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二极管恒压降介绍及压降在电路中的计算方法

出处 :HQBUY 发布时间 : 2018-10-25 关键词: 二极管 恒压降 阅读 :

摘要:就是正向导通时,不管外电压多大,电流多大,在二极管上的压降维持不变。在二极管恒压降模型中,只考虑二极管PN结的内建电场的作用, 不把二极管看做有电阻的。这样,二极管正向导通时,压降只与内建电场有关,而内建电场恒定,所以,压降也是恒定的。

 什么是二极管恒压降

  就是正向导通时,不管外电压多大,电流多大,在二极管上的压降维持不变。在二极管恒压降模型中,只考虑二极管PN结的内建电场的作用, 不把二极管看做有电阻的。这样,二极管正向导通时,压降只与内建电场有关,而内建电场恒定,所以,压降也是恒定的。

  二极管的模型:

  1.理想模型

  所谓理想模型,是指在正向偏置时,其管压降为零,相当于开关的闭合。当反向偏置时,其电流为零,阻抗为无穷,相当于开关的断开。具有这种理想特性的二极管也叫做理想二极管。

  在实际电路中,当电源电压远大于二极管的管压降时,利用此模型分析是可行的。

  2.恒压降模型

  所谓恒压降模型,是指二极管在正向导通时,其管压降为恒定值,且不随电流而变化。硅管的管压降为0.7V,锗管的管压降为0.3V。

  只有当二极管的电流Id大于等于1mA时才是正确的。

  在实际电路中,此模型的应用非常广泛。

  3.折现模型

  此时考虑二极管固有的电阻,把二极管看做恒压降模型加上一个串联的定值电阻,在伏安特性曲线上,导通电压与电流成线性关系。

  4.交流小信号模型

  动态电阻指增量电压下产生的增量电流,它们形成的比值Rac=dU/dI,正是曲线斜率的倒数,在工作点Q的基础上,增加(或减少)一个增量电压:dU,那么电流将沿着曲线上升(或下降)一段:dI。曲线斜率为dI/dU,所以动态电阻为它的倒数。动态电阻当然与正向导通有关,因为曲线斜率在不同的工作点并不相同。

  二极管恒压降模型

  二极管的恒压降模型在实践中使用是比较广泛的。

  恒压降模型

  它对二极管伏安特性在一定程度上进行了合理的近似建模。

  该模型中,使用一个理想二极管模型和直流电源串联实现。理想二极管的单向导电决定了,恒压降模型也是单向导电。在外加正向电压时,只有大于0.7V(硅管)才会产生正向导通电流。

  判断二极管导通状态的方法

  如何判断电路中的二极管是否导通,其实靠的是试验法。

  先将电路中的二极管拿掉,计算原位置处两端正向电压;如果大于0.7v,那么把二极管再放回原位置的话,二极管必然是导通的。

  举例:

  判断二极管导通状态的方法

  (a)图中,拿掉二极管D可知,D阳极电位为-15v,阴极电位为-12v,D正向电压为-3v,故D不导通,AO两端电压为-12V。

  (b)图,同时拿掉D1,D2。

  得到D1原位置处两端电压为0-(-9)=9v

  得到D2原位置处两端电压为-6-(-9)=3v

  两个二极管都导通吗?不一定!由于二极管导通后会导致电路中各点电位重新分配,所以将二极管接回原电路的时候要一个一个来。

  D1两端压差有9V,比D2的压差要高。我们就先将D1接回原电路,此时,A点电位是-0.7v,重新计算D2处两端压差为-6-(-0.7)=-5.3v。看到了吧,此时如果将D2接回电路是不导通的。

  判断输出电压波形

  判断输出电压波形

  分析如下:

  D1在ui大于3.7v时导通,D2截止,此时uo=3.7v。

  D2在ui小于-3.7v导通,D1截止,此时uo=-3.7。

  D1D2同时导通的情况不存在。

  D1D2在-3.7《ui《3.7时,都截止,对输出uo没影响,uo=ui

  压降最简单计算公式

  一,线路压降计算公式;

  △U=2*I*R;

  式中 I为线路电流 ,R为电阻,L为线路长度 。

  电阻率ρ 1, 铜为0.018欧*㎜2/米 2, 铝为0.028欧*㎜2/米 。

  二,电流计算公式,I=P/1.732*U*COS? 。

  三,电阻计算公式,R=ρ*l/s(电缆截面mm2) 。

  四,电压降△U=IR<5%U就达到要求了。 例:在800米外有30KW负荷,用70㎜2铜芯电缆看是否符合要求?

  解; I=P/1.732*U*COS?=30/1.732*0.38*0.8=56.98A 。

  R=Ρl/电缆截面=0.018*800/70=0.206欧姆。

  △U=2*IR=2*56.98*0.206=23.44》19V (5%U=0.05*380=19) 不符合要求。

  套公式用95MM2的铜芯电缆。

  2、单相电源为零、火线(2根线)才能构成电压差,三相电源是以线电压为标的,所以也为2根线。电压降可以是单根电线导体的损耗,但以前端线电压380V(线与线电压为2根线)为例,末端的电压是以前端线与线电压减末端线与线(2根线)电压降,所以,不论单相或三相,电压降计算均为2根线的

  就是欧姆定律:U=R*I 但必须要有负载电流数据、导线电阻值才能运算。铜线电阻率:ρ=0.0182,铝线电阻率:ρ=0.0283

  例: 单相供电线路长度为100米,采用铜芯10平方电线负载功率10KW,电流约46A,求末端电压降。

  解;1, 求单根线阻: R=ρ×L/S=0.0182×100/10≈0.18(Ω)。

  2, 求单根线末端电压降: U=RI=0.17×46≈7.8(V) 。

  3, 单相供电为零、火2根导线,末端总电压降: 7.8×2=15.6(V)。