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電子基礎(chǔ)知識(shí)與大家共享
第一節(jié)電路圖圖解方法
一、看圖紙、看標(biāo)題
電器產(chǎn)品電路的特點(diǎn),是以元器件圖形符號(hào)代替實(shí)物,以實(shí)線來表示
導(dǎo)線電氣連接,接電路的原理進(jìn)行繪制的。通常,在看到圖紙時(shí),我
們應(yīng)該已經(jīng)知道面對(duì)的是什么產(chǎn)品,或者哪部分電路了。如果并不清
楚所看的電路的概況,應(yīng)該首先看圖標(biāo)的標(biāo)題,做到心中有數(shù)。根據(jù)
標(biāo)題內(nèi)容和電路知識(shí),便可以對(duì)產(chǎn)品電路功能、結(jié)構(gòu)、原理建立大致
輪廓的印象,為進(jìn)了步解讀電路打下了基礎(chǔ)。
方法技巧:在知道是什么產(chǎn)品電路,而不知道從哪部分下手時(shí),我們
可以先找到表示電路結(jié)構(gòu)的方框圖,對(duì)照分析后得出結(jié)論,也可以從
主元件入手,或者有代表性的集成電路型號(hào),一般就能知道它是中放
電路、功放電路還是控制電路。
二、看元件、看構(gòu)成
看電路結(jié)構(gòu),我們必須要對(duì)一些元件的原理圖符號(hào)要十分的清楚,不
然的話便會(huì)無從下手!另外,我們還要知道每一個(gè)元件是什么用,比
如:三極管,它是工作在哪個(gè)狀態(tài),是放在,是截止,還是飽和呢?
我們還要知道每個(gè)模塊相互連接的關(guān)系。
三、看電路、看結(jié)構(gòu)
解讀電路原理需要用到很多電路的專業(yè)知識(shí),而在繪制電路原理圖的
時(shí)候,也必須要根據(jù)電路的工作原理,科學(xué)簡(jiǎn)捷地安排元器件。所以,
我們看電路的時(shí)候,也可以根據(jù)這樣技巧來看電路。做到有的放矢。
另外,我們看一個(gè)基本電路的連接時(shí),我們必須要找出來它的信號(hào)輸
入和信號(hào)輸出在哪里。對(duì)于多級(jí)放大電路,不要了解它們的耦合方式
和耦合元件。
四、解讀全電路功能
了解各單元電路和連接方式后,就能進(jìn)一步分析電路細(xì)節(jié),進(jìn)而完全
解讀全電路。電路整體功能的解讀,需要較全面的單元電路知識(shí),也
需要對(duì)整機(jī)電路原理有深入的了解。
第二節(jié)電子元器件知識(shí)
一、電阻
特性:在電路中用作負(fù)載電阻、分流器、分壓器,與電容配合作濾波
器;在電源中作去耦電阻;確定晶體管工作點(diǎn)的偏置電阻;穩(wěn)壓電源
中的取樣電阻。在電路中用字母“R”加數(shù)字表示,如:R52表示編
號(hào)為52的電阻。
1-K電阻的分類(以安裝方式分):
⑴插件電阻
立式電阻臥式電阻
注意事項(xiàng):電阻無極性,但立式電阻有方向性,裝插時(shí)應(yīng)注意
可調(diào)電阻金屬皮膜電阻
碳膜電阻排阻
(2)貼片電阻:
以尺寸大小分為:0402,0603,0805,1206等。
0402=英制單位術(shù)語,意即長(zhǎng)度(L)0.4英口寸*寬度(W)0.2英
時(shí)(表示英寸)
0603=0.6"*0.3"
0805=0.8"*0.5"
