریع، یا همان 1N4007؟ جواب با سه پارامتر دیتاشیت مشخص می‌شود: ولتاژ معکوس تکراری (VRRM)، جریان متوسط مستقیم (IF(AV))، افت مستقیم (VF)، و در دیودهای سریع زمان بازیابی معکوس (trr). اگر باتری لیتیومی و شارژ TP4056 می‌بندید، مسیر تغذیه را در شارژ ۱۸۶۵۰ با TP4056 ببینید — دو مقاله با هم منتشر می‌شوند.
سه خانواده‌ای که روی میز کار می‌آیند
| خانواده | نمونه‌ی موجود در ایکانو | نقطه قوت | محدودیت رایج |
|---|---|---|---|
| شاتکی | 1N5819، SS14، 1N5822، SS34، SS110 | VF کم → تلفات هدایت کمتر؛ سوئیچینگ ذاتاً سریع | VRRM معمولاً ده‌ها ولت (نه صدها)؛ جریان نشتی معکوس بیشتر از سیلیکونی معمولی |
| فوق‌سریع (Ultrafast) | UF4007 | VRRM بالا + trr کوتاه | VF معمولاً از شاتکی بیشتر است |
| یکسوساز عمومی | 1N4007 | ارزان، VRRM 1000V، مناسب ۵۰/۶۰ هرتز و هرزگرد آهسته | برای فرکانس بالای سوئیچینگ مناسب نیست |
| سوئیچینگ سیگنال | 1N4148 | trr چند نانوثانیه؛ مدار منطقی و سیگنال | جریان فقط ۳۰۰ میلیآمپر پیوسته — برای یکسوسازی قدرت نه |
جدول شاتکی‌های موجود با عدد دیتاشیت
| قطعه | پکیج | VRRM | IF(AV) | IFSM | VF (حداکثر، شرط) | منبع |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1N5819 | DO-41 | ۴۰ V | ۱٫۰ A | ۲۵ A | ۰٫۶۰ V در ۱٫۰ A | Vishay 1N5817–19 |
| SS14 | SMA | ۴۰ V | ۱٫۰ A | ۴۰ A | ۰٫۵۰ V در ۱٫۰ A | Vishay SS12–16 |
| 1N5822 | DO-201AD | ۴۰ V | ۳٫۰ A | ۸۰ A | ۰٫۵۲۵ V در ۳٫۰ A | Vishay 1N5820–22 |
| SS34 | SMA | ۴۰ V | ۳٫۰ A | ۸۰ A | ۰٫۵۵ V در ۳٫۰ A | صفحه‌ی کالای ایکانو (نقل از دیتاشیت پیوست) |
| SS110 | SMA | ۱۰۰ V | ۱٫۰ A | — | ۰٫۸۵ V در ۱٫۰ A | سری SS12–SS110 |
دسته‌ی کامل را در دیود شاتکی ببینید. برای جریان حدود ۱ آمپر و باس زیر حدود ۳۰ ولت، 1N5819 (پایه) یا SS14 (SMD) اولین انتخاب‌اند. برای حدود ۳ آمپر، 1N5822 یا SS34. اگر ولتاژ معکوس مدار به ۴۰ ولت نزدیک می‌شود یا ریپل ورودی بالاست، حاشیه بگیرید یا به SS110 (۱۰۰ ولت) بروید؛ VF آن در ۱ آمپر بالاتر است (۰٫۸۵ ولت).
شاتکی در برابر 1N4007 و UF4007
| پارامتر | 1N5819 (شاتکی) | UF4007 (فوق‌سریع) | 1N4007 (عمومی) |
|---|---|---|---|
| VRRM | ۴۰ V | ۱۰۰۰ V | ۱۰۰۰ V |
| IF(AV) | ۱٫۰ A | ۱٫۰ A | ۱٫۰ A |
| VF در ۱ A (حداکثر دیتاشیت) | ۰٫۶۰ V | ۱٫۷ V | ۱٫۱ V |
| trr | شاتکی؛ بازیابی ذخیره‌ی بار ناچیز (عدد trr مثل UF در همان جدول Vishay برای 1N5819 به‌صورت نانوثانیه لیست نشده؛ کاربرد فرکانس‌بالا در بخش Typical Applications آمده) | حداکثر ۷۵ ns | در دیتاشیت Vishay این سری مشخص نشده (دیود برق‌شهر) |
| کاربرد مناسب | خروجی باک ۵–۱۲ ولت، فری‌ویل کم‌ولتاژ، حفاظت قطبیت | اسنابر، یکسوسازی ثانویه وقتی ولتاژ معکوس بالاست و 1N4007 گرم می‌شود | پل ورودی ۵۰/۶۰ هرتز، هرزگرد رله‌ی آهسته |
تلفات هدایت تقریبی در جریان متوسط I برابر VF × I است. در ۱ آمپر، 1N5819 حدود ۰٫۶ وات و 1N4007 حدود ۱٫۱ وات تلفات هدایت دارد (با VF حداکثر دیتاشیت). در مبدل صدها کیلوهرتز، تلفات بازیابی 1N4007 می‌تواند از این هم بیشتر شود؛ به همین دلیل صفحه‌ی کالای UF4007 میگوید جایی که 1N4007 در منبع سوئیچینگ گرم می‌شود، UF4007 جایگزین است.
