家電小知識:交流電通過整流二極管的降壓問題

導讀新時代發展越來越快相信很多小伙伴對家電知識這方面很朦朧吧,正好小編對家電方面頗有研究,現在就跟小伙伴們聊聊一篇關于交流電通過整流二

新時代發展越來越快相信很多小伙伴對家電知識這方面很朦朧吧,正好小編對家電方面頗有研究,現在就跟小伙伴們聊聊一篇關于交流電通過整流二極管的降壓問題,相信很多小伙伴們都會感興趣,那么小編也收集到了有關交流電通過整流二極管的降壓問題信息,希望小伙伴們看了有所幫助。

  本文主要是關于整流二極管的相關介紹,并著重對交流電通過整流二極管的方法進行了詳盡分析。

  整流二極管

  一種將交流電能轉變為直流電能的半導體器件。通常它包含一個PN結,有正極和負極兩個端子。二極管最重要的特性就是單方向導電性。在電路中,電流只能從二極管的正極流入,負極流出。

  概述

  整流二極管(rectifier diode)一種用于將交流電轉變為直流電的半導體器件。二極管最重要的特性就是單方向導電性。在電路中,電流只能從二極管的正極流入,負極流出。通常它包含一個PN結,有正極和負極兩個端子。其結構如圖所示。P區的載流子是空穴,N區的載流子是電子,在P區和N區間形成一定的位壘。外加電壓使P區相對N區為正的電壓時,位壘降低,位壘兩側附近產生儲存載流子,能通過大電流,具有低的電壓降(典型值為0.7V),稱為正向導通狀態。若加相反的電壓,使位壘增加,可承受高的反向電壓,流過很小的反向電流(稱反向漏電流),稱為反向阻斷狀態。整流二極管具有明顯的單向導電性。整流二極管可用半導體鍺或硅等材料制造。硅整流二極管的擊穿電壓高,反向漏電流小,高溫性能良好。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造(摻雜較多時容易反向擊穿)。這種器件的結面積較大,能通過較大電流(可達上千安),但工作頻率不高,一般在幾十千赫以下。整流二極管主要用于各種低頻半波整流電路,如需達到全波整流需連成整流橋使用。

  交流電通過整流二極管的降壓問題

  常用參數

  (1)最大平均整流電流IF:指二極管長期工作時允許通過的最大正向平均電流。該電流由PN結的結面積和散熱條件決定。使用時應注意通過二極管的平均電流不能大于此值,并要滿足散熱條件。例如1N4000系列二極管的IF為1A。

  (2)最高反向工作電壓VR:指二極管兩端允許施加的最大反向電壓。若大于此值,則反向電流(IR)劇增,二極管的單向導電性被破壞,從而引起反向擊穿。通常取反向擊穿電壓(VB)的一半作為(VR)。例如1N4001的VR為50V,1N4002-1n4006分別為100V、200V、400V、600V和800V,1N4007的VR為1000V

  (3)最大反向電流IR:它是二極管在最高反向工作電壓下允許流過的反向電流,此參數反映了二極管單向導電性能的好壞。因此這個電流值越小,表明二極管質量越好。

  (4)擊穿電壓VB:指二極管反向伏安特性曲線急劇彎曲點的電壓值。反向為軟特性時,則指給定反向漏電流條件下的電壓值。

  (5)最高工作頻率fm:它是二極管在正常情況下的最高工作頻率。主要由PN結的結電容及擴散電容決定,若工作頻率超過fm,則二極管的單向導電性能將不能很好地體現。例如1N4000系列二極管的fm為3kHz。另有快恢復二極管用于頻率較高的交流電的整流,如開關電源中。

  (6)反向恢復時間trr:指在規定的負載、正向電流及最大反向瞬態電壓下的反向恢復時間。

  (7)零偏壓電容CO:指二極管兩端電壓為零時,擴散電容及結電容的容量之和。值得注意的是,由于制造工藝的限制,即使同一型號的二極管其參數的離散性也很大。手冊中給出的參數往往是一個范圍,若測試條件改變,則相應的參數也會發生變化,例如在25°C時測得1N5200系列硅塑封整流二極管的IR小于10uA,而在100°C時IR則變為小于500uA。

  交流電通過整流二極管的降壓問題

  二極管型號不一樣的整流橋,其額定輸出電流也不一樣。

  例如 KBPC1510 電壓1500V,電流10A

  KBPC1015 電壓1000V,電流15A 。..

