干货来了 | 带你彻底搞懂二极管

2019-07-17 11:22:32 来源:电子工程世界
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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。

 

图9-47 检测电路中开关二极管时接线示意图

 

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

如图所示,电路中的VD1为开关二极管,控制电压通过R1加到VD1正极,控制电压是一个矩形脉冲电压,波形见图中所示。

 

当控制电压为0V时,VD1不能导通,相当于开路,这时对L1和C1、L2和C2电路没有影响;当控制电压为高电平时,控制电压使开关二极管VD1导通,VD1相当于通路,电路中A点的交流信号通过导通的VD1和电容C3接地,等于将电路中的A点交流接地,使L2和C2电路不起作用。

 

从上述分析可知,电路中的二极管VD1相当于一只开关,控制电路中的A点交流信号是否接地。

 

 

二极管检波电路及故障处理

如图9-48所示是二极管检波电路。电路中的VD1是检波二极管,C1是高频滤波电容,R1是检波电路的负载电阻,C2是耦合电容。

 

图9-48 二极管检波电路

 

1.电路分析准备知识

众所周知,收音机有调幅收音机和调频收音机两种,调幅信号就是调幅收音机中处理和放大的信号。见图中的调幅信号波形示意图,对这一信号波形主要说明下列几点:

 

1)从调幅收音机天线下来的就是调幅信号。

 

2)信号的中间部分是频率很高的载波信号,它的上下端是调幅信号的包络,其包络就是所需要的音频信号。

 

3)上包络信号和下包络信号对称,但是信号相位相反,收音机最终只要其中的上包络信号,下包络信号不用,中间的高频载波信号也不需要。

 

2.电路中各元器件作用说明

如表9-43所示是元器件作用解说。

 

表9-43 元器件作用解说

 

3.检波电路工作原理分析

检波电路主要由检波二极管VD1构成。

 

在检波电路中,调幅信号加到检波二极管的正极,这时的检波二极管工作原理与整流电路中的整流二极管工作原理基本一样,利用信号的幅度使检波二极管导通,如图9-49所示是调幅波形展开后的示意图。

 

图9-49 调幅波形时间轴展开示意图

 

从展开后的调幅信号波形中可以看出,它是一个交流信号,只是信号的幅度在变化。这一信号加到检波二极管正极,正半周信号使二极管导通,负半周信号使二极管截止,这样相当于整流电路工作一样,在检波二极管负载电阻R1上得到正半周信号的包络,即信号的虚线部分,见图中检波电路输出信号波形(不加高频滤波电容时的输出信号波形)。

 

检波电路输出信号由音频信号、直流成分和高频载波信号三种信号成分组成,详细的电路分析需要根据三种信号情况进行展开。这三种信号中,最重要的是音频信号处理电路的分析和工作原理的理解。

 

1)所需要的音频信号,它是输出信号的包络,如图9-50所示,这一音频信号通过检波电路输出端电容C2耦合,送到后级电路中进一步处理。

 

图9-50 检波电路输出端信号波形示意图

 

2)检波电路输出信号的平均值是直流成分,它的大小表示了检波电路输出信号的平均幅值大小,检波电路输出信号幅度大,其平均值大,这一直流电压值就大,反之则小。这一直流成分在收音机电路中用来控制一种称为中频放大器的放大倍数(也可以称为增益),称为AGC(自动增益控制)电压。AGC电压被检波电路输出端耦合电容隔离,不能与音频信号一起加到后级放大器电路中,而是专门加到AGC电路中。

 

3)检波电路输出信号中还有高频载波信号,这一信号无用,通过接在检波电路输出端的高频滤波电容C1,被滤波到地端。

 

一般检波电路中不给检波二极管加入直流电压,但在一些小信号检波电路中,由于调幅信号的幅度比较小,不足以使检波二极管导通,所以给检波二极管加入较小的正向直流偏置电压,如图所示,使检波二极管处于微导通状态。

 

 

从检波电路中可以看出,高频滤波电容C1接在检波电路输出端与地线之间,由于检波电路输出端的三种信号其频率不同,加上高频滤波电容C1的容量取得很小,这样C1对三种信号的处理过程不同。

 

1)对于直流电压而言,电容的隔直特性使C1开路,所以检波电路输出端的直流电压不能被C1旁路到地线。

 

2)对于音频信号而言,由于高频滤波电容C1的容量很小,它对音频信号的容抗很大,相当于开路,所以音频信号也不能被C1旁路到地线。

 

3)对于高频载波信号而言,其频率很高,C1对它的容抗很小而呈通路状态,这样惟有检波电路输出端的高频载波信号被C1旁路到地线,起到高频滤波的作用。

 

如图9-51所示是检波二极管导通后的三种信号电流回路示意图。负载电阻构成直流电流回路,耦合电容取出音频信号。

 

图9-51 检波二极管导通后三种信号电流回路示意图

 

4.故障检测方法及电路故障分析

对于检波二极管不能用测量直流电压的方法来进行检测,因这这种二极管不工作在直流电压中,所以要采用测量正向和反向电阻的方法来判断检波二极管质量。

 

当检波二极管开路和短路时,都不能完成检波任务,所以收音电路均会出现收音无声故障。

 

5.实用倍压检波电路工作原理分析

如图9-52所示是实用倍压检波电路,电路中的C2和VD1、VD2构成二倍压检波电路,在收音机电路中用来将调幅信号转换成音频信号。电路中的C3是检波后的滤波电容。通过这一倍压检波电路得到的音频信号,经耦合电容C5加到音频放大管中。

 

图9-52 实用倍压检波电路

 

继电器驱动电路中二极管保护电路及故障处理

继电器内部具有线圈的结构,所以它在断电时会产生电压很大的反向电动势,会击穿继电器的驱动三极管,为此要在继电器驱动电路中设置二极管保护电路,以保护继电器驱动管。

 

如图9-53所示是继电器驱动电路中的二极管保护电路,电路中的J1是继电器,VD1是驱动管VT1的保护二极管,R1和C1构成继电器内部开关触点的消火花电路。

 

 

1.电路工作原理分析

继电器内部有一组线圈,如图9-54所示是等效电路,在继电器断电前,流过继电器线圈L1的电流方向为从上而下,在断电后线圈产生反向电动势阻碍这一电流变化,即产生一个从上而下流过的电流,见图中虚线所示。根据前面介绍的线圈两端反向电动势判别方法可知,反向电动势在线圈L1上的极性为下正上负,见图中所示。如表9-44所示是这一电路中保护二极管工作原理说明。

 

表9-44 保护二极管工作原理说明

 

 

2.故障检测方法和电路故障分析

对于这一电路中的保护二极管不能采用测量二极管两端直流电压降的方法来判断检测故障,也不能采用在路测量二极管正向和反向电阻的方法,因为这一二极管两端并联着继电器线圈,这一线圈的直流电阻很小,所以无法通过测量电压降的方法来判断二极管质量。应该采用代替检查的方法。

 

当保护二极管开路时,对继电器电路工作状态没有大的影响,但是没有了保护作用而很有可能会击穿驱动管;当保护二极管短路时,相当于将继电器线圈短接,这时继电器线圈中没有电流流过,继电器不能动作。

 
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