1N4148 کجای این مقایسه است؟
1N4148 طبق Vishay ولتاژ معکوس تکراری ۱۰۰ ولت، جریان مستقیم پیوسته ۳۰۰ میلیآمپر و trr حداکثر ۴ یا ۸ نانوثانیه (بسته به شرط تست) دارد و VF در ۱۰ میلیآمپر حدود ۱ ولت است. برای مسیر قدرت مبدل یا هرزگرد موتور آمپری انتخاب نکنید؛ برای سیگنال، کلمپ منطقی و هرزگرد بوبین خیلی کوچک مناسب است. در پروژه‌ی رله معمولاً 1N4148 یا 1N4007 می‌گذارند — جزئیات در راه‌اندازی رله.
چطور برای مبدل باک انتخاب کنیم؟
- ولتاژ معکوس: حداقل برابر بیشترین ولتاژ دو سر دیود در حالت خاموشی، با حاشیه (مثلاً ۱٫۵ برابر). در باک ایده‌آل، دیود خروجی تقریباً ولتاژ ورودی را می‌بیند؛ پس برای ورودی ۱۲ ولت، شاتکی ۴۰ ولتی معمولاً کافی است و برای ورودی نزدیک ۴۰ ولت یا بیشتر، به VRRM بالاتر مثل SS110 یا خانوادهٔ دیگر نیاز دارید.
- جریان: IF(AV) باید از جریان متوسط دیود در بدترین سیکل کار بیشتر باشد؛ ضربهٔ IFSM برای استارت و اتصال کوتاه کوتاه‌مدت است، نه جریان دائم.
- VF و گرما: VF کمتر = تلفات کمتر روی دیود. شاتکی اینجا برنده است، به شرطی که VRRM جواب بدهد.
- فرکانس: بالای چند ده کیلوهرتز، 1N4007 را برای مسیر سوئیچینگ اصلی کنار بگذارید؛ شاتکی یا UF4007.
- نشتی معکوس: شاتکی در دمای بالا نشتی بیشتری دارد؛ در مدارهای باتری حساس به خودتخلیه، اثرش را در نظر بگیرید.
سلف و خازن خروجی مبدل را در مقاله‌ی آینده‌ی «انتخاب سلف باک» و فعلاً در انتخاب رگولاتور و انتخاب منبع تغذیه دنبال کنید. اگر خروجی مبدل به باتری لیتیومی وصل می‌شود، اول محدودیت شارژ را از راهنمای TP4056 بخوانید؛ دیود به‌تنهایی شارژر نیست.
مثال‌های کاربردی کوتاه
| مدار | پیشنهاد اولیه از موجودی ایکانو | چرا |
|---|---|---|
| باک ۱۲→۵ ولت، جریان ~۱ A | 1N5819 یا SS14 | VRRM 40V و VF کم در ۱A |
| باک ۱۲→۵ ولت، جریان ~۲–۳ A | 1N5822 یا SS34 | IF(AV) 3A |
| ورودی نزدیک ۲۴–۴۸ ولت (با حاشیه) | SS110 یا بازبینی ولتاژ | VRRM 100V؛ VF بالاتر را بپذیرید |
| پل یکسوساز ۵۰ هرتز، ثانویه‌ی ترانس | 1N4007 یا پل آماده‌ی سایت | VRRM بالا، فرکانس پایین |
| اسنابر / مسیر سریع فشارقوی | UF4007 | trr ≤75ns و 1000V |
| هرزگرد رله‌ی سیگنال | 1N4148 یا 1N4007 | جریان بوبین کم |
اشتباه‌های رایج
- گذاشتن 1N4007 به‌جای شاتکی در خروجی باک فرکانس‌بالا فقط چون «۱ آمپر و ارزان است» — تلفات بازیابی و گرما.
- انتخاب شاتکی ۴۰ ولتی برای باسی که اسپایک بالای ۴۰ ولت دارد — شکست معکوس.
- استفاده از 1N4148 به‌عنوان دیود قدرت — حد جریان ۳۰۰ میلیآمپر.
- نادیده گرفتن نشتی شاتکی در دمای بالا کنار باتری بدون محافظ.
- مقایسه‌ی VF بدون خواندن شرط جریان در دیتاشیت (VF در ۱A با VF در ۳A فرق دارد).
