二極管在電路中的作用

1、1.二極管在電路中的應(yīng)用是必不可少的,無論是做整流電路還是鉗位作用還是其他的一些作用,都會用到它.二極管可分為發(fā)光二極管(LED),整流二極管,穩(wěn)壓二極管,開關(guān)二極管等等.這里只介紹前面說的幾種.1.發(fā)光二極管相信大家都見過,一般作為指示燈用,例如電腦的硬盤燈一閃一閃的表示你的硬盤正在工作(如果不閃,則很可能是你的機(jī)器忙不過來或者是處在待機(jī)狀態(tài)),還有就是一些隨身聽上的指示燈,以及充電器的指示燈.發(fā)光二極管相對其他二極管正向?qū)妷狠^大,一般在1.6V到1.8V間.二其他二極管一般在0.2-0.3V(鍺管),0.6-0.8V (硅管)。2.整流二極管，也是很常見的，利用的是二極管的單向?qū)ㄌ匦?/p>

2、，從而可以將負(fù)極性電信號濾掉-半波整流，也可以進(jìn)行其它的整流-例如全波整流。二極管還具有穩(wěn)壓作用，這是因為二極管反向接通時，在二極管被擊穿的情況下，其電流將瞬間增大，這樣在外電壓增大時，由于二極管被擊穿后增加的電流會通過二極管而不會經(jīng)過與二極管并聯(lián)的負(fù)載上，從而可以保護(hù)與其并聯(lián)的器件。常見的有保護(hù)場效應(yīng)管，即在場效應(yīng)管柵極反向并接一個二極管。二極管擊穿電壓一般在4V-7V.鉗位作用：鉗位作用就是利用二極管的正向?qū)妷涸趯?dǎo)通后維持在0.2-0.4V(鍺管)，0.6-0.8V(硅管)，從而使與其連接的器件兩端電壓維持在一個范圍內(nèi)，最簡單就是三極管的BE結(jié)電壓在導(dǎo)通時可保持在鉗位電壓，這點常用于三

3、極管的靜態(tài)分析。一般無特別說明硅管取0.7V，鍺管取0.3V。開關(guān)二極管常見型號有1N4148，1N4150，1N4448，利用的是二極管的高速轉(zhuǎn)換特性。限于水平，暫不作詳細(xì)介紹。其它二極管還有肖特基二極管，隧道二極管，雙向出發(fā)二極管，微功耗基準(zhǔn)電壓二極管等，由于其制作工藝不同而具有不同的功能。2. 晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示，如： D5表示編號為5的二極管。 1、作用：二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，也就是在正向電壓的作用下，?dǎo)通電阻很??；而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。正因為二極管具有上述特性，無繩電話機(jī)中常把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極性保護(hù)、編碼控制、調(diào)頻調(diào)制和靜噪等電

4、路中。電話機(jī)里使用的晶體二極管按作用可分為：整流二極管（如1N4004）、隔離二極管（如1N4148）、肖特基二極管（如BAT85）、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。2、識別方法：二極管的識別很簡單，小功率二極管的N極（負(fù)極），在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來，有些二極管也用二極管專用符號來表示P極（正極）或N極（負(fù)極），也有采用符號標(biāo)志為“P”、“N”來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長短來識別，長腳為正，短腳為負(fù)。3、測試注意事項：用數(shù)字式萬用表去測二極管時，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負(fù)極，此時測得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚?，這與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。4、

5、常用的1N4000系列二極管耐壓比較如下：型號 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007耐壓（V） 50 100 200 400 600 800 1000電流（A） 均為13. 穩(wěn)壓二極管在電路中的作用及工作原理穩(wěn)壓二極管工作原理一種用于穩(wěn)定電壓的單結(jié)二極管。它的伏安特性，穩(wěn)壓二極管符號如圖1所示。結(jié)構(gòu)同整流二極管。加在穩(wěn)壓二極管的反向電壓增加到一定數(shù)值時，將可能有大量載流子隧穿偽結(jié)的位壘，形成大的反向電流，此時電壓基本不變，稱為隧道擊穿。當(dāng)反向電壓比較高時，在位壘區(qū)內(nèi)將可能產(chǎn)生大量載流子，受強(qiáng)電場作用形成大的反向電流，而電壓亦基本不變，

