在開關(guān)電源中,二極管的主要作用是整流。按照整流電路中交流電的頻率,開關(guān)電源中的整流電路可以分為一次整流電路(低頻整流)和二次整流電路(高頻整流)。其中,一次整流電路指的是對(duì)市電交流電(頻率為50Hz或60Hz)進(jìn)行整流,二次整流電路指的是對(duì)高頻交流電(頻率為幾十kHz到幾百kHz甚至更高)進(jìn)行整流。一次整流電路和二次整流電路的原理都是利用二極管的單向?qū)щ娦园呀涣麟娮兂蓡蜗蛎}動(dòng)直流電,但是它們對(duì)二極管參數(shù)的要求的側(cè)重點(diǎn)不同。一次整流電路選擇二極管時(shí)主要考慮功率損耗和反向阻斷能力,也就是二極管參數(shù)中的正向壓降UF、反向電流IR要盡可能的小。二次整流電路選擇二極管時(shí)除考慮正向壓降UF、反向電流IR要小外,反向恢復(fù)時(shí)間trr必須滿足電路的需要,反向恢復(fù)時(shí)間成為選擇二極管參數(shù)優(yōu)先考慮的問(wèn)題??旎謴?fù)二極管、肖特基二極管在開關(guān)電源電路中常用的二極管舉例如下??旎謴?fù)二極管快恢復(fù)二極管反向恢復(fù)過(guò)程很短,簡(jiǎn)稱快速二極管??焖俣O管在工藝上多采用摻金措施,有的采用PN結(jié)型結(jié)構(gòu),有的采用改進(jìn)的PIN結(jié)構(gòu)。快速二極管從性能上可分為快速恢復(fù)和超快速恢復(fù)兩個(gè)等級(jí),快速恢復(fù)二極管反向恢復(fù)時(shí)間一般小于5μs,超快速恢復(fù)二極管反向恢復(fù)時(shí)間低可小于50ns。由P區(qū)引出的電極稱為陽(yáng)極,N區(qū)引出的電極稱為陰極。廣東常見美高森美快恢復(fù)二極管
二極管普遍的功能就是只允許電流由單一方向通過(guò)(稱為順向偏壓),反向時(shí)阻斷(稱為逆向偏壓)。因此,二極管可以想成電子版的逆止閥。然而實(shí)際上二極管并不會(huì)表現(xiàn)出如此完美的開與關(guān)的方向性,而是較為復(fù)雜的非線性電子特征——這是由特定類型的二極管技術(shù)決定的。二極管使用上除了用做開關(guān)的方式之外還有很多其他的功能。早期的二極管包含“貓須晶體("Cat'sWhisker"Crystals)”以及真空管(英國(guó)稱為“熱游離閥(ThermionicValves)”)。現(xiàn)今普遍的二極管大多是使用半導(dǎo)體材料如硅或鍺。1、正向性外加正向電壓時(shí),在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區(qū)。這個(gè)不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓以后,PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)被克服,二極管正向?qū)ǎ娏麟S電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi),導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變,這個(gè)電壓稱為二極管的正向電壓。2、反向性外加反向電壓不超過(guò)一定范圍時(shí),通過(guò)二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)所形成反向電流。由于反向電流很小,二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。這個(gè)反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流。廣東常見美高森美快恢復(fù)二極管快恢復(fù)二極管它主要用于開關(guān)電源,脈寬調(diào)制器,逆變器和其他電子設(shè)備。