تست ساده با مولتیمتر
در حالت دیود، شاتکی معمولاً عدد افت کمتری از 1N4007 نشان میدهد (مرتبه‌ی چند دهم ولت در برابر نزدیک ۱ ولت)، و در جهت معکوس هر دو باید خارج از رنج باشند. این تست سالم بودن پیوند را میگوید، نه اینکه قطعه برای فرکانس مبدل شما کافی است. جزئیات سلکتور و ترمینال در آموزش کار با مولتیمتر است.
VF، trr و تلفات را از روی دیتاشیت چطور بخوانیم؟
در جدول مشخصات، VF معمولاً با یک جریان تست مشخص آمده است. برای 1N5819، Vishay حداکثر ۰٫۶۰ ولت در ۱٫۰ آمپر را میدهد؛ برای 1N5822 حداکثر ۰٫۵۲۵ ولت در ۳٫۰ آمپر و ۰٫۹۵۰ ولت در ۹٫۴ آمپر. اگر جریان کار شما ۱ آمپر است، VF همان ردیف ۱ آمپر را با VF ردیف ۳ آمپر یکی نکنید. در SS14 گروه Vishay SS12 تا SS14، VF حداکثر ۰٫۵۰ ولت در ۱٫۰ آمپر است؛ گروه SS15/SS16 در همان دیتاشیت ۰٫۷۵ ولت دارند — پس کد قطعه را با ردیف درست بخوانید.
trr فقط وقتی در دیتاشیت آمده معنی مقایسه دارد. برای UF4007، Vishay حداکثر ۷۵ نانوثانیه را در شرایط تست جدول الکتریکی میدهد. برای 1N4007 در همان خانواده‌ی یکسوساز عمومی، ردیف trr در دیتاشیت نیست؛ یعنی سازنده آن را برای بازیابی سریع مشخص نکرده است. شاتکی‌ها به‌خاطر ساختار سد شاتکی، ذخیره‌ی بار اقلیتی مثل دیود PIN سیلیکونی ندارند؛ به همین دلیل در کاربردهای فرکانس‌بالا «سریع» محسوب می‌شوند، حتی اگر ستون trr شبیه UF4007 در همان صفحه چاپ نشده باشد.
تلفات تقریبی هدایت: P ≈ VF × IF(avg). تلفات بازیابی به جریان، di/dt و trr بستگی دارد و بدون اسکوپ عدد دقیقش را از این مقاله درنیاورید؛ فقط بدانید در فرکانس بالا، 1N4007 می‌تواند خیلی گرم‌تر از شاتکی یا UF4007 شود.
حفاظت قطبیت و فری‌ویل
دو کاربرد پرتکرار شاتکی در پروژه‌های تغذیه:
- حفاظت قطبیت ورودی: دیود سری با مثبت ورودی؛ اگر منبع برعکس وصل شود، جریان قطع می‌شود. هزینه‌اش افت VF است (مثلاً ۰٫۵ ولت از بودجه‌ی ورودی کم می‌شود). برای ورودی ۵ ولت و جریان ۱ آمپر، 1N5819 یا SS14 رایج‌اند.
- دیود هرزگرد (فری‌ویل) روی سلف یا موتور: موازی و برعکس با بار سلفی. در مبدل باک، دیود خروجی دقیقاً همین نقش را در نیم‌سیکل خاموشی سوییچ دارد. جریان دیود را از جریان سلف بگیرید، نه از جریان ورودی میانگین به‌تنهایی.
برای رله‌ی الکترومکانیکی با بوبین کم‌جریان، 1N4007 یا 1N4148 معمولاً کافی است و شاتکی الزامی نیست؛ مگر بخواهید ولتاژ اشباع ترانزیستور درایور را کمتر کنید. در موتورهای آمپری، شاتکی با IF مناسب یا ماسفت سنکرون مطرح می‌شود.
پکیج DO-41 در برابر SMA
1N5819 و 1N4007 و UF4007 در پکیج سیمی DO-41 (یا مشابه) برای بردبورد و فیبر سوراخ‌دار راحت‌اند. SS14، SS34 و SS110 پکیج SMA دارند و روی فیبر SMD لحیم می‌شوند؛ جریان و ولتاژشان با همتای سیمی نزدیک است ولی حرارتی و اندازه‌شان فرق دارد. اگر نمونه‌ی اولیه روی بردبورد است، از 1N5819 یا 1N5822 شروع کنید؛ نسخه‌ی نهایی SMD را با SS14/SS34 جایگزین کنید و پد حرارتی کافی بگذارید.
1N5822 پکیج بزرگ‌تر DO-201AD دارد و برای ۳ آمپر پایه‌ای مناسب‌تر از DO-41 است. SS34 همان جریان ۳ آمپر را در SMA جمع کرده؛ مس زمین و مسیر جریان روی فیبر را دست‌کم بگیرید تا VF واقعی و دما بالا نرود.
