二极管开关电路及故障处理，一篇全掌握

开关电路是一种常用的功能电路，例如家庭中的照明电路中的开关，各种民用电器中的电源开关等。

（1）机械式的开关，采用机械式的开关件作为开关电路中的元器件。

（2）电子开关，所谓的电子开关，不用机械式的开关件，而是采用二极管、三极管这类器件构成开关电路。

1 .开关二极管开关特性说明

开关二极管同普通的二极管一样，也是一个PN结的结构，不同之处是要求这种二极管的开关特性要好。

当给开关二极管加上正向电压时，二极管处于导通状态，相当于开关的通态；当给开关二极管加上反向电压时，二极管处于截止状态，相当于开关的断态。二极管的导通和截止状态完成开与关功能。

开关二极管就是利用这种特性，且通过制造工艺，开关特性更好，即开关速度更快，PN结的结电容更小，导通时的内阻更小，截止时的电阻很大。如表9-41所示是开关时间概念说明。

表6.19 开关时间概念说明

2.典型二极管开关电路工作原理

二极管构成的电子开关电路形式多种多样，如图9-46所示是一种常见的二极管开关电路。

通过观察这一电路，可以熟悉下列几个方面的问题，以利于对电路工作原理的分析：

（1）了解这个单元电路功能是第一步。从图8-14所示电路中可以看出，电感L1和电容C1并联，这显然是一个LC并联谐振电路，是这个单元电路的基本功能，明确这一点后可以知道，电路中的其他元器件应该是围绕这个基本功能的辅助元器件，是对电路基本功能的扩展或补充等，以此思路可以方便地分析电路中的元器件作用。

（2）C2和VD1构成串联电路，然后再与C1并联，从这种电路结构可以得出一个判断结果：C2和VD1这个支路的作用是通过该支路来改变与电容C1并联后的总容量大小，这样判断的理由是：C2和VD1支路与C1上并联后总电容量改变了，与L1构成的LC并联谐振电路其振荡频率改变了。所以，这是一个改变LC并联谐振电路频率的电路。

关于二极管电子开关电路分析思路说明如下几点：

（1）电路中，C2和VD1串联，根据串联电路特性可知，C2和VD1要么同时接入电路，要么同时断开。如果只是需要C2并联在C1上，可以直接将C2并联在C1上，可是串入二极管VD1，说明VD1控制着C2的接入与断开。

（2）根据二极管的导通与截止特性可知，当需要C2接入电路时让VD1导通，当不需要C2接入电路时让VD1截止，二极管的这种工作方式称为开关方式，这样的电路称为二极管开关电路。

（3）二极管的导通与截止要有电压控制，电路中VD1正极通过电阻R1、开关S1与直流电压 V端相连，这一电压就是二极管的控制电压。

（4）电路中的开关S1用来控制工作电压 V是否接入电路。根据S1开关电路更容易确认二极管VD1工作在开关状态下，因为S1的开、关控制了二极管的导通与截止。如表9-42所示是二极管电子开关电路工作原理说明。

表9-42 二极管电子开关电路工作原理说明

在上述两种状态下，由于LC并联谐振电路中的电容不同，一种情况只有C1，另一种情况是C1与C2并联，在电容量不同的情况下LC并联谐振电路的谐振频率不同。所以，VD1在电路中的真正作用是控制LC并联谐振电路的谐振频率。

关于二极管电子开关电路分析细节说明下列二点：

（1）当电路中有开关件时，电路的分析就以该开关接通和断开两种情况为例，分别进行电路工作状态的分析。所以，电路中出现开关件时能为电路分析提供思路。

（2）LC并联谐振电路中的信号通过C2加到VD1正极上，但是由于谐振电路中的信号幅度比较小，所以加到VD1正极上的正半周信号幅度很小，不会使VD1导通。

3.故障检测方法和电路故障分析

如图9-47所示是检测电路中开关二极管时接线示意图，在开关接通时测量二极管VD1两端直流电压降，应该为0.6V，如果远小于这个电压值说明VD1短路，如果远大小于这个电压值说明VD1开路。另外，如果没有明显发现VD1出现短路或开路故障时，可以用万用表欧姆档测量它的正向电阻，要很小，否则正向电阻大也不好。

如果这一电路中开关二极管开路或短路，都不能进行振荡频率的调整。开关二极管开路时，电容C2不能接入电路，此时振荡频率升高；开关二极管短路时，电容C2始终接入电路，此时振荡频率降低。

4.同类电路工作原理分析

同类电路工作原理分析

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对比开关二极管、整流二极管与稳压二极管，有啥区别？

二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性，电路中常把它用在整流、稳压二极管的稳压原理：稳压二极管的特点就是加反向电压击穿后，其两端的电压基本 保持不变。而整流二极管反向击穿后就损坏了.这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动， 或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。

整流二极管和稳压二极管都是PN半导体器件.所不同的是整流二极管用的是单向导电性.稳压二极管是利用了其反向特性.在电路中反向联接。

开关二极管：

开关二极管开关速度高，即应用频率高。开关二极管高频性能良好，主要用于开关电路作为电子开关使用。

开关二极管高频性能良好，主要用于开关电路作为电子开关使用，而整流管一般高频性能不是很好（开关电源中的整流管高频性能也很好），主要用于对工频电流整流。它通常工作于高电压大电流状态。

开关二极管是半导体二极管的一种，是为在电路上进行“开”、“关”而特殊设计制造的一类二极管。它由导通变为截止或由截止变为导通所需的时间比一般二极管短，常见的有2AK、2DK等系列，主要用于电子计算机、脉冲和开关电路中。

稳压二极管：

此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器件或电压基准元件使用。

稳压二极管的特点就是反向通电尚未击穿前，其两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示，如：ZD5表示编号为5的稳压管。

稳压二极管要工作有两个条件：1、反向加在稳压二极管上的电压要大于稳压管的稳压值。2、通过稳压管的电流要达到其工作条件（也就是反向电流要足够大，一般至少是几个mA）。你按我说的搭电路，假定是6.2V稳压管，电源正极（9V）——电阻（R）——稳压管负极——稳压管正极——电源负极。这个电阻要根据稳压管的参数计算过，假定稳压的时候，电流是5mA，则电阻的大小=（9-6.2）/5mA=1.4K左右，你用一个1K的电阻就可以了。然后你再用万用表去测稳压管负极与地的电压，基本上就在6.2V附近，也就是稳压了。

整流二极管：

1、整流二极管用在工频大电流领域。整流管一般高频性能不是很好（开关电源中的整流管高频性能也很好），主要用于对工频电流整流。它通常工作于高电压大电流状态。整流二极管一种用于将交流电转变为直流电的半导体器件

2、　整流二极管的工作频率低，有电压和电流的要求指标。二极管的基本特性是单向导电性。整流二极管的工作频率低，有电压和电流的要求指标。而普通二极管有许多种类，有的可用作为整流，有的可用作为检波、限幅、开关等，但不一定都能用作为整流。不过，只要在电压和电流上满足整流的要求，一般的二极管都可以作为整流管；但是整流管却不一定能够胜任检波、开关等工作。

3、单向导通电流，当二极管二端加正向电压时，二极管导通；当二极管二端加反向电压时二极管截止。可用于整流等电路中。

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