二極管應用電路

二極管管腳極性及質(zhì)量的判斷在

R

100或

R

1

k

檔測量紅表筆是(表內(nèi)電源)負極，黑表筆是(表內(nèi)電源)正極。

正反向電阻各測量一次，測量時手不要接觸引腳。(1)用指針式萬用表檢測*一般硅管正向電阻為幾千歐，鍺管正向電阻為幾百歐；反向電阻電阻為幾百千歐。*正反向電阻相差小為劣質(zhì)管。正反向電阻都是無窮大或零則二極管內(nèi)部斷路或短路。

1k

0

0

0(2)

用數(shù)字式萬用表檢測紅表筆是(表內(nèi)電源)正極，黑表筆是(表內(nèi)電源)負極。2k20k200k2M20M200

在

擋進行測量，當

PN結完好且正偏時，顯示值為

PN

結兩端的正向壓降(V)。反偏時，顯示。半導體二極管的基本應用一.單相橋式整流濾波電路

二.限幅電路市電（交流電網(wǎng)）變?yōu)榉€(wěn)定的直流電需經(jīng)過變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓四個過程。利用二極管的單向?qū)щ娦?，將大小和方向都隨時間變化的工頻交流電變換成單方向的脈動直流電的過程稱為整流。有時將變壓器、整流電路和濾波電路一起統(tǒng)稱為整流器。

二極管整流電路

單相半波整流電路如圖1.3.1所示，圖中T為電源變壓器,RL為電阻性負載。

圖1.3.1單相半波整流電路

一.單相半波整流電路

1.正半周u2瞬時極性a(+)，b(-)，VD正偏導通，二極管和負載上有電流流過。若向壓降UF忽略不計，則uo=u2。2.負半周u2瞬時極性a(-)，b(+)，VD反偏截止，IF≈0，uD=u2。

負載RL上電壓和電流波形見圖1.3.2（b）、（c）。uo為u2的半個周期，故稱半波整流電路。uo、iL為單向脈動直流電壓、電流。

(一)電路工作原理

設變壓器二次繞組的交流電壓u2=√2U2sinωt，式中，U2為二次電壓有效值。u2的波形如圖1.3.2（a）所示。

圖1.3.2半波整流電路波形圖

(二)負載上直流電壓和電流的計算負載上的直流電壓是指一個周期內(nèi)脈動電壓的平均值。

(三)整流二極管的選擇（1）IF

二極管的最大整流電流IF≥ID，即IF≥ID=IL=0.45U2/RL。

（2）URM二.單相全波整流電路

圖1.3.3全波整流電路(一)電路工作原理整流電路VD1和VD2輪流導通，所以在交流電的整個周期內(nèi)都有電壓輸出，因此該電路稱為全波整流電路。(二)負載上電壓、電流值和紋波系數(shù)全波整流電路波形如圖1.3.4所示。從圖中可見，全部整流電路負載上得到電壓或電流的平均值是半波整流電路的兩倍，即圖1.3.4全波整流電路波形圖通過類似計算，該電路的紋波系數(shù)γ=0.48，比半波整流電路小。(三)整流二極管的選擇由于在單相全波整流電路中每個二極管只在半個周期內(nèi)導通，所以流經(jīng)每個管子的平均電流為IL（AV）一半，所以URM≥UDM=2√2U2圖1.3.5全波整流電路最大反向峰值電壓計算

IF≥ID=1/2IL(AV)=0.45U2/RL

三.單相橋式整流電路

單相橋式整流電路（Bridgerectifier）如圖1.3.6所示，其中圖（b）為簡化畫法，圖（c）為另一種畫法。

圖1.3.6單相橋式整流電路(a)原理圖(b)簡化畫法(c)另一種畫法D3RLD4D2D1u1u2+uo

ioRLD4D3D2D1+uo

u2u1輸入正半周1.工作原理輸入負半周+uo

tOtOtOtO

2

3

2

3

Im

2

2

3

3

uOu2uDiD=iO2.負載上直流電壓UO

和直流電流IO

的計算3.二極管參數(shù)的計算二極管平均電流

二極管最大反向壓單相半波單相全波單相橋式電路原理圖輸出直流電壓UO0.45U20.9U20.9U2二極管平均電流IDIO0.5IO0.5IO最高反壓UDRM優(yōu)點結構簡單輸出波形脈動小輸出波形脈動小二極管承受反壓小缺點輸出波形脈動大輸出電壓低，二極管承受反壓高變壓器要求有抽頭需要四只二極管表1.4各種單相整流電路的比較iO+

u2u1+

+

uOiO+

u2u1+

+

uOiO+

u2u1+

+

uOiD1[例1.4.1]一單相橋式整流電路，要求UO=40V，IO=2A，220V交流電源，試選擇整流二極管。解：變壓器副邊電壓有效值為二極管承受最高反壓為二極管的平均電流為可選擇2CZ56CURM=

