半导体二极管的基本应用

1、1.3半导体二极管的基本应用半导体二极管的基本应用1.3.1 单相桥式整流滤波电路单相桥式整流滤波电路1.3.2 硅高压整流堆简介硅高压整流堆简介1.3.3 限幅电路限幅电路1.3.1 单相桥式整流滤波电路单相桥式整流滤波电路一、单相桥式整流D3RLD4D2D1u1u2+uo ioRLD4D3D2D1+uo u2u1输入正半周1. 1. 工作原理输入负半周+uo tO tO tO tO 2 3 2 3 Im 2 2 3 3 uOu2uDiD= iO22U22UU22. 负载上直流电压 UO 和直流电流 IO 的计算)(sin 2 102OttdUU 2O 22UU 29 . 0 U LOORU

2、I L29 . 0RU 3. 二极管参数的计算二极管平均电流OD21II L245. 0RU 二极管最大反向压2DRM2UU 单相半波单相半波单相全波单相全波单相桥式单相桥式电路电路原理图原理图输出直流输出直流电压电压UO0.45U20.9U20.9U2二极管平二极管平均电流均电流IDIO0.5IO0.5IO最高反压最高反压 UDRM优点优点结构简单结构简单输出波形脉动小输出波形脉动小输出波形脉动小输出波形脉动小二极管承受反压小二极管承受反压小缺点缺点输出波形脉动大输出波形脉动大输出电压低，输出电压低，二极管承受反压高二极管承受反压高变压器要求有抽头变压器要求有抽头需要四只二极管需要四只二极管

3、表1.3.1 各种单相整流电路的比较22U22U222UiO+ u2u1+ + uOiO+ u2u1+ + uOiO+ u2u1+ + uOiD1例 1.3.1 一单相桥式整流电路，要求UO= 40V， IO= 2A，220V交流电源，试选择整流二极管。解：变压器副边电压有效值为OO21 . 1 .90 UUU 44.4VV 401 . 1 二极管承受最高反压为2DRM2UU V 62.8V 4 .442 二极管的平均电流为OD21II A1 A221 可选择 2CZ56CURM = 100 VIFM = 3 A二、 硅整流组合管外形表1.4.2 几种硅整流组合管的典型参数 参数参数型号型号I

4、FM/AUDRM/VIR/ AUF/VQL20.05251000 10 1.2QL20.2QL30.5QL45 20io + uo= uc RLD1D4D3D2+u 1. 电容滤波V 导通时给 C 充电，V 截止时 C 向 RL 放电；（1）工作原理滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。电容充电电容放电C三、滤波电路RC 越大 UO 越大（2）波形及参数计算2O2U U 当 RL = 时：O tuO 2 22U当 RL 为有限值时：2O229 . 0UUU RL = 输入交流电压的周期当满足：2)53(LdTCR UO = (1.1 1.2) U2LOORUI LO)2 . 11 . 1(

5、RU L2LOD2)2 . 11 . 1(2RURUI I2 = (1.5 2) IO变压器副边绕组电流有效值（3）输出特性OUO22UIO2 9 . 0U 输出电压随输出电流的增大而明显降低，带负载能力差。 一般用于负载电流较小且变化不大的场合。电容滤波：优点：电路简单，输出直流电压较高，纹波较小。缺点：带负载能力差。 例 1.3.2 要求直流输出电压 UO = 24 V， IO= 120 mA，220V的交流电源频率 f = 50 Hz，采用单相桥式整流电容滤波，选择元件。 解1. 电源变压器参数计算V 202 . 1242 . 1O2 UU变压器变比：11V 20V 22021 UUK变

6、压器副边电流：I2= 2IO= 2 120 mA= 240 mA2. 整流二极管选择二极管平均电流：mA 06mA 2012121OD II承受最高反压：V 2 .2822DRM UU2CZ53B:IF = 0.3 AURM = 50 V硅堆QL3:0.2 A, 50 V3. 选滤波电容s 04. 050/122 L TCR取取L2RTC OO/2IUT F 200 40s 0.04 电解电容:200 F耐压 50 V 2. 电感滤波io + uo RLD1D4D3D2+u2 +u1 L整流后的输出电压：直流分量被电感 L 短路交流分量主要降在 L 上优点：频率越高，L 越大， RL越小，滤波

7、效果越好。缺点：电感铁心笨重、体积大。适用于负载电流较大且负载变化大的场合。2. 复式滤波复式滤波 型 型RCLCLC表1.4.3 各种滤波器的比较类型类型电容滤波电容滤波电感滤波电感滤波RC - 型型LC - 型型LC - 型型UO 1.2 UO 1.2 UO 1.2 UO 1.2 UO 0.9 UO二极管二极管冲击电流冲击电流大大小小大大大大小小带载能力带载能力差差强强差差差差强强适用场合适用场合小电流小电流大电流大电流小电流小电流小电流小电流大大/小电流小电流其它特点其它特点电路电路简单简单电感笨重电感笨重成本高成本高脉动成分脉动成分减小，但减小，但 R 上有直上有直流压降流压降脉动成分

8、脉动成分减小，但减小，但电感笨重电感笨重成本高成本高脉动成分脉动成分减小，适减小，适应性较强，应性较强，但有电感但有电感1. 结构多个高压硅整流二极管串联后封装而成2. 外形DH262CGL2CL513. 用途要求承受高反压的场合,如静电喷漆、除尘等表1.4.4 几种高压硅堆的主要参数 参数参数型号型号IFM/mAURM/VUF/V IR/ ATjM/C2CG1020210 20 20 40 2 1002DGL1A512 30 20 50101251.3.2 硅硅高压高压整流堆整流堆 (高压硅堆高压硅堆) 简介简介4. 倍压整流电路22U222U222Uu2 负半周，D2导通, C2充电至22

9、2Uu2 再次再次正半周，D1 ,D3导通, C1充电至 ,C3充电至22U222Uu2再次再次负半周，D2 ,D4导通, C2充电至 ,C4充电至222U222Uu2 正半周，D1导通, C1充电至22U222U223U224U倍压整流电路只适于负载电流很小的场合D1D2uiuORUC1 UC21.3.3 限幅电路ui 正半周:ui UC1时:uO = UC1D1 导通 D2截止ui 负半周:| ui | UC2时:D2 导通 D1 截止uO = UC2OtuOOtuiUC1UC2UC1UC2单相半波单相半波单相全波单相全波单相桥式单相桥式电路电路原理图原理图输出直流输出直流电压电压UO0.

10、45U20.9U20.9U2二极管平二极管平均电流均电流IDIO0.5IO0.5IO最高反压最高反压 UDRM优点优点结构简单结构简单输出波形脉动小输出波形脉动小输出波形脉动小输出波形脉动小二极管承受反压小二极管承受反压小缺点缺点输出波形脉动大输出波形脉动大输出电压低，输出电压低，二极管承受反压高二极管承受反压高变压器要求有抽头变压器要求有抽头需要四只二极管需要四只二极管表1.3.1 各种单相整流电路的比较22U22U222UiO+ u2u1+ + uOiO+ u2u1+ + uOiO+ u2u1+ + uOiD1二、 硅整流组合管外形表1.4.2 几种硅整流组合管的典型参数 参数参数型号型号IFM/AUDRM/VIR/ AUF