نشتی معکوس و دما
دیتاشیت‌های شاتکی معمولاً جریان نشتی معکوس (IR) را در ۲۵ درجه و در ۱۰۰ درجه جدا می‌دهند و در دمای بالا چند برابر می‌شود. برای SS34، صفحه‌ی کالای ایکانو IR را ۰٫۵ میلیآمپر در ۲۵ درجه و ۵ میلیآمپر در ۱۰۰ درجه (در ولتاژ نامی معکوس) نقل کرده است. در مدار باتری که ماه‌ها انبار می‌شود، همین نشتی به خودتخلیه کمک می‌کند. اگر conserving charge مهم است و فرکانس پایین است، گاهی سیلیکونی معمولی با نشتی کمتر ارجح است — به قیمت VF و trr بدتر.
رابطه با شارژر و رگولاتور
در مسیر شارژ TP4056، خود آی‌سی طبق دیتاشیت نیازی به دیود بلوکه‌کننده‌ی خارجی ندارد (PMOS داخلی و حفاظت دشارژ معکوس یکپارچه). پس در ماژول آماده‌ی شارژ، لزوماً شاتکی سری ورودی نمی‌بینید. جایی که شاتکی به کارتان می‌آید، خروجی مبدل‌هایی مثل Mini-360 یا ساخت باک با سلف جدا است: دیود خروجی یا سنکرون. انتخاب رگولاتور را از راهنمای انتخاب رگولاتور و پین‌اوت را از پین‌اوت رگولاتورها کامل کنید.
سؤالات متداول
فرق اصلی دیود شاتکی با 1N4007 چیست؟
شاتکی افت مستقیم کمتری دارد؛ مثلاً طبق Vishay برای 1N5819 حداکثر ۰٫۶۰ ولت در ۱ آمپر، در برابر ۱٫۱ ولت برای 1N4007. در عوض ولتاژ معکوس شاتکی‌های رایج سایت معمولاً ۴۰ یا ۱۰۰ ولت است، نه ۱۰۰۰ ولت. 1N4007 برای برق ۵۰/۶۰ هرتز و مسیرهای آهسته مناسب است و trr در دیتاشیتش نیامده است.
برای خروجی مبدل باک ۱۲ به ۵ ولت کدام شاتکی را بگیرم؟
برای حدود ۱ آمپر، 1N5819 یا SS14 با VRRM چهل ولت و VF کم. برای حدود ۲ تا ۳ آمپر، 1N5822 یا SS34. اگر ولتاژ معکوس مدار به ۴۰ ولت نزدیک است یا اسپایک دارید، حاشیه بگیرید یا SS110 با VRRM صد ولت را بررسی کنید.
UF4007 را کی به‌جای شاتکی بگذارم؟
وقتی به ولتاژ معکوس بالا (۱۰۰۰ ولت طبق Vishay) و بازیابی سریع (trr حداکثر ۷۵ نانوثانیه) نیاز دارید و VF بیشتر از شاتکی را می‌پذیرید؛ مثلاً اسنابر یا یکسوسازی در منبع سوئیچینگ فشارقوی‌تر جایی که 1N4007 گرم می‌شود.
آیا 1N4148 برای دیود خروجی مبدل مناسب است؟
خیر برای قدرت. طبق Vishay جریان مستقیم پیوستهاش ۳۰۰ میلیآمپر است. برای سیگنال، کلمپ منطقی و هرزگرد بوبین خیلی کوچک مناسب است، نه یکسوسازی آمپری.
چطور با مولتیمتر شاتکی را از 1N4007 تشخیص دهم؟
در حالت تست دیود، شاتکی معمولاً عدد افت کمتری نشان میدهد. این فقط سالم بودن پیوند را میگوید؛ فرکانس کار و VRRM را از روی ظاهر قطعه حدس نزنید و به علامت و دیتاشیت رجوع کنید.
جمع‌بندی
برای مبدل و منبع کم‌ولتاژ، اول شاتکی با VRRM و IF کافی از جدول بالا را بردارید؛ برای ولتاژ معکوس بالا و نیاز به بازیابی سریع، UF4007؛ برای برق شهر و مسیرهای آهسته، 1N4007. 1N4148 را در قدرت به‌کار نبرید. اعداد را از دیتاشیت یا صفحه‌ی کالا بخوانید و شرط تست VF و trr را جا نیندازید. تغذیه‌ی باتری لیتیومی را با TP4056 و ۱۸۶۵۰ کامل کنید.
خرید آنلاین از ایکانو در سراسر کشور ارسال می‌شود و در اصفهان امکان تحویل حضوری هم دارید.