6、為雪崩擊穿。因此，反向電壓臨近擊穿電壓時，反向電流迅速增加，而反向電壓幾乎不變。這個近似不變的電壓稱為齊納電壓（隧道擊穿）或雪崩電壓（雪崩擊穿）。 ab126計算公式大QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號        圖1 穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器

7、件符號QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號圖2 等效電路理想模式 838電子QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號                   

8、0;                        圖3 理想模式導(dǎo)通狀態(tài)常見的兩種穩(wěn)壓電路接法QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號 圖4 實際模式導(dǎo)通狀態(tài)QL5838電子-技術(shù)資

9、料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號                                   

10、;  圖5 實際模式導(dǎo)通狀態(tài)常見的兩種穩(wěn)壓接線電路QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù) QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號1.Vz 穩(wěn)定電壓。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號指穩(wěn)壓管通過額定電流時兩端產(chǎn)生的穩(wěn)定電壓值。該值隨工作電流和溫度的不同而略有改變。由于制造工藝的差別，同一型號穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值也不完全一致。例如，2CW51型穩(wěn)壓管

11、的Vzmin為3.0V, Vzmax則為3.6V。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號2.Iz 穩(wěn)定電流。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號指穩(wěn)壓管產(chǎn)生穩(wěn)定電壓時通過該管的電流值。低于此值時，穩(wěn)壓管雖并非不能穩(wěn)壓，但穩(wěn)壓效果會變差;高于此值時，只要不超過額定功率損耗，也是允許的，而且穩(wěn)壓性能會好一些，但要多消耗電能。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號3.Rz 動態(tài)電阻。

12、QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號指穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值隨工作電流的不同而改變，一般勝作電流愈大，動態(tài)電阻則愈小。例如，2CW7C穩(wěn)壓管的工作電流為5mA時，Rz為18;工作電流為1OmA時，Rz為8;為20mA時，Rz為2 ; > 20mA則基本維持此數(shù)值。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號4.Pz 額定功耗。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符

13、號由芯片允許溫升決定，其數(shù)值為穩(wěn)定電壓Vz和允許最大電流Izm的乘積。例如2CW51穩(wěn)壓管的Vz為3V，Izm為20mA，則該管的Pz為60mWo QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號5.Ctv 電壓溫度系數(shù)。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號是說明穩(wěn)定電壓值受溫度影響的參數(shù)。例如2CW58穩(wěn)壓管的Ctv是+0.07%/°C，即溫度每升高1°C，其穩(wěn)壓值將升高0.07%。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)

14、站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號6.IR 反向漏電流。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號指穩(wěn)壓二極管在規(guī)定的反向電壓下產(chǎn)生的漏電流。例如2CW58穩(wěn)壓管的VR=1V時，IR=O.1uA;在VR=6V時，IR=10uA。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(三)選擇二極管的基本原則 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號1.要求導(dǎo)通電壓低時選鍺管;要求反向電流

15、小時選硅管。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號2.要求導(dǎo)通電流大時選面結(jié)合型;要求工作頻率高時選點接觸型。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號3.要求反向擊穿電壓高時選硅管。 QL5838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號4.要求耐高溫時選硅管。4. 1N4148與3.3V反接，有何用途，穩(wěn)壓，反相導(dǎo)通？另：如果我想讓5V的輸出電壓更加穩(wěn)定，能否在輸出反相并聯(lián)一個5V的肖特基二極管？答

16、1、反接后是并在經(jīng)限流電阻輸出的電源上（煩請描述清楚些）的話，是提高穩(wěn)壓值的，一般1N4148導(dǎo)通后有0.45-0.55V的壓降，借此與常見穩(wěn)壓二極管反串后可以替代一些不在系列上的穩(wěn)壓二極管，如此電路應(yīng)是穩(wěn)壓在3.7-3.8V之間的電源電路；另若要得到更穩(wěn)定的穩(wěn)壓電源，最好是采用 7805系列的三端?？欤?、如果是與3.3V串聯(lián)反接，可能是為了防止3.3V倒灌到別的電路中去了。答3、1N4148是普通的二極管，主要是用于單向?qū)ā?N4148與3.3V反接，看是在什么線路上?？赡苁怯蓜e的電壓整流到3.3V; 或者是信號鉗位保護(hù)，當(dāng)信號電壓超過3.3V時，二極管導(dǎo)通。在開關(guān)電源中，增加反相并聯(lián)

