二极管的应用-降压、防反接

#头条创作挑战赛#

二极管的降压作用

当电流通过一个二极管时，对于一个硅二极管会在其两端产生一个约0.6V的电压降（锗二极管压降约为0.2V，肖特基二极管约为0.4V，这些值都很小，适用于特殊二极管应用）。当把多个二极管串联在一起时，总的电压降等于各个二极管上的电压降之和。降压电路通常应用在当一个电路的两部分需要一个固定的小电压差时。这与采用电阻来降压不同，二极管发热消耗的能量没有电阻大，而且能提供几乎不随电流变化而变化的固定电压。

降压电路

反向极性保护

电池装反或者电源极性接反对于便携式设备来说是非常致命的，最好的方法是用一机械块去防止反向安装，然而，甚至摸索时造成的瞬间接触就会出问题。对于使用单个或多个电池的应用（使用AA碱性电池，镍镉电池和镍氢电池）尤其如此。对于这些系统，必须确保任何情况下反向电流足够小以避免破坏电路或电池组。

串联二极管：这是最简单的电池防反接保护。串联二极管的缺点是二极管必须通过全部负载电流，而且二极管的正向压降切掉了大约0.6V电压，减小了仪器的工作时间。

串联二极管

并联二极管：在这种应用中要求是碱性电池或其它具有高输出阻抗的电池组，以消除了二极管的压降，就可以用一个并联（旁路）的二极管在电池反接时保护设备。这种方法可以保护负载但是会从反向安装的电池组中获取很大的电流。二极管必须有合适的电流和功率容量。并联二极管的另一个应用是当一个大电流从仪表的负端子流进时对表头进行保护。

并联二极管

阻容降压电路是如何工作的？电路参数如何计算？一起来学习一下

我们常见的市电变成低压直流的方法有两种

开关电源

1.开关电源降低电压↑

工频变压器

2.工频变压器降压↑

但是有些时候，受空间尺寸和成本限制，我们就需要另外一种降低电压的电路

也就是我们这次要分析的电路——

阻容降压电路

充电手电筒中的阻容降压电路

什么是阻容降压电路？

阻容降压是利用电容在交流电路中产生的容抗来限制流过负载的电流，达到降压目的的电路

阻容降压电路

我们知道，电容对交流信号具有阻碍作用，所以在这里，电容C1相当于一个电阻，其阻值大小是其容抗大小

交流型号致使电容C1变成一个电阻

串联在电路中的电阻（C1和R1共同构成）可以限制后续电路最大电流

这个电流经全波整流电路整流后，送到稳压二极管稳压，限制最大输出电压，达到降压目的

阻容降压电路参数计算

对于阻容降压电路我们需要注意的元器件有三个，分别是泄放电阻R1，降压电容C1，稳压二极管ZD1

降压电容C1计算

在阻容降压电路中，C1的作用是限制电路最大电流，电流计算遵循如下公式

阻容降压电路电流计算

公式中I是电流，U是交流电压，Zc是容抗，所以公式可以化解成

阻容降压电路电流计算

注意！！！如果使用的是半波整流这个电流还需减一半才是正确的电流，电容耐压选择大于400V即可

泄放电阻R1

泄放电阻主要是为了在断电时短时间内泄放掉电容C1储存的电能，大概根据下表取值即可

电阻R1取值表

稳压二极管ZD1

稳压二极管是为了输出一个稳定的电压而设置的，他的取值只需满足能耗散掉负载断开时的功率就可以

例——输出5.1V&20mA阻容降压电路计算

根据公式I = U / Zc 可计算得C1为0.29UF，选择接近的0.33UF电容；

根据表格R1可选择1MΩ；

稳压二极管在没有负载是时需承受5.1V * 0.023A = 0.11W功率（电容为0.33UF时电流为0.023A），稳压二极管大于这个功率即可

输出5.1V&20mA的阻容降压电路

阻容降压电路电路输出和输入没有隔离，极易产生触电事故，使用最好是在不易接触的地方！

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