并利用DBC基板的刻蝕圖形,使焊接簡(jiǎn)化。同時(shí),所有主電極的引出端子都焊在DBC基板上,這樣使連線減少,模塊可靠性提高。4)外殼:殼體采用抗壓、抗拉和絕緣強(qiáng)度高以及熱變溫度高的,并加有40%玻璃纖維的聚苯硫醚(PPS)注塑型材料組成,它能很好地解決與銅底板、主電極之間的熱脹冷縮的匹配問(wèn)題,通過(guò)環(huán)氧樹脂的澆注固化工藝或環(huán)氧板的間隔,實(shí)現(xiàn)上下殼體的結(jié)構(gòu)連接,以達(dá)到較高的防護(hù)強(qiáng)度和氣閉密封,并為主電極引出提供支撐。3主要技術(shù)參數(shù)及應(yīng)用大功率高頻開關(guān)器件(IGBT、功率MOSFET、IGCT等)已用于VVVF、UPS、SMPS、逆變焊機(jī)、伺服電機(jī)傳動(dòng)放大器等具有直流環(huán)的逆變裝置內(nèi)。圖3和4分別示出了VVVF變頻器和高頻逆變焊機(jī)的電原理圖。目前,圖中的VD1~VD6均采用普通整流二極管,R為充電限流電阻,K為接觸器,其作用是對(duì)充電限流電阻進(jìn)行短接。由于高的開關(guān)頻率,以及VD1~VD6的反向恢復(fù)峰值電流高和反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng),因而產(chǎn)生諧波,并使電流、電壓的波形嚴(yán)重畸變,噪聲很高,用超快恢復(fù)二極管(FRED)替代普通整流二極管作為逆變器的輸入整流器,可使變頻器的噪聲降低到15dB,這主要是由于FRED的關(guān)斷特性(低的反向恢復(fù)峰值電流和短的反向恢復(fù)時(shí)間)所決定。
從大型的液晶電視、電腦顯示屏到媒體播放器MP3、MP4以及手機(jī)等的顯示屏都將發(fā)光二極管用作屏背光源。[6](2)汽車以及大型機(jī)械中的應(yīng)用發(fā)光二極管在汽車以及大型機(jī)械中得到應(yīng)用。汽車以及大型機(jī)械設(shè)備中的方向燈、車內(nèi)照明、機(jī)械設(shè)備儀表照明、大前燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、尾燈等都運(yùn)用了發(fā)光二極管。主要是因?yàn)榘l(fā)光二極管的響應(yīng)快、使用壽命長(zhǎng)(一般發(fā)光二極管的壽命比汽車以及大型機(jī)械壽命長(zhǎng))。[6](3)煤礦中的應(yīng)用由于發(fā)光二極管較普通發(fā)光器件具有效率高、能耗小、壽命長(zhǎng)、光度強(qiáng)等特點(diǎn),因此礦工燈以及井下照明等設(shè)備使用了發(fā)光二極管。雖然還未完全普及,但在不久將得到普遍應(yīng)用,發(fā)光二極管將在煤礦應(yīng)用中取代普通發(fā)光器件。[6](4)城市的裝飾燈在當(dāng)今繁華的商業(yè)時(shí)代,霓虹燈是城市繁華的重要標(biāo)志,但霓虹燈存在很多缺點(diǎn),比如壽命不夠長(zhǎng)等。因此,用發(fā)光二極管替代霓虹燈有著很多優(yōu)勢(shì),因?yàn)榘l(fā)光二極管與霓虹燈相比除了壽命長(zhǎng),還有節(jié)能、驅(qū)動(dòng)和控制簡(jiǎn)易、無(wú)需維護(hù)等特點(diǎn)。發(fā)光二極管替代霓虹燈將是照明設(shè)備發(fā)展的必然結(jié)果。[6]詞條圖冊(cè)更多圖冊(cè)參考資料1.淺議二極管的原理.中國(guó)知網(wǎng)[引用日期2019-10-13]2.二極管開關(guān)特性探討.中國(guó)知網(wǎng)[引用日期2019-10-13]3.??旎謴?fù)二極管:可理解為快速二極管,高頻二極管,通常用在開關(guān)電源做整流二極管。