17、的肖特基二極管沒用，增加電容才能使輸出穩(wěn)定。答4、一般是防靜電，除了防凈電,還可在電源接反的情況下,保護(hù)其它電路(如MCU).答5、我見過的一般在reset （電阻電容）電路中，是不是在上電的時候起到保護(hù)作用？（AVR的芯片很多都是這樣連的 - zjcsharp)答6、Reset電路里的二極管是加快電容放電速度的作用答7、1N4148是一般的二極管，具有單向?qū)щ娦?，除以上各位所說的功能外，還可作整流用。答8、兩者是串聯(lián)還是并聯(lián)?如果是串聯(lián)的那是提高熱穩(wěn)定性的,使穩(wěn)壓值不因工作電流和溫度的變化而變化.如果是反接并聯(lián),好像還沒有這么用的,只能做0.50.7V穩(wěn)壓管用了,沒有必要吧答9、普通的二極管

18、 可以做穩(wěn)壓 鉗位 單向?qū)?可以做感性器件的防倒灌 保護(hù)電路答10、增加穩(wěn)壓電壓,穩(wěn)壓管3.7V+4148可作4.3穩(wěn)壓管子答11、1N4148是快速恢復(fù)二極管，用于保護(hù)。比如電平倒灌或者感生電動勢等。如果是高頻感生電動勢，則需要用肖特基二極管5. 什么是二極管二極管的英文是diode。二極管的正.負(fù)二個端子,正端稱為陽極,負(fù)端稱為陰極。電流只能從陽極向陰極方向移動.一些初學(xué)者容易產(chǎn)生這樣一種錯誤認(rèn)識：“半導(dǎo)體的一半是一半的半；面二極管也是只有一半電流流動(這是錯誤的)，所有二極管就是半導(dǎo)體 ”。其實二極管與半導(dǎo)體是完全不同的東西。我們只能說二極管是由半導(dǎo)體組成的器件。半導(dǎo)體無論那個方向都能

19、流動電流。二極管的特性與應(yīng)用幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導(dǎo)體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛。 二極管的工作原理 晶體二極管為一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時，由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場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，外界電場和自建電場進(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關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)

20、外加的反向電壓高到一定程度時，p-n結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)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。 二極管的類型 半導(dǎo)體可分為本征半導(dǎo)體.P型半導(dǎo)體.N型半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體：硅和鍺都是半導(dǎo)體，而純硅和鍺（11個9的純度）晶體稱本征半導(dǎo)體。硅和鍺為4價元素，其晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。P型半導(dǎo)體：P型半導(dǎo)體是在4價的本征半導(dǎo)體中混入了3價原子，譬如極小量（一千萬之一）的銦合成的晶體。由于3價原子進(jìn)入4價原子中，因此這晶體結(jié)構(gòu)中就產(chǎn)生了少一電子的部分。由于少一電子，所以帶正電。P型的“P”正是取“Positve（正）”一詞的第一個字母。N型半導(dǎo)

21、體：若把5價的原子，譬如砷混入4價的本征半導(dǎo)體，將產(chǎn)生多余1個電子的狀態(tài)結(jié)晶，顯負(fù)電性。這N是從“Negative（負(fù)）”中取的第一個字母。二極管的導(dǎo)電特性 二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦?。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出。下面通過簡單的實驗說明二極管的正向特性和反向特性。 1.     正向特性。 在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負(fù)極接在低電位端，二極管就會導(dǎo)通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明，當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時，二極管仍然不能導(dǎo)通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，鍺管約為

22、0.2V，硅管約為0.6V）以后，二極管才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。 2.     反向特性。 在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負(fù)極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單方向?qū)щ娞匦裕@種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。 二極管的主要參數(shù) 用來表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo)，稱為二極管

23、的參數(shù)。不同類型的二極管有不同的特性參數(shù)。對初學(xué)者而言，必須了解以下幾個主要參數(shù)： 1、額定正向工作電流 是指二極管長期連續(xù)工作時允許通過的最大正向電流值。因為電流通過管子時會使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過容許限度（硅管為140左右，鍺管為90左右）時，就會使管芯過熱而損壞。所以，二極管使用中不要超過二極管額定正向工作電流值。例如，常用的IN40014007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。 2、最高反向工作電壓 加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時，會將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰Α榱吮ＷC使用安全，規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如，IN4001二極管反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1

