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关于整流堆原理及应用之浅析

2022-01-17 07:34分类:电子元器件 阅读:

  整流二极管   一种将交流电流能变化为直流电源能的半导体元器件。一般它包括一个PN结,有正级和负级2个接线端子。二极管最重要的特点便是单方位导电率。在线路中,电流量只有从二极管的正级注入,负级排出。   整流二极管(rectifier diode)一种用以将交流电流转换为直流电源的半导体元器件。二极管最重要的特点便是单方位导电率。在线路中,电流量只有从二极管的正级注入,负级排出。一般它包括一个PN结,有正级和负级2个接线端子。其构造如下图所示。P区的自由电子是空穴,N区的自由电子是电子器件,在P区和N区段产生一定的位垒。另加工作电压使P区相对性N区为正的电流时,位垒减少,位垒两边周边造成存储自由电子,能利用大电流量,具备低的电流(典型值为0.7V),称之为正指导通情况。若加反过来的工作电压,使位垒提升,可承担高的方向工作电压,穿过不大的方向电流量(称反方向泄露电流),称之为反方向阻隔情况。整流二极管具备非常明显的单边导电率。整流二极管可以用半导体材料锗或硅等原料生产制造。硅整流二极管的击穿电压高,反方向泄露电流小,高溫功能优良。一般髙压功率大的整流二极管都用高纯度光伏电池生产制造(夹杂较多时非常容易反方向穿透)。这类元器件的结总面积很大,能经过很大电流量(可以达到过千安),但输出功率不高,一般在几十Hz下列。整流二极管关键适用于各种各样低頻半波整流电源电路,如需做到全波整流需连接成整流管应用。   (1)较大 均值整流器电流量IF:指二极管长期性工作中时可以利用的较大 正方向均值电流量。该电流量由PN结的结总面积和排热情况决策。应用时要留意根据二极管的大概电流量不可以超过此值,并要达到排热标准。比如1N4000系列产品二极管的IF为1A。   (2)最大反方向工作标准电压VR:指二极管两边容许增加的最高逆向工作电压。若超过此值,则反方向电流量(IR)猛增,二极管的单边导电率被毁坏,进而造成反方向穿透。一般取反方向击穿电压(VB)的一半做为(VR)。比如1N4001的VR为50V,1N4002-1n4006各自为100V、200V、400V、600V和800V,1N4007的VR为1000V   (3)较大 反方向电流量IR:它是二极管在最大反方向工作标准电压下容许穿过的方向电流量,此参数体现了二极管单边导电率能的优劣。因而这一电流越小,说明二极管品质越好。   (4)击穿电压VB:指二极管反方向光电流特点曲线图大幅度弯折点的电流值。反方向为软特点时,则指给出反方向泄露电流标准下的电流值。   (5)最大输出功率fm:它是二极管在正常的状况下的最大输出功率。关键由PN结的结电容及扩散电容决策,若输出功率超出fm,则二极管的单边导电率能将无法有效地反映。比如1N4000系列产品二极管的fm为3kHz。另有快修复二极管用以頻率较高的交流电流的整流器,如开关电源电路中。   (6)反向恢复時间trr:指在要求的负荷、正方向电流量及较大 反方向暂态工作电压下的反向恢复時间。   (7)零偏压电容器CO:指二极管两电压为零时,扩散电容及结电容的容积之和。特别注意的是,因为生产工艺技术的限定,即便 同一型号规格的二极管其主要参数的离散性也非常大。指南中列出的主要参数通常是一个范畴,若检测标准更改,则对应的基本参数也会产生变化,比如在25°C时测出1N5200系列产品硅塑封膜整流二极管的IR低于10uA,而在100°C时IR则变成低于500uA。   毁坏缘故   (1)避雷、过压维护担当不足。整流器设备未设定避雷、过压保护设备,即便 安装了避雷、过压保护设备,但其工作中不靠谱,因遭雷击或过压而毁坏稳压管。   (2)运作前提极端。间接性传输的柴油发电机,因转速比比例的测算有误或两传动带盘直徑之比不符转速比比例的规定,使发电机组长时间处在高速旋转下运作,而稳压管也就长期性处在较高的电流下工作中,促进稳压管加快脆化,并被迫不得已穿透毁坏。   (3)运作管理方法较差。值勤运作工作人员工作中逃避责任,对外部负载的转变(特别是在深更半夜零点至第二天早上6点中间)不了解,或者当外部发生了甩负载常见故障,运作工作人员沒有按时做好对应的实际操作解决,造成过压而将稳压管穿透毁坏。   (4)安装设备或生产品质不合格。因为柴油发电机长期性处在很大的震动当中运作,使稳压管也处在这一震动的外力作用影响下;与此同时因为柴油发电机转速比忽高忽低,使稳压管承担的工作标准电压也随着时高时低地转变,那样便大大的地加快了稳压管的脆化、毁坏。   (5)稳压管型号规格不符合。拆换新稳压管时错将工作中主要参数不符合规定的管道换掉或是布线不正确,导致稳压管穿透毁坏。   (6)稳压管安全性裕量偏小。稳压管的过压、过电流量安全性裕量偏小,使稳压管承受不住发电机组励磁调节器控制回路中产生的过压或过电流量暂态过程最高值的侵袭而毁坏。 关于整流堆原理及应用之浅析

