《极管应用电路》课件.ppt

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1、,2.1单相整流电路,2.2其他二极管及应用电路,本章小结,第二章二极管应用电路,单相半波整流电路,将交变电流变换成单向脉动电流的过程称为整流。实现这种功能的电路称为整流电路或称整流器。,2.1单相整流电路,单相半波整流电路如图所示。,由电源变压器 T、整流二极管 VD 和负载电阻 RL 组成。,2.1单相整流电路,（1）当v2 为正半周时，二极管 VD 加正向电压，处于导通状态，RL 上产生正半周电压 vO，如图（b）所示。,（2）当 v2 为负半周时，二极管 VD 加反向电压，处于截止状态，RL 上无电流流过，如图（c）所示。,工作原理示意图如图所示。,1工作原理,各波形之间的对应关系如图

2、所示。,2.1单相整流电路,半波整流：电路仅利用电源电压 的半个波，故称半波整流。,脉动直流电：大小波动，方向不变的电流（或电压）称为脉动直流电。,半波整流后的输出信号为半波脉动直流电。半波整流电路的缺点是电源利用率低，且输出脉动大。,2.1单相整流电路,2负载与整流二极管的电压和电流,（1）负载电压 VO,（2）负载电流 IL,（3）流过二极管的正向电流 IV,（4）二极管反向峰值电压 VR,VO=0.45 V2,2.1单相整流电路,（5）正确选择二极管的参数：,最大整流电流：,最高反向工作电压：,IVM IO,2.1单相整流电路,单相全波整流电路如图所示。,单相全波整流电路,2.1单相整流

3、电路,1工作原理,（2）当 v1 为负半周时，如图（b）所示，VD2 导通，VD1 截止，RL 两端输出电压。,2.1单相整流电路,（1）当 v1 为正半周时，如图（b）所示，VD1 导通，VD2 截止，RL 两端输出电压。,全波整流波形如图所示。,2.1单相整流电路,2负载与整流二极管的电压和电流,（1）负载所获得的直流电压平均值：,VO=2 0.45 V2=0.9 V2,（2）负载平均电流：,（3）每只二极管承受的反向峰值电压 VR,（4）每只二极管通过的平均电流：,2.1单相整流电路,1工作原理,具有电阻负载的桥式整流电路如图所示。,单相桥式整流电路,2.1单相整流电路,（1）当 v1

4、为正半周时，如图（b）所示，VD1 和 VD2 导通，VD3 和 VD4 截止，RL 两端输出电压 vO。,（2）当 v1 为负半周时，如图（b）所示，VD3和 VD4 导通，VD1 和 VD2 截止，RL 两端输出电压 vO。,2.1单相整流电路,桥式整流电路波形如图所示。,2.1单相整流电路,2负载与整流二极管的电压和电流,（1）负载所获得的直流电压平均值：,VO=2 0.45 V2=0.9 V2,（4）每只二极管承受的反向电压：,（3）每只二极管通过的平均电流：,（2）负载平均电流：,2.1单相整流电路,例 2-1有一直流负载需要直流电压 6 V，直流电流0.4 A，若采用桥式整流电路，

5、求电源变压器的二次电压。并选择二极管的型号。,则,解,取V2=9.1 V(6.7 V+0.7 V 2),因 VL=0.9 V2,流过二极管的平均电流,选择二极管可用整流电流为 300 mA，额定反向工作电压为 25 V 的 2CZ53A，共四只。,二极管承受的反向电压,2.1单相整流电路,在整流电路后加接滤波电路可使负载得到平滑的直流电压。常见的滤波电路有 型 LC 滤波、型 LC 滤波和 型RC 滤波，如图所示。,滤波电路简介,2.1单相整流电路,1电容滤波电路,电路图如图所示。,（1）电容器在半波整流电路中的滤波作用,2.1单相整流电路,2.1单相整流电路,v2为第一个正半周,当 v2 v

6、C 时，VD 截止，电容器对负载 RL 放电，RL 中有电流，放电延续到下一个正半周。如图（c）所示。,当 v2 vC 时，VD 导通，对 C 充电。如图（b）所示。,v2 由 0 开始上升，但当 v2 vC时，VD 仍截止。,v2 为第二个正半周,当 v2 vC 时，VD 导通，继续对 C 充电，但因为电容器上有剩余电压，充电时间缩短。,当 v2 vC 时，VD 截止，电容通过 RL 放电。,直流电流：,负载上的直流电压近似等于输入电压 v2 的峰值 V2m，即 VO V2m。,2.1单相整流电路,电容的充放电反复进行，直到电容器 C 上充电上升的电压等于放电下降的电压时，进入稳定状态。波形

7、如图（d）所示。,电路图和波形如图所示。,（2）电容器在全波整流电路中的滤波作用,2.1单相整流电路,输出电压（平均值）：,全波整流电路输出的是全波脉动直流电，输入电压正负半周对电容 C 充电两次，充电方向相同，电容 C 对负载放电时间缩短。,半波：VO=V2,全波：VO=1.2 V2,2.1单相整流电路,图示采用 型 RC 滤波电路的桥式整流器。,2RC 滤波电路,电路中 C1 的作用和上面讲的滤波作用相同，R 和 C2 起进一步平滑作用，C2 越大，效果越好。只是电阻 R 上的直流压降使输出电压降低。,2.1单相整流电路,3 型 LC 滤波电路,图示为 型 LC 滤波电路。,2.1单相整流