24、000V。 3、反向電流 反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下，流過二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管，在25時反向電流若為250uA，溫度升高到35，反向電流將上升到500uA，依此類推，在75時，它的反向電流已達(dá)8mA，不僅失去了單方向?qū)щ娞匦?，還會使管子過熱而損壞。又如，2CP10型硅二極管，25時反向電流僅為5uA，溫度升高到75時，反向電流也不過160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。二極管的識別小功率二極管的N極（負(fù)極），在二

25、極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來，有些二極管也用二極管專用符號來表示P極（正極）或N極（負(fù)極）,也有采用符號標(biāo)志為“P”、“N”來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長短來識別，長腳為正，短腳為負(fù)。用數(shù)字式萬用表去測二極管時，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負(fù)極，此時測得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚担@與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。6. 整流二極管的作用1.一種將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿陌雽?dǎo)體器件。通常它包含一個PN結(jié)，有陽極和陰極兩個端子。 P區(qū)的載流子是空穴,N區(qū)的載流子是電子，在P區(qū)和N區(qū)間形成一定的位壘。外加使P區(qū)相對N區(qū)為正的電壓時，位壘降低，位壘兩側(cè)附近產(chǎn)生儲存載

26、流子，能通過大電流，具有低的電壓降（典型值為0.7V）,稱為正向?qū)顟B(tài)。 2.若加相反的電壓,使位壘增加，可承受高的反向電壓，流過很小的反向電流（稱反向漏電流），稱為反向阻斷狀態(tài)。整流二極管具有明顯的單向?qū)щ娦?。 整流二極管可用半導(dǎo)體鍺或硅等材料制造。硅整流二極管的擊穿電壓高，反向漏電流小，高溫性能良好。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造。這種器件的結(jié)面積較大，能通過較大電流（可達(dá)上千安），但工作頻率不高，一般在幾十千赫以下。整流二極管主要用于各種低頻整流電路。二極管整流電路一、半波整流電路 圖5-1、是一種最簡單的整流電路。它由電源變壓器B 、整流二極管D 和負(fù)載電阻Rfz ，組

27、成。變壓器把市電電壓（多為220伏）變換為所需要的交變電壓e2，D 再把交流電變換為脈動直流電。 下面從圖5-2的波形圖上看著二極管是怎樣整流的。變壓器砍級電壓e2，是一個方向和大小都隨時間變化的正弦波電壓，它的波形如圖5-2（a）所示。在0K時間內(nèi)，e2為正半周即變壓器上端為正下端為負(fù)。此時二極管承受正向電壓面導(dǎo)通，e2通過它加在負(fù)載電阻Rfz上，在2 時間內(nèi)，e2為負(fù)半周，變壓器次級下端為正，上端為負(fù)。這時D承受反向電壓，不導(dǎo)通，Rfz，上無電壓。在2時間內(nèi)，重復(fù)0 時間的過程，而在34時間內(nèi)，又重復(fù)2時間的過程這樣反復(fù)下去，交流電的負(fù)半周就被"削"掉了，只有正半周通過

28、Rfz，在Rfz上獲得了一個單一右向（上正下負(fù)）的電壓，如圖5-2（b）所示，達(dá)到了整流的目的，但是，負(fù)載電壓Usc。以及負(fù)載電流的大小還隨時間而變化，因此，通常稱它為脈動直流。 這種除去半周、圖下半周的整流方法，叫半波整流。不難看出，半波整說是以"犧牲"一半交流為代價而換取整流效果的，電流利用率很低（計算表明，整流得出的半波電壓在整個周期內(nèi)的平均值，即負(fù)載上的直流電壓Usc =0.45e2 ）因此常用在高電壓、小電流的場合，而在一般無線電裝置中很少采用。 二、全波整流電路(單向橋式整流電路) 如果把整流電路的結(jié)構(gòu)作一些調(diào)整，可以得到一種能充分利用電能的全波整流電路。圖5-

29、3 是全波整流電路的電原理圖。 全波整流電路，可以看作是由兩個半波整流電路組合成的。變壓器次級線圈中間需要引出一個抽頭，把次組線圈分成兩個對稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個電壓e2ae2aRfz與e2b   、D2、Rfz ，兩個通電回路。     、D1、 、e2b ，構(gòu)成 全波整流電路的工作原理，可用圖5-4 所示的波形圖說明。 在0間內(nèi)，e2aD1 導(dǎo)通，在Rfz 上得到上正下負(fù)的電壓；e2b     對D2為反向電壓，D2 不導(dǎo)通（見圖5-4（b）。 在-2時間內(nèi)，e2b 對D