  12V交流電中要用整流二極管整流成12v直流電:整流二極管的參數: 耐壓50伏以上,電流大于負載電流,即可。

  如 IN4001-----IN4007 ;電壓50-----700伏,電流 1安。

  IN5401----IN5408: 電壓50-----800伏,電流 3 安

  交流電如何轉換直流電

  一、電路原理

  電容降壓式簡易電源的基本電路如圖1,C1為降壓電容器,VD2為半波整流二極管,VD1在市電的負半周時給C1提供放電回路,VD3是穩壓二極管,R1為關斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實際應用時常常采用的是圖2的所示的電路。當需要向負載提供較大的電流時,可采用圖3所示的橋式整流電路。

  整流后未經穩壓的直流電壓一般會高于30伏,并且會隨負載電流的變化發生很大的波動,這是因為此類電源內阻很大的緣故所致,故不適合大電流供電的應用場合。

  二、器件選擇

  1.電路設計時,應先測定負載電流的準確值,然后參考示例來選擇降壓電容器的容量。因為通過降壓電容C1向負載提供的電流Io,實際上是流過C1的充放電電流Ic。C1容量越大,容抗Xc越小,則流經C1的充、放電電流越大。當負載電流Io小于C1的充放電電流時,多余的電流就會流過穩壓管,若穩壓管的最大允許電流Idmax小于Ic-Io時易造成穩壓管燒毀。

  2.為保證C1可靠工作,其耐壓選擇應大于兩倍的電源電壓。

  3.泄放電阻R1的選擇必須保證在要求的時間內泄放掉C1上的電荷。

  三、設計舉例

  舉例一,計算負載電流

  圖2中,已知C1為0.33μF,交流輸入為220V/50Hz,求電路能供給負載的最大電流。C1在電路中的容抗Xc為:

  Xc=1 /(2 πf C)= 1/(2*3.14*50*0.33*10-6)= 9.65K

  流過電容器C1的充電電流(Ic)為:

  Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。

  通常降壓電容C1的容量C與負載電流Io的關系可近似認為:C=14.5*I,其中C的容量單位是μF,Io的單位是A.

  舉例二,根據降壓電壓元件選型

  如圖2:所示,如果用電容降壓電路將220V交流電降壓為10V直流電,其各個元件參數應如何選取?(電阻,電容,二極管多大)

  C1根據所需電流大小選擇,每1u電容最大提供68mA電流。

  R1是泄放電阻,防止斷電后電容上存電電擊傷人,一般取820K-1M左右。

  穩壓二極管VD1用10V/1W的。

  VD2是整流二極管,用1N4001~4007都可以。

  C2是濾波電容,100u足夠了,因為這種電路不會有很大的電流

  四、應用注意

  采用電容降壓時應注意以下幾點:

  1 根據負載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當的電容,而不是依據負載的電壓和功率。

  2 限流電容必須采用無極性電容,絕對不能采用電解電容。而且電容的耐壓須在400V以上。最理想的電容為鐵殼油浸電容。

  3 電容降壓不能用于大功率條件,因為不安全。

  4 電容降壓不適合動態負載條件。

  5 同樣,電容降壓不適合容性和感性負載。

  6 當需要直流工作時,盡量采用半波整流。不建議采用橋式整流。而且要滿足恒定負載的條件。

  7 電容降壓式電源是一種非隔離電源,在應用上要特別注意隔離,防止觸電。

  結語

  關于整流二極管的相關介紹就到這了,如有不足之處歡迎指正。

相關閱讀推薦:二極管橋式整流電路圖大全相關閱讀推薦:整流濾波電壓及整流電流的波形圖詳解

免責聲明:本文由用戶上傳,如有侵權請聯系刪除!