圖9-403只普通二極管構(gòu)成的簡(jiǎn)易直流穩(wěn)壓電路1.電路分析思路說(shuō)明分析一個(gè)從沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的電路工作原理是困難的,對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)不全的初學(xué)者而言就更加困難了。關(guān)于這一電路的分析思路主要說(shuō)明如下。1)從電路中可以看出3只二極管串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路特性可知,這3只二極管如果導(dǎo)通會(huì)同時(shí)導(dǎo)通,如果截止會(huì)同時(shí)截止。2)根據(jù)二極管是否導(dǎo)通的判斷原則分析,在二極管的正極接有比負(fù)極高得多的電壓,無(wú)論是直流還是交流的電壓,此時(shí)二極管均處于導(dǎo)通狀態(tài)。從電路中可以看出,在VD1正極通過(guò)電阻R1接電路中的直流工作電壓+V,VD3的負(fù)極接地,這樣在3只串聯(lián)二極管上加有足夠大的正向直流電壓。由此分析可知,3只二極管VD1、VD2和VD3是在直流工作電壓+V作用下導(dǎo)通的。3)從電路中還可以看出,3只二極管上沒(méi)有加入交流信號(hào)電壓,因?yàn)樵赩D1正極即電路中的A點(diǎn)與地之間接有大容量電容C1,將A點(diǎn)的任何交流電壓旁路到地端。2.二極管能夠穩(wěn)定直流電壓原理說(shuō)明電路中,3只二極管在直流工作電壓的正向偏置作用下導(dǎo)通,導(dǎo)通后對(duì)這一電路的作用是穩(wěn)定了電路中A點(diǎn)的直流電壓。眾所周知,二極管內(nèi)部是一個(gè)PN結(jié)的結(jié)構(gòu),PN結(jié)除單向?qū)щ娞匦灾膺€有許多特性,其中之一是二極管導(dǎo)通后其管壓降基本不變。由外殼、印刷電路板、發(fā)光二極管芯片陣列、控制電路和金屬引腳組成。廣西進(jìn)口二極管模塊現(xiàn)貨
電容C2始終接入電路,此時(shí)振蕩頻率降低。4.同類電路工作原理分析如圖所示,電路中的VD1為開(kāi)關(guān)二極管,控制電壓通過(guò)R1加到VD1正極,控制電壓是一個(gè)矩形脈沖電壓,波形見(jiàn)圖中所示。當(dāng)控制電壓為0V時(shí),VD1不能導(dǎo)通,相當(dāng)于開(kāi)路,這時(shí)對(duì)L1和C1、L2和C2電路沒(méi)有影響;當(dāng)控制電壓為高電平時(shí),控制電壓使開(kāi)關(guān)二極管VD1導(dǎo)通,VD1相當(dāng)于通路,電路中A點(diǎn)的交流信號(hào)通過(guò)導(dǎo)通的VD1和電容C3接地,等于將電路中的A點(diǎn)交流接地,使L2和C2電路不起作用。從上述分析可知,電路中的二極管VD1相當(dāng)于一只開(kāi)關(guān),控制電路中的A點(diǎn)交流信號(hào)是否接地。二極管檢波電路及故障處理如圖9-48所示是二極管檢波電路。電路中的VD1是檢波二極管,C1是高頻濾波電容,R1是檢波電路的負(fù)載電阻,C2是耦合電容。圖9-48二極管檢波電路1.電路分析準(zhǔn)備知識(shí)眾所周知,收音機(jī)有調(diào)幅收音機(jī)和調(diào)頻收音機(jī)兩種,調(diào)幅信號(hào)就是調(diào)幅收音機(jī)中處理和放大的信號(hào)。見(jiàn)圖中的調(diào)幅信號(hào)波形示意圖,對(duì)這一信號(hào)波形主要說(shuō)明下列幾點(diǎn):1)從調(diào)幅收音機(jī)天線下來(lái)的就是調(diào)幅信號(hào)。2)信號(hào)的中間部分是頻率很高的載波信號(hào),它的上下端是調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò),其包絡(luò)就是所需要的音頻信號(hào)。3)上包絡(luò)信號(hào)和下包絡(luò)信號(hào)對(duì)稱,但是信號(hào)相位相反。云南進(jìn)口二極管模塊面接觸型二極管的PN結(jié)接觸面積大,可以通過(guò)較大的電流,也能承受較高的反向電壓,適宜在整流電路中使用。