8、电路,图中 L 为电感量很大的铁心线圈，使加到 RL 上的交流成分减小，所以这种滤波器的平滑滤波作用比 RC 滤波器好。,2.1单相整流电路,4 型 LC 滤波电路,图示为 型 LC 滤波电路。,滤波作用最好，适用于负载电阻小，电流大，滤波电压要求比较高的场合。,这种滤波电路线圈体积大、笨重、成本高。,发光二极管（LED）,LED 的外形和电路符号如图所示。,一般发光二极管加上一定的正向电压时，能发出红、绿和黄色的光。,发光二极管的 PN 采用特殊工艺制成。,1LED 的结构和符号,2.2其他二极管及其应用电路,2LED 的特性,LED 的伏安特性如图所示。,优点：亮度高、电压低、体积小、可靠

9、性高、寿命长、响应速度快、颜色鲜。,正向工作电压：比普通二极管高，约 1.2 V 2.5 V；,反向击穿电压：一般比普通二极管低，约 5 V 左右。,2.2其他二极管及其应用电路,3LED 的主要参数,发光二极管的特性参数主要包括电性能参数和光性能参数。,4LED 驱动电路。,（1）单个 LED 驱动电路,驱动电路如图所示。,2.2其他二极管及其应用电路,（2）多个 LED 驱动电路,如需同一电源同时驱动几只 LED，应将他们串起来，如图（b）所示。也可将若干个 LED 分别串联后再并联,如图（c）所示。,2.2其他二极管及其应用电路,定义：稳压二极管是一种能稳定电压的二极管。,电路符号和伏安

10、特性如图所示。,稳压二极管,2.2其他二极管及其应用电路,1稳压二极管的特性,稳压二极管通常工作在反向击穿区，通过稳压二极管的电流在很大范围内变化时，电压基本不变。,稳压的两个基本条件：,（1）管子两端需加上一个大于其击穿电压的反向电压。,（2）采取适当措施限制击穿后工作的反向电流值。,2.2其他二极管及其应用电路,2稳压二极管的主要参数,（1）稳定电压 VZ：稳压二极管在正常工作状态下管子两端的电压值。,（2）稳定电流 IZ：稳压二极管在正常工作状态下的工作电流。,（3）耗散功率 PCM：稳压管的稳定电压 VZ 与最大稳定电流 IZM的乘积，若使用中超过这个数值，稳压管将被烧毁。,2.2其他

11、二极管及其应用电路,1光电二极管的电路符号及工作原理。,光电二极管,特性：光电二极管是一种将光信号转变成电信号的半导体器件。光电二极管工作在反向偏置状态。,电路符号如图所示。,光电流：由于光照射而形成的电流。大小与光照的强度和光的波长有光。,2.2其他二极管及其应用电路,2光电二极管的主要参数,（1）最高工作电压 VRM：光电二极管在无光照条件下，反向电流不超过 0.1 A 时所能承受的最高反向电压。VRM 越大，管子性能越稳定。,（2）暗电流 ID：光电二极管在无光照时，在最高反向电压作用下所测得的反向电流。ID 越小，管子性能越好，对光的敏感度越高。,（3）光电流 IL：光电二极管在光照时

12、所产生的光电流。IL 越大，管子性能越好。,2.2其他二极管及其应用电路,无引线片状二极管,片状二极管是一种无引线、体积小、重量轻、性能好、尺寸标准化的新型二极管。,片状二极管的几种主要封装形式如图所示。,2.2其他二极管及其应用电路,复合二极管是指一个封装内包含 2 个以上的二极管。,组合形式：共阴极式、共阳极式、串联式和独立式等几种。如图所示。,复合二极管,共阴式串联式共阳式 独立输出式,2.2其他二极管及其应用电路,SOT-23SC-70 SOT-89 EM-3,封装形式：SOT-23、SC-70、EM-3、SOT-89 等。如图所示。,2.2其他二极管及其应用电路,本章小结,3单相桥式

13、整流电路为全波整流电路，在电源正、负半周时，两组电路轮流工作，所以二极管中的电流平均值仅为负载电流的一半。,1单相半波整流电路负载所获得的电压、电流是正弦半波，其电压平均值；整流二极管的极限参数选择：应使 IVM IO，VM。,2单相全波整流电路采用全波整流，使输出电压平均值提高一倍，即。全波整流电路的主要缺点是管子的耐压值需要提高一倍，电源变压器需要有中心抽头，因此元器件费用增加。,4滤波的目的在于滤去脉动电流中的交流分量。滤波的方法是利用对频率敏感的电路元件去抑制或旁路脉动量中的交流分量。,7光电二极管要加反向工作电压。光电流是将光能转变成电能的一种外在表现，实现将光信号到电信号的转换。,8了解无引线片状二极管及复合二极管的结构特点和应用。,5发光二极管发光的条件：在电路中接上正向电压，管子中有几毫安的正向电流就能发光。,6稳压二极管必须工作在反向击穿区。另外，稳压管的工作电流必须限制在安全值以内，否则管子会因过热而损坏。,