1206=1.2"*0.6”
但近年全球使用公制單位的國(guó)家,越來越多,也因此開始有了以下之
公制
1005=1.0mm*0.5mm=0.4"*0.2"
1608=1.6mm*0.8mm=0.6"*0.3"
2125=2mm*l.25mm=0.8"*0.5”
3216=3.2mm*1.6mm=l.2"*0.6”
1-2、電阻的分類(以元件性能分):
(1)熱敏電阻(THERMISTOR)
熱敏電阻屬于安規(guī)零件,作用是吸收浪涌電流,起到保護(hù)作用。
本體一般都有:系列、電流、阻值等標(biāo)示,以為勤熱敏電阻為例:
誤差:±15%(L等級(jí));±20%(M等級(jí))
熱敏電阻分類:負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)和正溫度系數(shù)熱敏電阻
(PTC),SPS電源中一般使用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)。
負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)特性:溫度越高,阻值越小。
正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)特性:溫度越高,阻值越大。
制造商有:(TKS)為勤;(CNR/CENTRA)舜全。
(2)壓敏電阻(VARISTOR)
壓敏電阻本體都有系列本體尺寸電壓直接標(biāo)于本體,以為勤為例子:
(3)固定電阻
在電子線路中對(duì)電流起阻礙作用的電子組件,代號(hào)為“R”,是
RESISTOR之第一個(gè)字母。通常所說的電阻指固定電阻,它是電子線
路中使用最多的電子組件。
特性:阻礙電流
作用:分壓,限流
RR
符號(hào):或
標(biāo)示:
①阻值:色環(huán)標(biāo)示(請(qǐng)參考3、阻值的標(biāo)示方法)
②外被〈環(huán)氧樹脂涂漆》顏色
③功率表示法(在電路中):
④尺寸:(功率俞大,尺寸俞大)
⑤實(shí)際應(yīng)用:
1MQ=1OOOKQ=1000000Q
在電路中的作用是分壓,限流.
連接方式與計(jì)算公式:R=U/I
⑥按用途分類:分為光敏電阻,熱敏電阻,壓敏電阻,可變電阻(VR)
(4)其它電阻類:
除了固定電阻外還有以下電阻:涂裝絕緣型繞線電阻(KNP)、涂裝絕
緣型繞無感電阻(NKNP)、耐沖擊電壓電阻(SCF)、水泥電阻、電力
型法郎繞線電阻、厚膜排阻電阻器歐。
(5)芯片電阻
①英文:CHIPRESISTOR
②標(biāo)示:本體上只有標(biāo)示電阻值:0/000=0Q;121=120Q;472=4700Q。
③誤差:J=±5%;F=±l%
④型號(hào)/功率/耐壓對(duì)照表:
2、參數(shù)識(shí)別:
電阻的單位為歐姆(Q),倍率單位有:千歐(K。),兆歐)等。
換算方法是1兆歐=1000千歐=1000000歐
功率單位:瓦特,千瓦;定義:功率=電壓*電流
分類:1/8W,1/4W,1/2W,1W,2W,3W,5W,7W,10W等。
3、阻值的標(biāo)示方法
零件標(biāo)示(Marking)三碼換算法:
將阻值以科學(xué)記號(hào)表示,并將10的次方數(shù)加在阻值的第三位數(shù)(必須
加上原來的第三位數(shù)),即得三碼代號(hào).