快速恢復(fù)整流二極管和超快恢復(fù)整流二極管在開(kāi)關(guān)電源中作為整流器件使用時(shí)是否需要散熱器,要根據(jù)電路的大功率來(lái)決定。一般情況下,這些二極管在制造時(shí)允許的結(jié)溫在175℃,生產(chǎn)廠家對(duì)該指標(biāo)都有技術(shù)說(shuō)明,以提供給設(shè)計(jì)者去計(jì)算大的輸出工作電流、電壓及外殼溫度等。肖特基整流二極管即使在大的正向電流作用下,其正向壓降也很低,有,而且,隨著結(jié)溫的增加,其正向壓降更低,因此,使得肖特基整流二極管特別適用于5V左右的低電壓輸出電路中。肖特基整流二極管的反向恢復(fù)時(shí)間是可以忽略不計(jì)的,因?yàn)榇似骷嵌鄶?shù)載流子半導(dǎo)體器件,在器件的開(kāi)關(guān)過(guò)程中,沒(méi)有少數(shù)載流子存貯電荷的問(wèn)題。肖特基整流二極管有兩大缺點(diǎn):其一,反向截止電壓的承受能力較低,產(chǎn)品大約為100V;其二,反向漏電流較大,使得該器件比其他類型的整流器件更容易受熱擊穿。當(dāng)然,這些缺點(diǎn)也可以通過(guò)增加瞬時(shí)過(guò)電壓保護(hù)電路及適當(dāng)控制結(jié)溫來(lái)克服。表示出了典型的高速整流二極管的特性與參數(shù)。
外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng),形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無(wú)關(guān)的反向飽和電流。[5]當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí),PN結(jié)空間電荷層中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過(guò)程,產(chǎn)生大量電子空穴對(duì),產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流,稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。PN結(jié)的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。[5]二極管PN結(jié)形成原理P型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體(一種完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體)摻入少量三價(jià)元素雜質(zhì),如硼等。P型和N型半導(dǎo)體因硼原子只有三個(gè)價(jià)電子,它與周圍的硅原子形成共價(jià)鍵,因缺少一個(gè)電子,在晶體中便產(chǎn)生一個(gè)空位,當(dāng)相鄰共價(jià)鍵上的電子獲得能量時(shí)就有可能填補(bǔ)這個(gè)空位,使硼原子成了不能移動(dòng)的負(fù)離子,而原來(lái)的硅原子的共價(jià)鍵則因缺少一個(gè)電子,形成了空穴,但整個(gè)半導(dǎo)體仍呈中性。這種P型半導(dǎo)體中以空穴導(dǎo)電為主,空穴為多數(shù)載流子,自由電子為少數(shù)載流子。[6]N型半導(dǎo)體形成的原理和P型原理相似。在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)原子,如磷等。摻入后,它與硅原子形成共價(jià)鍵,產(chǎn)生了自由電子。在N型半導(dǎo)體中,電子為多數(shù)載流子??旎謴?fù)二極管是一種能快速?gòu)耐☉B(tài)轉(zhuǎn)變到關(guān)態(tài)的特殊晶體器件。