  整流器堆还有一个名称称为整流管,它还可以将交流电流转变成直流电源。

  交流电流AC的波形图是如此的:

  剖析一:

  可是因为整流管是有四个二极管构成的,而二极管是有截止电压(约0.7V)的,因此 根据独立的二极管出去的波形图是:

  二极管在[0,π]中间的导通角是t,低于π。

  经整流管以后的电阻器上的工作电压波型为(输出电压显著比交流电流两直流电压小,她们中间的关联(对于剖析一图而言)是U1=0.9U2,在其中U1是经整流桥堆后的输出电压,U2是AC的键入工作电压):

  剖析二:

  假如在负荷上串联一个电容器时,负荷和电容器上的电流转变一致:

  为什么是那样的呢?

  由于电容器具备蓄电池充电的功效,能够 为载荷给予工作电压。当整流器堆中的二极管通断时电容器逐渐电池充电,等交流电流过完最高值后小于0.7的截止电压,电源电路就堵塞了,这时电容器上的电流做到最高值并终止电池充电,电容器与负荷产生闭合回路,电容器逐渐为载荷给予工作电压以保持负荷一切正常工作中。当在交流电流的负半周期时间和正半周期时间工作中是一样的,故有图中。

  整流管的二极管的方向抗压应当起码是负荷工作电压的二倍,由于当在交流电流的负半周期时间工作中时,二极管反方向压力差是2*sqrt(2)*Uac,假如反方向工作电压过大,二极管可能永久毁坏,不可以一切正常展现二极管的特点。二极管的工作电流是负荷工作电流的一半,由于在一个工作中时间中,每只二极管只是工作中了大半个周期时间,也就是前半周期时间的工作电流是穿过在其中2个二极管中给予的,下半叶的工作电流是穿过另2个二极管电流量给予的。

  这也是整流器堆的datasheet,在其中40意味着是4皮安,05,1,2,。..。..就是指反方向抗压值。

  合理工作电压:假如在2个电阻器上各自连接一个交流电流和一个交流电压,在同样時间热值同样,也就是输出功率相同,则就把这个交流电压等效电路为这一交流电流的有效值。

  surge current是浪涌电压,假如大半个周期时间内根据二极管的浪涌电压超过8.3ms,二极管可能被永久性毁坏。

  二极管的光电流特点曲线图,电阻器是转变的。

  从该图上我们可以看得出在100°下列,二极管上的电流量基本上不会改变,当超过100°时,二极管承担的交流电逐步降低,故我们在设计方案二极管操作温度时,尽量在100°下列。


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