浅析3D打印机电源之二极管的电容效应、等效电路、开关特性
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作者:666power
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发布时间: 2260天前
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3D打印机电源是成良公司所生产销售的一款主要适用于3D打印机、LED照明 LED灯条灯带 LED灯具 灯具模具 发光字 安防器材，电力设备，仪器仪表 通讯设备 数码产品 监控摄像头 医疗设备等等。 3D打印机电源做工精细，元器件齐全，稳定可靠持久耐用，产品短路、过压、过载保护功能均更新为自动复位模式，更满足客户对过载及短路保护方式的需求。全新方案，高智能防护，稳定输出电流。
本文浅析3D打印机电源上的组成元器件之一的二极管，主要从它的电容效应、等效电路、开关特性来了解。对于了解3D打印机电源有所帮助吧。
一、3D打印机电源的二极管电容效应
浅析3D打印机电源之二极管的电容效应、等效电路、开关特性
3D打印机电源是成良公司所生产销售的一款主要适用于3D打印机、LED照明 LED灯条灯带 LED灯具 灯具模具 发光字 安防器材，电力设备，仪器仪表 通讯设备 数码产品 监控摄像头 医疗设备等等。 3D打印机电源做工精细，元器件齐全，稳定可靠持久耐用，产品短路、过压、过载保护功能均更新为自动复位模式，更满足客户对过载及短路保护方式的需求。全新方案，高智能防护，稳定输出电流。
本文浅析3D打印机电源上的组成元器件之一的二极管，主要从它的电容效应、等效电路、开关特性来了解。对于了解3D打印机电源有所帮助吧。
一、3D打印机电源的二极管电容效应
二极管具有电容效应。它的电容包括势垒电容CB和扩散电容CD。
势垒电容CB
PN结内缺少导电的载流子，其电导率很低，相当于介质；而PN结两侧的P区、N区的电导率高，相当于金属导体。从这一结构来看，PN结等效于一个电容器。
事实上，当PN结两端加正向电压时，PN结变窄，结中空间电荷量减少，相当于电容"放电"，当PN结两端加反向电压时，PN结变宽，结中空间电荷量增多，相当于电容"充电"。这种现象可以用一个电容来模拟，称为势垒电容。势垒电容与普通电容不同之处，在于它的电容量并非常数，而是与外加电压有关。当外加反向电压增大时，势垒电容减小；反向电压减小时，势垒电容增大。目前广泛应用的变容二极管，就是利用PN结电容随外加电压变化的特性制成的。
扩散电容CD
PN结正向偏置时，N区的电子向P区扩散，在P区形成一定的非平衡载流子的浓度分布，即靠近PN结一侧浓度高，远离PN结的一侧浓度低。显然，在P区积累了电子，即存贮了一定数量的负电荷；同样，在N区也积累了空穴，即存贮了一定数即正电荷。当正向电压加大时，扩散增强，这时由N区扩散到P区的电子数和由P区扩散到N区的空穴数将增多，致使在两个区域内形成了电荷堆积，相当于电容器的充电。相反，当正向电压减小时，扩散减弱，即由N区扩散到P区的电子数和由P区扩散到N区的空穴数减少，造成两个区域内电荷的减少，、这相当于电容器放电。因此，可以用一个电容来模拟，称为扩散电容。
总之，二极管呈现出两种电容，它的总电容Cj相当于两者的并联，即Cj＝CB + CD。二极管正向偏置时，扩散电容远大于势垒电容 Cj≈CD ；而反向偏置时，扩散电容可以忽略，势垒电容起主要作用，Cj≈CB 。
二、3D打印机电源的二极管开关特性
二极管正偏时导通，相当于开关的接通；反偏时截止相当于开关的断开，表明二极管具有开关特性。不过一个理想的开关，在接通时开关本身电阻为零，压降为零，而断开时电阻为无穷大，电流为零，而且要求在高速开关时仍具有以上特性，不需要开关时间。但实际二极管作为开关运用，并不是太理想的。因为二极管正向导通时，其正向电阻和正向降压均不为零；反向戳止时，其反向电阻也不是无穷大，反向电流也不为零。并且二极管开、关状态的转换需要一定时间．这就限制了它的开关速度。因此作开关时，应选用正向电阻RF小、反向电阻RR大、开关时间小的开关二极管。
三、3D打印机电源的二极管等效电路
二极管是一个非线性器件，对于非线性电路的分析与计算是比较复杂的。为了使电路的分析简化，可以用线性元件组成的电路来模拟二极管。使线性电路的电压、电路关系和二极管外特性近似一致，那么这个线性电路就称为二极管的等效电路。显然等效电路是在一定条件下的近似。
二极管应用于直流电路时，常用一个理想二极管模型来等效，可把它看成一个理想开关。正偏时，相当于"开关"闭合（ON），电阻为零，压降为零；反偏时，相当于"开关"断开（OFF），电阻为无限大，电流为零。由于理想二极管模型突出表现了二极管最基本的特性--单向导电性，所以广泛应用于直流电路及开关电路中。
通过以上的介绍你是否已经对3D打印机电源的部分元器件的了解对电源也有所了解了呢，希望以上内容对大家有帮助。