30、2為正向電壓，D2導(dǎo)通，在Rfz 上得到的仍然是上正下負(fù)的電壓；e2aD1為反向電壓，D1 不導(dǎo)通（見圖5-4（C）。     對Dl為正向電壓， 如此反復(fù)，由于兩個整流元件D1、D2輪流導(dǎo)電，結(jié)果負(fù)載電阻Rfz 上在正、負(fù)兩個半周作用期間，都有同一方向的電流通過，如圖5-4（b）所示的那樣，因此稱為全波整流，全波整流不僅利用了正半周，而且還巧妙地利用了負(fù)半周，從而大大地提高了整流效率（Usc0.9e2，比半波整流時大一倍）。 圖5-3所示的全波整濾電路，需要變壓器有一個使兩端對稱的次級中心抽頭，這給制作上帶來很多的麻煩。另外，這種電路中，每只

31、整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級電壓最大值的兩倍，因此需用能承受較高電壓的二極管。 圖5-5（a ）為橋式整流電路圖，（b）圖為其簡化畫法。 三、橋式整流電路 橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成"橋"式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點，而同時在一定程度上克服了它的缺點。 橋式整流電路的工作原理如下：e2為正半周時，對D1、D3和方向電壓，Dl，D3導(dǎo)通；對D2、D4加反向電壓，D2、D4截止。電路中構(gòu)成e2、Dl、Rfz 、D3通電回路，在Rfz ，上形成上正下負(fù)的半波整洗電壓，e2為負(fù)半周時，對D2、D4加正向電壓，D2、D

32、4導(dǎo)通；對D1、D3加反向電壓，D1、D3截止。電路中構(gòu)成e2、D2Rfz   、D4通電回路，同樣在Rfz 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。 上述工作狀態(tài)分別如圖5-6（A） （B）所示。 如此重復(fù)下去，結(jié)果在Rfz ，上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖5-6中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級電壓的最大值，比全波整洗電路小一半！四、整流元件的選擇和運用 需要特別指出的是，二極管作為整流元件，要根據(jù)不同的整流方式和負(fù)載大小加以選擇。如選擇不當(dāng)，則或者不能安全工作，甚至燒了管子；或者大材小用，造成浪費。表5-1 所列參

33、數(shù)可供選擇二極管時參考。 另外，在高電壓或大電流的情況下，如果手頭沒有承受高電壓或整定大電濾的整流元件，可以把二極管串聯(lián)或并聯(lián)起來使用。 圖5-7 示出了二極管并聯(lián)的情況：兩只二極管并聯(lián)、每只分擔(dān)電路總電流的一半，三只二極管并聯(lián)，每只分擔(dān)電路總電流的三分之一?？傊?，有幾只二極管并聯(lián)，"流經(jīng)每只二極管的電流就等于總電流的幾分之一。但是，在實際并聯(lián)運用時"，由于各二極管特性不完全一致，不能均分所通過的電流，會使有的管子困負(fù)擔(dān)過重而燒毀。因此需在每只二極管上串聯(lián)一只阻值相同的小電阻器，使各并聯(lián)二極管流過的電流接近一致。這種均流電阻R一般選用零點幾歐至幾十歐的電阻器。電流越大，R應(yīng)

34、選得越小。 圖5-8示出了二極管串聯(lián)的情況。顯然在理想條件下，有幾只管子串聯(lián)，每只管子承受的反向電壓就應(yīng)等于總電壓的幾分之一。但因為每只二極管的反向電阻不盡相同，會造成電壓分配不均：內(nèi)阻大的二極管，有可能由于電壓過高而被擊穿，并由此引起連鎖反應(yīng)，逐個把二極管擊穿。在二極管上并聯(lián)的電阻R，可以使電壓分配均勻。6. 交流接觸器的直流運行 我們在第一章中巳介紹過交流接觸器，它的線圈是通過交流電流而工作的，因此在磁系統(tǒng)調(diào)整不好時會出現(xiàn)振動和噪聲，當(dāng)交流接觸器的動鐵芯和靜鐵芯之間因有雜物而閉合不嚴(yán)時，通過線圈的電流較大，嚴(yán)重時將燒毀線圈，特別是額定電流較大的交流接觸器，上述問題更為嚴(yán)重，同時，交流接觸器