從大型的液晶電視、電腦顯示屏到媒體播放器MP3、MP4以及手機(jī)等的顯示屏都將發(fā)光二極管用作屏背光源。[6](2)汽車以及大型機(jī)械中的應(yīng)用發(fā)光二極管在汽車以及大型機(jī)械中得到廣應(yīng)用。汽車以及大型機(jī)械設(shè)備中的方向燈、車內(nèi)照明、機(jī)械設(shè)備儀表照明、大前燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、尾燈等都運(yùn)用了發(fā)光二極管。主要是因?yàn)榘l(fā)光二極管的響應(yīng)快、使用壽命長(zhǎng)(一般發(fā)光二極管的壽命比汽車以及大型機(jī)械壽命長(zhǎng))。[6](3)煤礦中的應(yīng)用由于發(fā)光二極管較普通發(fā)光器件具有效率高、能耗小、壽命長(zhǎng)、光度強(qiáng)等特點(diǎn),因此礦工燈以及井下照明等設(shè)備使用了發(fā)光二極管。雖然還未完全普及,但在不久將得到普遍應(yīng)用,發(fā)光二極管將在煤礦應(yīng)用中取代普通發(fā)光器件。[6](4)城市的裝飾燈在當(dāng)今繁華的商業(yè)時(shí)代,霓虹燈是城市繁華的重要標(biāo)志,但霓虹燈存在很多缺點(diǎn),比如壽命不夠長(zhǎng)等。因此,用發(fā)光二極管替代霓虹燈有著很多優(yōu)勢(shì),因?yàn)榘l(fā)光二極管與霓虹燈相比除了壽命長(zhǎng),還有節(jié)能、驅(qū)動(dòng)和控制簡(jiǎn)易、無(wú)需維護(hù)等特點(diǎn)。發(fā)光二極管替代霓虹燈將是照明設(shè)備發(fā)展的必然結(jié)果。當(dāng)制成大面積的光電二極管時(shí),可當(dāng)作一種能源而稱為光電池。云南進(jìn)口二極管模塊
二極管模塊分為:快恢復(fù)二極管模塊,肖特基二極管模塊,整流二極管模塊、光伏防反二極管模塊等。廣西進(jìn)口二極管模塊現(xiàn)貨
對(duì)于常用的硅二極管而言導(dǎo)通后正極與負(fù)極之間的電壓降為。根據(jù)二極管的這一特性,可以很方便地分析由普通二極管構(gòu)成的簡(jiǎn)易直流穩(wěn)壓電路工作原理。3只二極管導(dǎo)通之后,每只二極管的管壓降是,那么3只串聯(lián)之后的直流電壓降是×3=。3.故障檢測(cè)方法檢測(cè)這一電路中的3只二極管為有效的方法是測(cè)量二極管上的直流電壓,如圖9-41所示是測(cè)量時(shí)接線示意圖。如果測(cè)量直流電壓結(jié)果是,說(shuō)明3只二極管工作正常;如果測(cè)量直流電壓結(jié)果是0V,要測(cè)量直流工作電壓+V是否正常和電阻R1是否開(kāi)路,與3只二極管無(wú)關(guān),因?yàn)?只二極管同時(shí)擊穿的可能性較?。蝗绻麥y(cè)量直流電壓結(jié)果大于,檢查3只二極管中有一只開(kāi)路故障。圖9-41測(cè)量二極管上直流電壓接線示意圖4.電路故障分析如表9-40所示是這一二極管電路故障分析:表9-40二極管電路故障分析5.電路分析細(xì)節(jié)說(shuō)明關(guān)于上述二極管簡(jiǎn)易直流電壓穩(wěn)壓電路分析細(xì)節(jié)說(shuō)明如下。1)在電路分析中,利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢灾蓝O管處于導(dǎo)通狀態(tài),但是并不能說(shuō)明這幾只二極管導(dǎo)通后對(duì)電路有什么具體作用,所以只利用單向?qū)щ娞匦赃€不能夠正確分析電路工作原理。2)二極管眾多的特性中只有導(dǎo)通后管壓降基本不變這一特性能夠?yàn)楹侠淼亟忉屵@一電路的作用。廣西進(jìn)口二極管模塊現(xiàn)貨