二極管7種應(yīng)用電路詳解之五
9.4.5 二極管開(kāi)關(guān)電路及故障處理
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201607/294154.htm開(kāi)關(guān)電路是一種常用的功能電路,例如家庭中的照明電路中的開(kāi)關(guān),各種民用電器中的電源開(kāi)關(guān)等。
在開(kāi)關(guān)電路中有兩大類(lèi)的開(kāi)關(guān):
(1)機(jī)械式的開(kāi)關(guān),采用機(jī)械式的開(kāi)關(guān)件作為開(kāi)關(guān)電路中的元器件。
(2)電子開(kāi)關(guān),所謂的電子開(kāi)關(guān),不用機(jī)械式的開(kāi)關(guān)件,而是采用二極管、三極管這類(lèi)器件構(gòu)成開(kāi)關(guān)電路。
1.開(kāi)關(guān)二極管開(kāi)關(guān)特性說(shuō)明
開(kāi)關(guān)二極管同普通的二極管一樣,也是一個(gè)PN結(jié)的結(jié)構(gòu),不同之處是要求這種二極管的開(kāi)關(guān)特性要好。
當(dāng)給開(kāi)關(guān)二極管加上正向電壓時(shí),二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的通態(tài);當(dāng)給開(kāi)關(guān)二極管加上反向電壓時(shí),二極管處于截止?fàn)顟B(tài),相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的斷態(tài)。二極管的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)完成開(kāi)與關(guān)功能。
開(kāi)關(guān)二極管就是利用這種特性,且通過(guò)制造工藝,開(kāi)關(guān)特性更好,即開(kāi)關(guān)速度更快,PN結(jié)的結(jié)電容更小,導(dǎo)通時(shí)的內(nèi)阻更小,截止時(shí)的電阻很大。
如表9-41所示是開(kāi)關(guān)時(shí)間概念說(shuō)明。
表6.19 開(kāi)關(guān)時(shí)間概念說(shuō)明
2.典型二極管開(kāi)關(guān)電路工作原理
二極管構(gòu)成的電子開(kāi)關(guān)電路形式多種多樣,如圖9-46所示是一種常見(jiàn)的二極管開(kāi)關(guān)電路。
圖9-46 二極管開(kāi)關(guān)電路
通過(guò)觀察這一電路,可以熟悉下列幾個(gè)方面的問(wèn)題,以利于對(duì)電路工作原理的分析:
(1)了解這個(gè)單元電路功能是第一步。從圖8-14所示電路中可以看出,電感L1和電容C1并聯(lián),這顯然是一個(gè)LC并聯(lián)諧振電路,是這個(gè)單元電路的基本功能,明確這一點(diǎn)后可以知道,電路中的其他元器件應(yīng)該是圍繞這個(gè)基本功能的輔助元器件,是對(duì)電路基本功能的擴(kuò)展或補(bǔ)充等,以此思路可以方便地分析電路中的元器件作用。
(2)C2和VD1構(gòu)成串聯(lián)電路,然后再與C1并聯(lián),從這種電路結(jié)構(gòu)可以得出一個(gè)判斷結(jié)果:C2和VD1這個(gè)支路的作用是通過(guò)該支路來(lái)改變與電容C1并聯(lián)后的總?cè)萘看笮?,這樣判斷的理由是:C2和VD1支路與C1上并聯(lián)后總電容量改變了,與L1構(gòu)成的LC并聯(lián)諧振電路其振蕩頻率改變了。所以,這是一個(gè)改變LC并聯(lián)諧振電路頻率的電路。
關(guān)于二極管電子開(kāi)關(guān)電路分析思路說(shuō)明如下幾點(diǎn):
(1)電路中,C2和VD1串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路特性可知,C2和VD1要么同時(shí)接入電路,要么同時(shí)斷開(kāi)。如果只是需要C2并聯(lián)在C1上,可以直接將C2并聯(lián)在C1上,可是串入二極管VD1,說(shuō)明VD1控制著C2的接入與斷開(kāi)。
(2)根據(jù)二極管的導(dǎo)通與截止特性可知,當(dāng)需要C2接入電路時(shí)讓VD1導(dǎo)通,當(dāng)不需要C2接入電路時(shí)讓VD1截止,二極管的這種工作方式稱(chēng)為開(kāi)關(guān)方式,這樣的電路稱(chēng)為二極管開(kāi)關(guān)電路。
(3)二極管的導(dǎo)通與截止要有電壓控制,電路中VD1正極通過(guò)電阻R1、開(kāi)關(guān)S1與直流電壓+V端相連,這一電壓就是二極管的控制電壓。
(4)電路中的開(kāi)關(guān)S1用來(lái)控制工作電壓+V是否接入電路。根據(jù)S1開(kāi)關(guān)電路更容易確認(rèn)二極管VD1工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下,因?yàn)镾1的開(kāi)、關(guān)控制了二極管的導(dǎo)通與截止。
如表9-42所示是二極管電子開(kāi)關(guān)電路工作原理說(shuō)明。
表9-42 二極管電子開(kāi)關(guān)電路工作原理說(shuō)明
在上述兩種狀態(tài)下,由于LC并聯(lián)諧振電路中的電容不同,一種情況只有C1,另一種情況是C1與C2并聯(lián),在電容量不同的情況下LC并聯(lián)諧振電路的諧振頻率不同。所以,VD1在電路中的真正作用是控制LC并聯(lián)諧振電路的諧振頻率。
關(guān)于二極管電子開(kāi)關(guān)電路分析細(xì)節(jié)說(shuō)明下列二點(diǎn):
(1)當(dāng)電路中有開(kāi)關(guān)件時(shí),電路的分析就以該開(kāi)關(guān)接通和斷開(kāi)兩種情況為例,分別進(jìn)行電路工作狀態(tài)的分析。所以,電路中出現(xiàn)開(kāi)關(guān)件時(shí)能為電路分析提供思路。
(2)LC并聯(lián)諧振電路中的信號(hào)通過(guò)C2加到VD1正極上,但是由于諧振電路中的信號(hào)幅度比較小,所以加到VD1正極上的正半周信號(hào)幅度很小,不會(huì)使VD1導(dǎo)通。
3.故障檢測(cè)方法和電路故障分析
如圖9-47所示是檢測(cè)電路中開(kāi)關(guān)二極管時(shí)接線(xiàn)示意圖,在開(kāi)關(guān)接通時(shí)測(cè)量二極管VD1兩端直流電壓降,應(yīng)該為0.6V,如果遠(yuǎn)小于這個(gè)電壓值說(shuō)明VD1短路,如果遠(yuǎn)大小于這個(gè)電壓值說(shuō)明VD1開(kāi)路。另外,如果沒(méi)有明顯發(fā)現(xiàn)VD1出現(xiàn)短路或開(kāi)路故障時(shí),可以用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)量它的正向電阻,要很小,否則正向電阻大也不好。
圖9-47 檢測(cè)電路中開(kāi)關(guān)二極管時(shí)接線(xiàn)示意圖
如果這一電路中開(kāi)關(guān)二極管開(kāi)路或短路,都不能進(jìn)行振蕩頻率的調(diào)整。開(kāi)關(guān)二極管開(kāi)路時(shí),電容C2不能接入電路,此時(shí)振蕩頻率升高;開(kāi)關(guān)二極管短路時(shí),電容C2始終接入電路,此時(shí)振蕩頻率降低。
4.同類(lèi)電路工作原理分析
評(píng)論