例:200K=200*l(T3取3加上原來200的第三位0(算1次方),即得
200K=204
200Q=200*10"0取0加上原來200的第三位0(算1次方),即得
2000=201
20Q=20*l(f0取0,但原來20無第三位0(故次方不成立),即得
20Q=200
2。=2.0。(小數(shù)點(diǎn)以R或8表示),故可表示為2R0,但若以8表
示時(shí),8必須放在第三位數(shù),即表示為208
注:此三碼換算法只適用于誤差值為5%(J)之電阻
色碼標(biāo)示法:
色碼標(biāo)識(shí)法是將電阻器的類別及主要技術(shù)參數(shù)的數(shù)值用顏色(色環(huán)或
色點(diǎn))標(biāo)注在它的外表面上。色環(huán)電阻(色標(biāo)電阻)器可分為三環(huán)、
四環(huán)、五環(huán)三種標(biāo)識(shí)方法。其含義如圖1和圖2所示。
三色環(huán)電阻器的色環(huán)表示標(biāo)稱電阻值(允許誤差均為±20%)。例如,
色環(huán)為紅黑橙,表示為20X103=20KQ±20%的電阻器。
四色環(huán)電阻器的色環(huán)表示標(biāo)稱值(二位有效數(shù)字)及精度。例如,色
環(huán)為棕綠橙銀,表示15X103=15KQ±10%的電阻器。
五色環(huán)電阻器的色環(huán)表示標(biāo)稱值(三位有效數(shù)字)及精度。例如,色
環(huán)為紅紫綠橙棕表示275X103=275KQ土1%的電阻器。
一般來說,四色環(huán)和五色環(huán)電阻器均有一專門表示允許誤差的色環(huán),
其特點(diǎn)是該色環(huán)距離其他色環(huán)較遠(yuǎn)。比較標(biāo)準(zhǔn)的表示應(yīng)是:表示允許
誤差的色環(huán)的寬度是其他色環(huán)的1.5-2倍。
對(duì)應(yīng)顏色第一位有效數(shù)字第二位有效數(shù)字倍率允
許偏差
黑00
棕11
紅22
橙33
黃44
綠55
藍(lán)66
紫77
灰88
白99
-20%~+50%
金一一
±5%
銀---一
±10%
無色一一一+20%
圖1兩位有效數(shù)字阻值的色環(huán)表示法
對(duì)應(yīng)顏色第一位有效數(shù)字第二位有效數(shù)字第三位有效
數(shù)字倍率允許偏差
里000
1/5111
±1%
紅222
±2%
橙333
黃444
綠555
±0.5%
藍(lán)666
±0.1%
紫777
±0.25%
灰888
白999
銀
圖2三位有效數(shù)字阻值的色環(huán)表示法
4、電阻檢測(cè)
(1)固定電阻器的檢測(cè)
將兩表筆(不分正負(fù))分別與電阻的兩端引腳相接即可測(cè)出實(shí)際電阻
值。為了提高測(cè)量精度,應(yīng)根據(jù)被測(cè)電阻標(biāo)稱值的大小來選擇量程。
由于奧姆檔刻度的非線性關(guān)系,它的中間一段分度較為精細(xì),因此應(yīng)
使指標(biāo)指示值盡可能落到刻度的中段位置,即全刻度起始的20%?
80%弧度范圍內(nèi),以使測(cè)量更準(zhǔn)確。根據(jù)電阻誤差等級(jí)不同。讀數(shù)與
標(biāo)稱阻值之間分別允許有±5%、±10%或±20%的誤差。如不相符,
超出誤差范圍,則說明該電阻值變值了。注意:測(cè)試時(shí),特別是在測(cè)
幾十K。以上阻值的電阻時(shí),手不要觸及表筆和電阻的導(dǎo)電部分;被
檢測(cè)的電阻從電路中焊下來,至少要焊開組件任一腳,以免電路中的
其它組件對(duì)測(cè)試產(chǎn)生影響,造成測(cè)量誤差;色環(huán)電阻的阻值雖然能以