35、的功率因數(shù)很低，浪費電能。因此，有必要對交流接觸器進(jìn)行改造，其中比較行之有效的方法是將交流接觸器的交流運行改為直流運行。將交流接觸器改為直流運行后，有如下優(yōu)點：、可以消除運行時的振動和噪音；、降低交流接觸器的釋放電壓，在電源電壓較低時交流接觸器不會釋放。、交流接觸器線圈及鐵芯的溫升可顯著降低，延長交流接觸器的使用壽命。、可以節(jié)約大量的有功功率和無功功率。綜上所述，將交流接觸器改為直流運行。對安全生產(chǎn)和節(jié)約用電都有較大的實際意義。交流接觸器改為直流運行，對接觸器不需作任何改動，只需要略加改變交流接觸器的控制線路即可。改動的方案有很多，按接觸器吸合和運行來分，可分為交流吸合直流運行；以及直流吸合直

36、流運行兩種方案。一、交流吸合、直流運行1、交流吸合、直流運行控制線路之一交流吸合、直流運行控制線路之一如圖21501所示：圖21501交流吸合，直流運行控制線路的原理如下：起動時，按下起動按鈕SB1，接觸器KM獲電吸合，其自鎖觸頭KM閉合，通過電容自鎖。放開起動按鈕SB2后，按鈕SB1和SB2的常閉觸頭將二極管VD接通，使二極管VD與接觸器KM的線圈并聯(lián)。這時KM仍保持吸合狀態(tài)，并轉(zhuǎn)入直流運行。電容串入電路起降壓限流作用。正半波時，二極管VD反偏不導(dǎo)通，電壓經(jīng)過電容加到KM線圈上，線圈電流的方向是從左至右。負(fù)半波時，二極管VD正偏導(dǎo)通，電源電壓通過二極管VD加到電容上，這時，KM線圈產(chǎn)生自感電

37、動勢，二極管為自感電流提供通路，線圈中電流的方向仍是從左至右（此時的電流是自感電流）。因此，電源電壓的方向雖然變化，但是流過線圈的電流卻始終不變。放松按鈕SB2后，交流接觸器進(jìn)入直流運行狀態(tài)。這時交流接觸器相當(dāng)于一個直流電磁鐵，一旦吸合后，磁阻極小，吸力很大，只需要較小的激磁安匝就可以保持吸合狀態(tài)。線路中串聯(lián)的電容C在此起降壓限流的作用，適當(dāng)選擇電容的容量，可使接觸器運行的電流大大減小，所以該線路可以節(jié)約電能。另外，交流接觸器改為直流運行后，吸力也穩(wěn)定，消除了交流運行時的噪聲。2、交流吸合、直流運行的控制電路之二交流吸合、直流運行的控制線路之二如圖21502所示：圖21502的工作原理簡述如下

38、：按下起動按鈕SB2，按觸器KM線圈獲電吸合，其自鎖觸頭KM閉合，通過電容自鎖。在變壓器初極回路中的另一常開輔助觸頭KM閉合，接通變壓器的初級電源。松開按鈕SB2后，SB2的常閉觸頭接通了中間繼電器KA的線圈回路，使其獲電吸合，其常開觸頭KA閉合，使續(xù)流二極管VD3與接觸器KM的線圈并聯(lián)，使接觸器KM投入直流運行。3、元件的選擇變壓器T二次回路的二極管VD1為半波整流二極管；VD2為中間繼電器KA線圈的續(xù)流二極管。這兩個二極管的反向耐壓和正向電流應(yīng)根據(jù)KA的額定電流和電壓來選取。一般用IN4007型的二極管，足可勝任。圖21501與圖21502各線路中的電容可參考下列數(shù)據(jù)選?。ㄔO(shè)交流接觸器線圈

