圖9-403只普通二極管構(gòu)成的簡易直流穩(wěn)壓電路1.電路分析思路說明分析一個從沒有見過的電路工作原理是困難的,對基礎(chǔ)知識不全的初學(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)通會同時導(dǎo)通,如果截止會同時截止。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極高得多的電壓,無論是直流還是交流的電壓,此時二極管均處于導(dǎo)通狀態(tài)。從電路中可以看出,在VD1正極通過電阻R1接電路中的直流工作電壓+V,VD3的負極接地,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只二極管上沒有加入交流信號電壓,因為在VD1正極即電路中的A點與地之間接有大容量電容C1,將A點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)通后對這一電路的作用是穩(wěn)定了電路中A點的直流電壓。眾所周知,二極管內(nèi)部是一個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。廣西進口二極管模塊現(xiàn)貨
電容C2始終接入電路,此時振蕩頻率降低。4.同類電路工作原理分析如圖所示,電路中的VD1為開關(guān)二極管,控制電壓通過R1加到VD1正極,控制電壓是一個矩形脈沖電壓,波形見圖中所示。當(dāng)控制電壓為0V時,VD1不能導(dǎo)通,相當(dāng)于開路,這時對L1和C1、L2和C2電路沒有影響;當(dāng)控制電壓為高電平時,控制電壓使開關(guān)二極管VD1導(dǎo)通,VD1相當(dāng)于通路,電路中A點的交流信號通過導(dǎo)通的VD1和電容C3接地,等于將電路中的A點交流接地,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)于一只開關(guān),控制電路中的A點交流信號是否接地。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.電路分析準備知識眾所周知,收音機有調(diào)幅收音機和調(diào)頻收音機兩種,調(diào)幅信號就是調(diào)幅收音機中處理和放大的信號。見圖中的調(diào)幅信號波形示意圖,對這一信號波形主要說明下列幾點:1)從調(diào)幅收音機天線下來的就是調(diào)幅信號。2)信號的中間部分是頻率很高的載波信號,它的上下端是調(diào)幅信號的包絡(luò),其包絡(luò)就是所需要的音頻信號。3)上包絡(luò)信號和下包絡(luò)信號對稱,但是信號相位相反。云南進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)整流二極管在開關(guān)電源中作為整流器件使用時是否需要散熱器,要根據(jù)電路的大功率來決定。一般情況下,這些二極管在制造時允許的結(jié)溫在175℃,生產(chǎn)廠家對該指標(biāo)都有技術(shù)說明,以提供給設(shè)計者去計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)時間是可以忽略不計的,因為此器件是多數(shù)載流子半導(dǎo)體器件,在器件的開關(guān)過程中,沒有少數(shù)載流子存貯電荷的問題。肖特基整流二極管有兩大缺點: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,這些缺點也可以通過增加瞬時過電壓保護電路及適當(dāng)控制結(jié)溫來克服。表示出了典型的高速整流二極管的特性與參數(shù)。
外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時,外界電場和自建電場進一步加強,形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(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,PN結(jié)空間電荷層中的電場強度達到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程,產(chǎn)生大量電子空穴對,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價電子,它與周圍的硅原子形成共價鍵,因缺少一個電子,在晶體中便產(chǎn)生一個空位,當(dāng)相鄰共價鍵上的電子獲得能量時就有可能填補這個空位,使硼原子成了不能移動的負離子,而原來的硅原子的共價鍵則因缺少一個電子,形成了空穴,但整個半導(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)體中摻入五價原子,如磷等。摻入后,它與硅原子形成共價鍵,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從通態(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)汽車以及大型機械中的應(yīng)用發(fā)光二極管在汽車以及大型機械中得到廣應(yīng)用。汽車以及大型機械設(shè)備中的方向燈、車內(nèi)照明、機械設(shè)備儀表照明、大前燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、尾燈等都運用了發(fā)光二極管。主要是因為發(fā)光二極管的響應(yīng)快、使用壽命長(一般發(fā)光二極管的壽命比汽車以及大型機械壽命長)。[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、光度強等特點,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,比如壽命不夠長等。因此,用發(fā)光二極管替代霓虹燈有著很多優(yōu)勢,因為發(fā)光二極管與霓虹燈相比除了壽命長,還有節(jié)能、驅(qū)動和控制簡易、無需維護等特點。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,可當(dāng)作一種能源而稱為光電池。云南進口二極管模塊
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。廣西進口二極管模塊現(xiàn)貨
對于常用的硅二極管而言導(dǎo)通后正極與負極之間的電壓降為。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.故障檢測方法檢測這一電路中的3只二極管為有效的方法是測量二極管上的直流電壓,如圖9-41所示是測量時接線示意圖。如果測量直流電壓結(jié)果是,說明3只二極管工作正常;如果測量直流電壓結(jié)果是0V,要測量直流工作電壓+V是否正常和電阻R1是否開路,與3只二極管無關(guān),因為3只二極管同時擊穿的可能性較?。蝗绻麥y量直流電壓結(jié)果大于,檢查3只二極管中有一只開路故障。圖9-41測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.電路分析細節(jié)說明關(guān)于上述二極管簡易直流電壓穩(wěn)壓電路分析細節(jié)說明如下。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),但是并不能說明這幾只二極管導(dǎo)通后對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為合理地解釋這一電路的作用。廣西進口二極管模塊現(xiàn)貨