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開關二極管應用電路及工作原理


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二極管構成的電子開關電路形式多種多樣,如圖9-46所示是一種常見的二極管開關電路

二極管開關電路

通過觀察這一電路,可以熟悉下列幾個方面的問題,以利于對電路工作原理的分析:


(1)了解這個單元電路功能是第一步。從圖所示電路中可以看出,電感L1和電容C1并聯,這顯然是一個LC并聯諧振電路,是這個單元電路的基本功能,明確這一點后可以知道,電路中的其他元器件應該是圍繞這個基本功能的輔助元器件,是對電路基本功能的擴展或補充等,以此思路可以方便地分析電路中的元器件作用。

(2)C2和VD1構成串聯電路,然后再與C1并聯,從這種電路結構可以得出一個判斷結果:C2和VD1這個支路的作用是通過該支路來改變與電容C1并聯后的總容量大小,這樣判斷的理由是:C2和VD1支路與C1上并聯后總電容量改變了,與L1構成的LC并聯諧振電路其振蕩頻率改變了。所以,這是一個改變LC并聯諧振電路頻率的電路。

關于二極管電子開關電路分析思路說明如下幾點:

(1)電路中,C2和VD1串聯,根據串聯電路特性可知,C2和VD1要么同時接入電路,要么同時斷開。如果只是需要C2并聯在C1上,可以直接將C2并聯在C1上,可是串入二極管VD1,說明VD1控制著C2的接入與斷開。

(2)根據二極管的導通與截止特性可知,當需要C2接入電路時讓VD1導通,當不需要C2接入電路時讓VD1截止,二極管的這種工作方式稱為開關方式,這樣的電路稱為二極管開關電路。

(3)二極管的導通與截止要有電壓控制,電路中VD1正極通過電阻R1、開關S1與直流電壓+V端相連,這一電壓就是二極管的控制電壓。

(4)電路中的開關S1用來控制工作電壓+V是否接入電路。根據S1開關電路更容易確認二極管VD1工作在開關狀態下,因為S1的開、關控制了二極管的導通與截止。

開關二極管工作原理

如圖表所示是二極管電子開關電路工作原理說明

在上述兩種狀態下,由于LC并聯諧振電路中的電容不同,一種情況只有C1,另一種情況是C1與C2并聯,在電容量不同的情況下LC并聯諧振電路的諧振頻率不同。所以,VD1在電路中的真正作用是控制LC并聯諧振電路的諧振頻率。

關于二極管電子開關電路分析細節說明下列二點:


(1)當電路中有開關件時,電路的分析就以該開關接通和斷開兩種情況為例,分別進行電路工作狀態的分析。所以,電路中出現開關件時能為電路分析提供思路。

(2)LC并聯諧振電路中的信號通過C2加到VD1正極上,但是由于諧振電路中的信號幅度比較小,所以加到VD1正極上的正半周信號幅度很小,不會使VD1導通。
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