二极管常见应用电路及其故障处理方法研究

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1. 二极管整流电路及故障处理
  利用二极管的正向导通、反向截止的特性，可以实现电路的整流。二极管构成的简易整流电路如图1所示。
  (1)故障检测方法。
  观察输出波形，若最后输出波形与整流前波形基本保持不变，则说明二极管存在短路现象，未能完成整流作用。若最后无法得到输出波形，则说明二极管存在断路现象，导致最后电路开路，未能完成整流作用。
  (2)电路故障分析。
  二极管整流电路属于电路中比较常见的整流方式，在半波整流电路中，可能会出现二极管被击穿的现象。利用万用表的欧姆档测量二极管的电阻值，在得到一组数据后，交换万用表笔与二极管接触的电极，进行再次测量，若两次所得数据相近且阻值很小，则说明二极管存在被击穿的可能，需要及时更换，以保障电路顺利工作，若阻值相差比较大，则说明二极管处于正常工作状态。

         

图1 二极管整流电路        

图2 二极管构成的简易直流稳压电路

  2. 二极管简易稳压电路及故障处理

  硅二极管正向导通后，其管压降保持在0.7V左右。在低压稳压电路中，可根据电路输出电压的要求，选用n只二极管串联使用。如图2所示就是由二极管构成的简易直流稳压电路。
  (1)故障检测方法。
  通过测量二极管两端的直流电压，来判断3只二极管是否正常工作。
  (2)电路故障分析。
  如果图中A点的直流电压VA高于2.1 V，则说明电路中某只二极管损坏，存在开路故障。如果A点的电压VA小于2.1 V，说明某只二极管存在短路故障。每降低一个0.7 V，意味着有一只二极管短路。

         

图3 二极管温度补偿电路        

图4 二极管构成的自动控制电路

  3. 二极管温度补偿电路及故障处理
  PN结的压降与温度有关。图3中VT1的集电极电流Ic会随温度的升高而增大，VD1的管压降会随着温度升高而下降，从而形成了反馈，使三极管VT1的集电极电流Ic维持不变，所以VD1在电路中实现了温度补偿的作用。
  (1)故障检测方法。
  利用万用表的欧姆档测量二极管VD1正向电阻和反向电阻大小的方法。若两次所得数据相近且阻值很小，则说明二极管存在被击穿的可能，需要及时更换，以保障电路顺利工作，若阻值相差较大，则说明二极管能够正常工作。
  (2)电路故障分析。
  除了直接测量二极管正向和反向电阻大小之外，还可以观测其他数据，排查电路故障。如果VT1管基极直流偏置电压下降了0.7 V，说明VD1可能存在击穿故障，使三极管VT1的基极电流减小，电路容易进入截止状态。

  4. 二极管构成的控制电路及故障处理
  二极管导通之后，它的电阻值的大小与电流大小有关系。正向电流越大，正向电阻就越小；正向电流越小，正向电阻越大。利用二极管的这种特性，可以构成许多自动控制电路。图4是录音电路中的自动控制电路。
  当录音信号比较小时，经A、B两个集成模块后，输出电压Ui较小，Ui小于二极管VD1的导通电压，所以二极管VD1不工作，录音放大器输出的信号没有被衰减。
  当录音信号较大时，经A、B两个集成模块后，输出电压Ui较大，使二极管VD导通。录音信号越大，U；就越大，通过VD，的电流就增大，从而使VD的内阻越小。录音放大器A输出的一部分录音信号通过电容C，和二极管VD，被分流到地端，实现了对大录音信
号的衰减作用。
  (1)故障检测方法。
  需要采用替代法进行检测，即通过观测录音结果来检测控制电路是否正常运行。
  (2)电路故障分析。
  如果录音信号很大时，声音出现了一会儿大一会儿小的起伏状失真，当录音信号很小时，能够正常录音，则说明二极管VD1存在开路故障，使得电路不具有控制作用。
  如果录音时，录音声音很小，则说明二极管VD1可能被击穿，使得录音信号被二极管VD1分流到地了，因此电路也不具有控制作用。

  5. 二极管限幅电路及故障处理
  在限幅电路中，当信号幅度超过限定值时，限幅电路使输出信号维持在限定值；当信号幅度没有达到限定值时，限幅电路不会工作。集成电路A1的①脚通过电阻R1与三极管VT1的基极相连，如果A1的①脚输出的电压低于2.1 V，二极管VD1、VD2和VD3没有导通，信号没有衰减。如果A1的①脚输出的电压高于2.1 V，二极管VD1、VD2和VD3导通，信号维持在2．1 V，起到了限幅的作用。集成电路A1的②脚工作原理一样。
  (1)故障检测方法。
  采用万用表欧姆档测量二极管正向电阻和反向电阻大小的方法。若两次测量数据相近且阻值很小，则说明二极管存在被击穿的可能；若阻值相差较大，则说明二极管正常工作。
  (2)电路故障分析。
  在限幅电路中，二极管工作在小信号状态下，所以出现被击穿故障的可能性较小。如果电路中没有起到限幅作用，则可能是二极管出现了开路故障。

  6. 二极管构成的开关电路及故障处理
  当S1闭合时，二极管处于导通状态，这样C2接入电路，L1与C1、C2构成LC并联谐振电路；当S1断开时，二极管处于截止状态，L1与C1并联构成LC并联谐振电路。S1的通断使得LC并联谐振电路中的电容值不同，导致LC并联谐振电路的谐振频率不同。
  (1)故障检测。
  利用万用表测量二极管VD1两端电压降的方法。VD1两端电压降正常在0.7V左右，如果测量值很小，说明VD1短路；如果测量值远大于0.7 V，说明VD1开路。
  (2)故障分析。
  如果这一电路中开关二极管VD1开路或短路，振荡频率将成为定值，与C2无关，起不到调节振荡频率的作用。因此针对可能出现的故障，要及时对二极管进行检测然后更换，以保障开关电路正常工作。

  7. 二极管构成的保护电路及故障处理
  由于继电器内部存在线圈的结构，所以在断电时，线圈会产生电压很大的反向电动势，从而对继电器造成损坏。
  在正常通电情况下，直流电压+V使二极管VD1处于反向截止状态，二极管不工作；当电路突然断电时，继电器J1两端产生了下正上负的反向电动势，这一反向电动势使二极管VD1正向导通，继电器J1两端的压降瞬间变为二极管导通后的管压降，从而起到了保护继电器的作用。
  (1)故障检测。
  由于二极管两端并联着继电器，继电器线圈的直流电阻很小，因此不能利用测量电压降的方法来判断二极管质量的好坏。需要采用替代二极管的方法来检查电路是否正常运行。
  (2)故障分析。
  当二极管VD1开路时，没有起到保护继电器的作用；当二极管VD1短路时，相当于继电器短路，继电器不能正常工作。
   从上述内容的介绍与分析，我们可以看出二极管在电路中具有极为广泛的应用，   几种较为常见的应用电路及其相应的故障处理，熟悉这些电路的工作原理，掌握其故障检测和解决方案，对我们更好地使用二极管具有重要意义。