色環(huán)標(biāo)志來確定,但在使用時(shí)最好還是用萬用表測(cè)試一下其實(shí)際阻
值。
(2)水泥電阻的檢測(cè)
檢測(cè)水泥電阻的方法及注意事項(xiàng)與檢測(cè)普通固定電阻完全相同。
(3)熔斷電阻器的檢測(cè)
在電路中,當(dāng)熔斷電阻器熔斷開路后,可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)作出判斷:若發(fā)現(xiàn)
熔斷電阻器表面發(fā)黑或燒焦,可斷定是其負(fù)荷過重,通過它的電流超
過額定值很多倍所致;如果其表面無任何痕跡而開路,則表明流過的
電流剛好等于或稍大于其額定熔斷值。對(duì)于表面無任何痕跡的熔斷電
阻器好壞的判斷,可借助萬用表RX1檔來測(cè)量,為保證測(cè)量準(zhǔn)確,
應(yīng)將熔斷電阻器一端從電路上焊下。若測(cè)得的阻值為無窮大,則說明
此熔斷電阻器已失效開路,若測(cè)得的阻值與標(biāo)稱值相差甚遠(yuǎn),表明電
阻變值,也不宜再使用。在維修實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),也有少數(shù)熔斷電阻器在
電路中被擊穿短路的現(xiàn)象,檢測(cè)時(shí)也應(yīng)予以注意。
二、電容
1、電容標(biāo)識(shí)及定義、作用
電容器是由兩個(gè)金屬電極,中間夾一層電介質(zhì)構(gòu)成的電子組件。電容
量在數(shù)值上等于一各島電極板上的電荷量與兩極板之間的電位差之
比值。
電容在電路中一般用“C”加數(shù)字表示(如C25表示編號(hào)為25的電
容)。電容的主要特性就是隔直流、通交流。電容器在電路中,可用
于隔電流、濾波、旁路或與電感線圈組成震蕩回路。
電容容量的大小就是表示能儲(chǔ)存電能的大小,電容對(duì)交流信號(hào)的阻礙
作用稱為容抗(XC),它與交流信號(hào)的頻率和電容量有關(guān)。容抗
XC=l/2JIfc(f表交流電的頻率,c表示電容的容量)。
符號(hào):
公式:
2、識(shí)別方法:
電容的識(shí)別方法與電阻的識(shí)別方法基本相同,分直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)
標(biāo)法3種,電容的基本單位用法拉(F)標(biāo)識(shí),其他單位還有:豪法
(mF)、微法(uF)、納法(nF)、皮法(pF)。換算等式為1法拉=豪
法=微法=納法=皮法
容量大的電容,其容量值在電容上直接標(biāo)明,如IOPF/16V
容量小的電容其容量值在電容上字母表示或數(shù)字表示,如下:
字母表示法:lm=1000uF1P2=1.2PFln=1000nF
數(shù)字表示法:一般用三位數(shù)字表示容量大小,前兩位表示有效數(shù)字,
第三位數(shù)字是倍率。
如:102表示10XPF=1000PF224表示22XPF=0.22uF
3、電容電量誤差表
符號(hào)FGJKLM
允許誤差±1%±2%±5%±10%±15%
±20%
例如:一磁片電容為104G表示容量為0.luF、誤差為±5%
4-1、電容分類:總表
類別技術(shù)參數(shù)
貼片電容
(封裝尺寸/額定電壓/材質(zhì)/容值)0603/50V/NP0、X7R、Y5V/10PF、
100PF、1000PF、1UF
0805/50V/NPO、X7R、Y5V、FILM/10PF.100PF.1000PF、
1UF
1206/10V,16V、25V、50V/NP0、X7R、Y5V、FILM/1000PF.