39、的額定電壓為380伏）：CJ10-40型取0.47徽法；CJ10-60型取1徽法；CJ10-100型取1.47徽法；CJ12B-250型取2徽法；CJ12B-600型取6徽法。所選的電容器最好是無極性交流電容器，如果選用無極性直流電容器，其額定工作電壓要大于兩倍的電源電壓。圖中的二極管VD一般選擇正向額定電流為安培，但當(dāng)交流接觸器的額定電流大于400安培時，最好選擇正向額定電流為的二極管；二極管的反向耐壓應(yīng)該選擇大于800伏。在交流接觸器的額定電流小于400時，可選廉價的IN4007型二極管，它的正向電流為1A，反向耐壓為1000伏。二、直流吸合、直流運行控制線路1、直流吸合、直流運行控制線路

40、之一直流吸合、直流運行控制線路之一如圖21503所示：圖21503的控制線路中的按鈕部分的接線，與前面介紹的正轉(zhuǎn)控制線路相同，接觸器部分的接線也較簡單，所以此處略去了接線圖。圖21503的工作原理如下：按下起動按鈕SB2，電源L1通過中間繼電器KA常閉觸頭、二極管VD1整流、電阻限流，給接觸器KM的線圈供電，使接觸器KM獲電吸合，接觸器KM的兩個常開輔助觸頭閉合，其中一個短路按鈕SB2而自鎖；另一個接通中間繼電器KA的線圈回路，使中間繼電器KA獲電吸合，其常閉觸頭KA斷開，切斷VD1、的回路。中間繼電器KA的作用是：待KM可靠吸合之后，方才切斷VD1、的電路，以保證起動可靠。改變電阻的阻值，可

41、以調(diào)節(jié)接觸器KM起動時的吸力。阻值小，接觸器KM起動時的吸力大，反之則吸力小。調(diào)試時如果發(fā)現(xiàn)起動時接觸器KM不容易吸合，可適當(dāng)減小電阻的阻值，直至在電源電壓較低時也能可靠吸合為止。2、直流吸合、直流運行控制線路之二直流吸合、直流運行控制線路之二如圖21504所示：3、直流吸合、直流運行控制線路之三直流吸合、直流運行控制線路之三如圖21505所示：圖21504與圖21505基本相同，它們的不同點是起動完成后，斷開VD1、線路的方法不一樣，圖21504是借助常開按鈕SB2的復(fù)位來切斷；而圖21505是利用接觸器KM的常閉輔助觸頭來切斷。另一個不同是圖21504用四根控制線，而圖21505卻只用三根

42、控制線。此外，圖21504所示線路，起動時接觸器線圈中流過的起動電流較大，所以使用時，起動按鈕SB2被按下的時間不宜太長，起動完畢，應(yīng)立即將SB2釋放。圖21505所示線路，按下按鈕SB2起動時，接觸器線圈KM獲電開始吸合，其常閉觸頭斷開，但常開觸頭尚未閉合時，電容已串入在線路中，起到了降壓作用。接觸器在剛剛起動時，由于常閉觸頭KM的斷開而切斷了電阻和VD1的起動線路，此時接觸器還未來得及可靠吸合，仍然需要較大的激磁安匝。如果電容的容量選得偏小，會造成起動失敗，接觸器出現(xiàn)“吸放吸放”現(xiàn)象，使銜鐵跳動不止，產(chǎn)生很大的噪音。如果電阻的阻值偏大，也會出現(xiàn)上述現(xiàn)象，使接觸器起動失敗。因此，要將電阻及電

43、容的參數(shù)選得適當(dāng)，它們的具體數(shù)值最好通過實際的現(xiàn)場調(diào)試決定。 4、元件的選擇 圖21503至圖21505所示的三個直流吸合直流運行的控制線路中的電容、二極管VD1、VD2以及電阻的參數(shù)，可參考“交流吸合、直流運行的控制線路”選取。注意：電容器的額定電壓應(yīng)大于800伏；VD1、VD2的反向電壓分別為400伏、800伏；接觸器線圈的額定電壓為380伏。電容的容量在可能的情況下，盡量取小值，一般可通過試驗決定。只要在接觸器起動時，接觸器能可靠吸合即可。另外，安裝時，停止按鈕SB1要盡可能安裝在靠近接觸器線圈處，這樣停車時接觸器可瞬時釋放。 三、多個交流接觸器直流運行線路 以上所介紹的各種直流運行線路