100

VIFM=

3

A采用濾波電路的緣由及功用整流電路輸出的電壓是脈動的，含有較大的脈動成分。這種電壓只能用于對輸出電壓平滑程度要求不高的電子設備中，如電鍍、蓄電池充電設備等。濾波電路（Filter）的作用：保留整流后輸出電壓的直流成分，濾掉脈動成分，使輸出電壓趨于平滑，接近于理想的直流電壓。

分類常用的濾波電路有電容濾波電路（Capacitance

filter）、電感濾波（Inductancefilter）和RC-π型濾波電路等。濾波電路

io+

uo=uc

RLD1D4D3D2

+u

1.電容濾波電路V導通時給C充電，V截止時C向RL

放電；（1）工作原理濾波后

uo

的波形變得平緩，平均值提高。電容充電電容放電C濾波電路RC越大UO

越大（2）波形及參數(shù)計算當RL=

時：OtuO

2

當RL

為有限值時：RL=

輸入交流電壓的周期當滿足：UO=(1.1~1.2)U2I2=(1.5~2)IO變壓器副邊繞組電流有效值（3）輸出特性OUOIO

輸出電壓隨輸出電流的增大而明顯降低，帶負載能力差。

一般用于負載電流較小且變化不大的場合。電容濾波：優(yōu)點—電路簡單，輸出直流電壓較高，紋波較小。缺點

—

帶負載能力差。[例1.4.2]要求直流輸出電壓UO

=

24

V，IO=

120

mA，220V的交流電源頻率f=

50

Hz，采用單相橋式整流電容濾波，選擇元件。解：1.電源變壓器參數(shù)計算變壓器變比：變壓器副邊電流：I2=2IO=2

120mA=240mA2.整流二極管選擇二極管平均電流：承受最高反壓：2CZ53B:IF

=

0.3AURM

=

50V硅堆QL3:0.2A,50V3.選濾波電容電解電容:200F耐壓50V

2.電感濾波電路io+

uo

RLD1D4D3D2+u2

+u1

L整流后的輸出電壓：直流分量被電感L短路交流分量主要降在L上優(yōu)點：頻率越高，L越大，RL越小，濾波效果越好。缺點：電感鐵心笨重、體積大。適用于負載電流較大且負載變化大的場合。3.復式濾波電路復式濾波

型

型RCLCLC表1.4.2各種濾波電路的比較類型電容濾波電感濾波RC-

型LC-

型LC-

型UO1.2U20.9U21.2U2RL/R+RL1.2U20.9U2二極管沖擊電流大小大大小帶載能力差強差差強適用場合小電流大電流小電流小電流大/小電流其它特點電路簡單電感笨重成本高脈動成分減小，但R上有直流壓降脈動成分減小，但電感笨重成本高脈動成分減小，適應性較強，但有電感整流濾波電路的調(diào)試中需熟記各類整流濾波電路的輸出電壓與變壓器二次側電壓有效值U2的關系，以便分析排除故障。整流濾波各類電路輸出電壓平均值UO(AV)與U2關系見表J1.1。所有電容濾波電路若負載RL開路，二、故障分析整流濾波電路調(diào)試過程中常見故障分析，通過下面一個例子予以介紹。

例1.4.2橋式整流電容濾波如圖1.4.5所示，變壓器二次側電壓為10V。若測得輸出電壓分別為(1)4.5V；(2)9V；(3)10V；(4)14V，試分析電路工作正常?若不正常，分析故障原因。

圖1.4.5橋式整流電容濾波電路

解：本電路工作正常時UO(AV)=1.2U2=12V。實測得到例題所列數(shù)據(jù)，說明電路有故障。

(1)測得輸出為4.5V，這一電壓數(shù)據(jù)符合半波整流電路的輸出輸入關系。說明橋式整流電容濾波電路變成半波整流電路。估計：橋式整流二極管其中有一個開路，可能其中一個二極管虛焊或斷開；同時濾波電容開路。

(2)測得輸出電壓為9V，UO(AV)=0.9U2，說明電路變成橋式整流電路，濾波電容斷開。