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大功率直流电源工程师眼里的二极管“不为人知”的特性

提起二极管,大功率直流电源工程师一般都会想到它有个“单向导通,反向截至”的“倔脾气”,因此在大功率直流电源电路设计中发挥着重要的功能。也有人用恰好利用了二极管的反向压降作稳压管使用。


但是,二极管也有它不为人知“敏感”的一面。这一点使他更增添了几分神秘色彩。

  大功率直流电源工程师眼里的二极管“不为人知”的特性 

二极管是个敏感体质,它对温度,热量,那是相当的敏感。1N4148这种二极管常见程度已经可以用“俯拾即是”来形容了。在这里,我们就以它为例,对其的“敏感”特性进行介绍。恩,你可以边听,边拿一只在手上观察。


让我们先来看看1N4148二极管的“体检报告”吧:

反向恢复速度:超级快   小于 0.000000004 秒(4纳秒)


正向耐压:较低      约 100V


反向耐压:较低      约 


最大正向电流:      约 0.2A

……

还有一大堆,我就不罗嗦了。。。

从上面可以看出,1N4148是一个低电流,高频率的开关二极管。不过我们只是拿他测测温,电流大不大没关系。

    

经过查找资料,后面弄清楚了,1N4148二极管大概是温度每升高一摄氏度,它的正向压降就会降低0.003V(3mV)。如果把5节1N4148串联起来,那么温度每升高一度正向压降就会降低0.015V(15mV)了,你串得越多,变化度也就越大,也就越容易检测出变化来。真是“韩信串二极管,多多益善”啊。

    

不过,大功率直流电源工程师也一定得注意一下,所谓“物极必反”,你要是串得太多,你就完蛋了。因为一节1N4148的导通电压大约是0.7V左右吧(好像是的)。所以,你要是串得太多,二极管组的导通电压超过你的电源电压了,你就惨了。因为二极管组根本就无法导通,也就谈不上测温了。。


我们再在单片机上分析一下具体可行的方案:这里我们以STC12C5A60S2为例。

    

STC12C5A60S2是目前STC公司12C系列中最强大的人物了,什么配置都是最高级的。包括我们今天要谈到的AD转换。

    

这款单片机的AD转换可达10位,也就是说一共可以输出1024个不同的值,也就是0~1023。

    

那么大概算一下,5000mV/1024≈4.88mV,也就是说单片机的AD转换只能检测到4.88mV的变化,要是变化量小于这个值说不定就检测不到了。所以我们至少要串联两个二极管,这是起码的,你要是只串一节,那么这个温度计的精确度连1℃都达不到了。这样的精度的确令人担忧。。。


发光二极管


发光二极管很漂亮,不是吗?不过你可别就这么以为发光二极管只会发光了。它也是个二极管,他也能用来测温。但是我强烈不推荐你用发光二极管测温。发光二极管也有一个不为人知的特性。它也很“敏感”。


恐怕傻子都知道发光二极管的正极接正极,负极接负极肯定会发光,反接肯定不发光,因为它也是二极管,也有单向导电特性。但是你可能不知道,发光二极管反接时还有个不为人知的用途——像光敏电阻那样,它能还能测光。


我们同样以STC12C5A60S2为例,做个介绍。

用2个I/O口,实现测光:LED正极一侧的IO口设置成高阻输入,负极一侧设置推挽输出,并将电平拉高。


这时,奇迹发生了,高阻输入的那个IO口的电平会跟着环境光线一样变化,光线亮时为高电平,光线暗时输出低电平。


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