[4]二極管發(fā)光二極管發(fā)光二極管是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成光能的半導(dǎo)體固體顯示器件,簡(jiǎn)稱LED(LightEmittingDiode)。和普通二發(fā)光二極管極管相似,發(fā)光二極管也是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成。發(fā)光二極管的PN結(jié)封裝在透明塑料殼內(nèi),外形有方形、矩形和圓形等。發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電壓低、工作電流小,具有很強(qiáng)的抗振動(dòng)和沖擊能力、體積小、可靠性高、耗電省和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),用于信號(hào)指示等電路中。[4]在電子技術(shù)中常用的數(shù)碼管,發(fā)光二極管的原理與光電二極管相反。當(dāng)發(fā)光二極管正向偏置通過(guò)電流時(shí)會(huì)發(fā)出光來(lái),這是由于電子與空穴直接復(fù)合時(shí)放出能量的結(jié)果。它的光譜范圍比較窄,其波長(zhǎng)由所使用的基本材料而定。[4]二極管特性參數(shù)編輯用來(lái)表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo),稱為二極管的參數(shù)。不同類型的二極管有不同的特性參數(shù)。[4]二極管伏安特性二極管具有單向?qū)щ娦?,二極管的伏安特性曲線如圖所示[5]。二極管的伏安特性曲線在二極管加有正向電壓,當(dāng)電壓值較小時(shí),電流極??;當(dāng)電壓超過(guò),電流開始按指數(shù)規(guī)律增大,通常稱此為二極管的開啟電壓;當(dāng)電壓達(dá)到約,二極管處于完全導(dǎo)通狀態(tài),通常稱此電壓為二極管的導(dǎo)通電壓,用符號(hào)UD表示[4]。對(duì)于鍺二極管,開啟電壓為。超快恢復(fù)二極管的反向恢復(fù)電荷進(jìn)一步減小,使其trr可低至幾十納秒。廣東常見美高森美快恢復(fù)二極管
肖特基二極管是以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢(shì)壘為基礎(chǔ)的二極管,簡(jiǎn)稱肖特基二極管(Schottky Barrier Diode)。廣東常見美高森美快恢復(fù)二極管
這種接法就相當(dāng)于給予萬(wàn)用表串接上了,使檢測(cè)電壓增加至3V(發(fā)光二極管的開啟電壓為2V)。檢測(cè)時(shí),用萬(wàn)用表兩表筆輪換接觸發(fā)光二極管的兩管腳。若管子性能良好,必定有一次能正常發(fā)光,此時(shí),黑表筆所接的為正極紅表筆所接的為負(fù)極。[8]二極管紅外發(fā)光二極管1.判別紅外發(fā)光二極管的正、負(fù)電極。紅外發(fā)光二極管有兩個(gè)引腳,通常長(zhǎng)引腳為正極,短引腳為負(fù)極。因紅外發(fā)光二極管呈透明狀,所以管殼內(nèi)的電極清晰可見,內(nèi)部電極較寬較大的一個(gè)為負(fù)極,而較窄且小的一個(gè)為正極。[8]2.先測(cè)量紅個(gè)發(fā)光二極管的正、反向電阻,通常正向電阻應(yīng)在30k左右,反向電阻要在500k以上,這樣的管子才可正常使用。[8]二極管紅外接收二極管1.識(shí)別管腳極性(1)從外觀上識(shí)別。常見的紅外接收二極管外觀顏色呈黑色。識(shí)別引腳時(shí),面對(duì)受光窗口,從左至右,分別為正極和負(fù)極。另外在紅外接收二極管的管體頂端有一個(gè)小斜切平面,通常帶有此斜切平面一端的引腳為負(fù)極,另一端為正極。[8](2)先用萬(wàn)用表判別普通二極管正、負(fù)電極的方法進(jìn)行檢查,即交換紅、黑表筆兩次測(cè)量管子兩引腳間的電阻值,正常時(shí),所得阻值應(yīng)為一大一小。以阻值較小的一次為準(zhǔn),紅表筆所接的管腳步為負(fù)極,黑表筆所接的管腳為正極。廣東常見美高森美快恢復(fù)二極管
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