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干货丨整流二极管的应用

2023-07-03 17:30

二极管 ,这类器件想必各人应该很是熟悉 ,二极管是用半导体质料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件。二极管有两个电极 ,正极 ,又叫阳极;负极 ,又叫阴极 ,给二极管南北极间加上正向电压时 ,二极管导通 , 加上反向电压时 ,二极管阻止。二极管的导通和阻止 ,则相当于开关的接通与断开。十个字归纳综合这种元器件就是:单向导通的半导体器件;但二极管也分许多种类 ,开关二极管、肖特基二极管、稳压二极管、TVS管、ESD�;す艿鹊�…

       但今天我们要讲的是整流二极管 ,其中整流二极管又分为通俗的整流二极管(质料多为硅、锗)和肖特基二极管(质料为金属和硅) ,以致后续的碳化硅二极管。但今天关于这些管子的特征和参数不做赘述 ,主要想带各人一起相识的是这些管子在电路中的常见应用 ,这些应用质朴无华且简朴 ,但在电路中不可或缺 ,相信相识完之后 ,各人对这类器件也会有一个较为清晰的认知。

应用一:防反电路

       这个电路的应用很是广 ,小到手机电源充电器 ,大到汽车充电桩 ,防反需求都是必不可少的。防反电路顾名思义 ,就是避免电源反接对充电的电池或者负载造成不可逆的损坏 ,而这个电路最简朴的要领就是使用二极管的单向导电性。

       如图 ,在正电源处串联一个二极管 ,正常情形下二极管导通 ,灯胆正常事情。

图1

      当电源如图2接反时 ,二极管阻止 ,电源无法形成回路 ,电路板不事情 ,可以有用避免电源接反的问题。     

图2

       以上也是最简朴的防反电路 ,防反电路也能够避免重大电路中电流的倒灌。但现实应用中 ,由于二极管自己保存压降(0.7V左右) ,若是有2A的电流通过 ,理论就会爆发1.4W的功耗 ,且发热量也会较大 ,因此现在大多将二极管换成MOSFET、整流桥或者是包管丝加稳压管的组合。

应用二:整流电路

       众所周知 ,我们一样平常生涯中的电源通常是交流电 ,而汽车除了一些子装备使用的是直流 ,其他像充电方面和电机方面 ,都会涉及到交流电 ,这时间就需要用到二极管一个最主要的作用:整流。

图3

       如图3 ,我们用电阻简朴模拟负载 ,右边是一个频率40Hz的交流电源 ,图中可直观的看到电流流向有两个差别偏向 ,且凭证牢靠频率往返交替。那若是负载只能吸收定向电流偏向的直流电 ,那我们就得对电路做一丢丢的更改。

图4

       如图4 ,电流偏向从正反交替 ,变为只有单向流通 ,而起到要害性作用的就是电路中的二极管 ,正向导通反向阻止 ,刨除泄电流 ,它盖住了关于它来说反向的电流 ,使得电路中只有简单流向的电流可以组成回路。虽然 ,若是整流电路云云设计效率会很是低 ,我们可以视察波形 ,加入单个二极管后有一半的波形消逝了 ,而这一半的波形是被二极管“斩掉”的。

       那么有没有可以保存完整波形的情形下 ,将电流整成牢靠流向的设计呢 ?

      自然是有的 ,我们可以看图5 ,整流电路的进化版:整流桥。

 图5

       我们从图中负载(就是谁人电阻)的波形可以看出 ,电流在酿成简单流向的同时 ,让交流电源的正反电流都能组成有用回路 ,相比上一个电路 ,效率方面也大大提高 ,这也是整流电路中最常用的设计。

应用三:续流电路

       这个电路算是一个延展 ,由于也是使用二极管单向导通的特征 ,以是或许提一下。关于部分电路中会泛起很强的感性电动势的情形 ,会用到这个电路 ,较量常见的就是继电器。

图6

       感性负载在断电后电流迅速减小 ,电感线圈贮存的能量由于自感效应线圈会爆发一个反向的电势阻止电流的转变 ,这着实是一个能量释放历程 ,若是电感线圈开路其两头爆发的电压将几倍于电源电压 ,可能击穿装备绝缘 ,此时就需要一个泄放出口 ,这个时间二极管就是一个很好的选择。

       通常续流二极管会选用快速开关二极管和肖特基二极管 ,由于部分电路对二极管的反向恢复速率也有要求。一样平常来说 ,续流二极管反向并联在感性负载边上(见图6) ,正常事情下不导通 ,不占用电路中的功耗;在开关关闭的瞬间与感性负载组成回路 ,二极管可以正向导通 ,快速泄放掉多余电动势 ,避免多余电动势对负载或者电路中其他器件造成损伤。从图中也可以看到一个显着的尖峰 ,谁人就是继电器积攒的电动势。

       以上就是我整理出来的一些管子的主要应用 ,部分应用像功率因数校正、交流电压调制等也省略未讲 ,电路图设盘算为简陋 ,但突出一个直观 ,主要是希望对各人明确整流管这方面有所资助;稳压管方面由于篇幅有限 ,下次有机会再和各人探讨;关于文章中有疑问的地方也欢迎随时探讨 ,回见!

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