44、，都是一個交流接觸器應(yīng)用的控制線路，在實際的工作中，許多場合都是多個交流接觸器集中于一個配電柜中。在這種情況下，如果還采用上述電路來改造交流接觸器的直流運行，將出現(xiàn)投資大，占用空間多等弊端。所以，此時最好采用下面的多只交流接觸器直流運行線路。 多個交流接觸器直流運行線路如圖21506所示。圖21506的工作原理簡述如下：按下起動按鈕SB2，L1與L2兩端的380伏特電壓經(jīng)VD5半波整流，使接觸器KM獲電吸合，KM的常開觸頭閉合，接通保持回路。由于保持電壓方向與合閘電壓方向一致，所以接觸器不會產(chǎn)生跳動，能夠可靠吸合。其它虛線框內(nèi)的交流接觸器的接法與已畫出接線圖的接觸器相同。所以省略未畫出。由于起

45、動時接觸器KM線圈內(nèi)流過很大的起動電流，所以起動時間要盡可能短。另外，在某一個接觸器起動時，要將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于保持電壓（約7.2伏特）的起動電壓（約171伏特）引入公共母線及起動回路，使其它已閉合的接觸器也承受這個較高的起動電壓。所以在起動完成后，要迅速切斷起動回路，圖中，中間繼電器KA就是完成這一任務(wù)的。起動前，直流繼電器KA兩端只有7.2伏特的接觸器保持電壓，所以不會吸合，但當(dāng)某個接觸器起動時，將171伏特的起動電壓引入公共母線，此時KA吸合，其常閉觸頭斷開迅速切斷起動回路，同時也使公共母線與起動電壓脫離。當(dāng)起動按鈕復(fù)位后，中間繼電器KA也復(fù)位，其常閉觸頭恢復(fù)閉合，為第二只接觸器起動作準(zhǔn)備。按下

46、停止按鈕SB1，接觸器KM斷電釋放。第二只接觸器及以后的第三、以及第四等接觸器的起動過程與上述過程相同。采用圖21506控制線路的優(yōu)點是，所用元件少、占用空間也少、投資低、合閘的成功率高。 元件的選擇 圖21506中所用元件參數(shù)如下：二極管VD1VD4，2CZ型20安培600伏特；VD5，2CZ型20安培、1000伏特；中間繼電器KA，DZ51040，220伏特；電容C，CZJD型0.47微法，630伏特；電阻，565歐姆，1530瓦特（可用電爐絲自繞）變壓器T，100300伏安，380伏特8伏特或者220伏特8伏特。7. 關(guān)鍵詞：交流接觸器,無聲運行,電子節(jié)電   

47、60; 由于供電、監(jiān)控、制造等領(lǐng)域?qū)﹄娖鞴ぷ鞯目煽啃浴⒆詣踊?，工礦企業(yè)往往對接觸器的使用量特別大，每個投入使用的接觸器大多是24小時連續(xù)運行。如CJ12系列交流接觸器，操作電磁鐵的電耗分配為:短路環(huán)電耗占253%，鐵芯電耗占65%75%，線圈電耗占3%5%。這樣，就白白浪費掉許多電能，給企業(yè)增加額外電費，加大了生產(chǎn)成本。為了減少這些無功電能損耗，采用二極管作為交流接觸器無聲運行的整流器件，利用二極管半波整流、電阻限流，改為直流操作(即無聲運行)大幅度降低了鐵芯渦流損耗和磁滯損耗以及短路后的損耗，從而大大地降低電磁鐵的電耗，根據(jù)測定100600A的接觸器可節(jié)電93%99%，100A以下的接觸

48、器可節(jié)電68%92%。如一臺CJ1600/3的接觸器交流操作時，需有功260W，需無功1kvar。改為直流操作后需有功8W，不但不汲取無功反而可輸出無功045kvar，全年可節(jié)約有功電量2200kW?h，節(jié)約無功電量12700kW?h，使交流接觸器無聲運行還有以下幾點好處:無噪音、改善工作環(huán)境;運行溫度低;延長了接觸器的使用壽命。    一、二極管的工作原理    從一個PN結(jié)的P區(qū)引出一個電極稱為正極，從N區(qū)引出一個電極稱為負(fù)極，用管殼封裝后就成了晶體二極管，簡稱二極管。按結(jié)構(gòu)劃分，二極管有點接觸型和面接觸型，本文在此僅介紹后者。由于面接觸型二極管的PN結(jié)面積大，故能承受較大的電流，適用于整流。    二、二極管的特性    二極管的伏安特