3900PF、8200PF、0.01UF、1UF、10UF
2010/NPO、Y5V、FILM/0.015UF、1UF、10UF
貼片鋁電解電容
(封裝尺寸/額定電壓//容值/極性)2512/16V/22UF/有極
性
3216/6.3V.16V/10UF/有極性
3528/10V.16V/3.3UF、10UF、22UF、33UF/有極性
D型/6V/220UF/有極性
鋁電解電容
(封裝/額定電壓//容值/極性)SMD/16V.35V/100UF、330UF/
有極性
DIP/10V、16V、25V、35V、50V、200V/1UF、10UF、100UF、
1000UF、3300UF/有極性
高頻低阻
插件瓷介電容
(腳間距/額定電壓//容值)5mm、7.5mm、10mm/lKV>2KV、
3KV、50V、250V、400V、500V/10PF、100PF、1000PF、2220PF
插件有機(jī)介質(zhì)電容器
(腳間距/額定電壓//容值)3.5mm>4.5mm、5mm、7.5mm、10mm、
15mm/100V.250V、275V、400V、630V/1000PF、0.047UF、0.47UF
4-2,電容分類:分類介紹
(1)電解電容:C/E--ELECTROLYTICCAPACITOR
電解電容一一有正負(fù)極性之分(本體有兩個(gè)引腳,其中短腳的那一邊
為負(fù)極),其本體一般都印有容值,誤差,耐壓,制造商品牌(廠商
標(biāo)志)等MARKING,SPS通常使用容量為0.1UF~4700UF,誤差為20±%
(M等級(jí)),容值越大,體積越大。
單位換算:
1F(法拉)=1000mF(毫法)=1000000uF(微法)=1000000000(納
法)=1000000000OOOpF(皮法)。
電壓范圍有:6.3V,10V,16V,25V,35V,50V,100V,200V,400V,
450Vo
耐溫:85℃,105℃,工作溫度在:40~105℃。
制造商有:(RUBYCON)馨昌,(CHEMICON)佳美工,(JAMICON)凱美,
(ELITE)金日,(YIHCON)億泓,(PANASONIC)松下。
(2)陶瓷電容:C/C--CERAMICCAPACITOR
陶瓷電容有高頻瓷介電容和低頻瓷介電容之分,Y電容也屬于陶瓷電
容,亦為安規(guī)電容。本體印有容值,誤差,耐壓等標(biāo)示。
例如容值標(biāo)示:103=10OOOpF,224=22OOOOpF
電壓標(biāo)示:Oa50V(50V容值下面劃有一橫線“一”)。
Ob500V(本體不做標(biāo)示)
OclKV,2KV(直接標(biāo)示于容值下面)
誤差:J(±5%),K(±10%),M(±20%),Z(+80%-20%)
耐溫:Y級(jí)(―25℃~85℃)和Z級(jí)(10℃~85℃)
制造商有:(TDK)東電化,(0Z0K)名家,(PANOVERSEAS)匯喬。
(3)積層電容:(俗名叫“小黃豆”或“獨(dú)石電容”)
積層電容:
C/MLC—MULTIPLELAYERCAPACITOR,多層電極電容表面光滑。本體
呈黃色,考慮其本體細(xì)小,一般只標(biāo)示容值于本體,容值標(biāo)示類似于
陶瓷電容,如223(表示22000pf),471(表示470pF)誤差:J(±5%),
K(±10%),M(±20%),Z(+80%-20%),S(+50%-20%),P(±100%/-0).
耐壓:SPS常用25V,50V,100V
制造商有:(TDK)東電化,(OZOK)名家,(JYHCHUNG)智中。
(4)麥拉電容:(亦屬于塑料電容系列)
英文標(biāo)示:C/MYLAR,本體顏色為GREEN,其容值,誤差,電壓直接
標(biāo)示于本體上,字體一般為白色。
誤差:J(±5%),K(±10%),M(±20%)
電壓表示:1H(50V),1J(63V),2A(100VDC),2J(63V),
1A(10V),IC(16V),0J(6.3V),3(1000V)
制造商有:(SUNTRONIC)上穩(wěn),(EUROPTRONICGROUP)優(yōu)普。
(5)金屬聚脂薄膜電容:(即MINI-BOX電容)
英文標(biāo)示為:C/POLYESTER,金屬聚脂薄膜電容有安規(guī)要求,外表通
常為黃色,灰色,紫色.
作用:跨電源線,無線電干擾抑制器,天線耦合。
金屬聚脂薄膜電容容值,誤差,電壓直接標(biāo)于本體,有些制造商還在
本體上印有制造商品牌。
容值誤差有:±10%(K級(jí))和±20%(M級(jí))
耐溫:-40℃^100℃
容值范圍通常在0.01uF~2.2uFo
(6)安規(guī)電容
①Y電容
屬于安規(guī)電容,本體呈扁圓形,藍(lán)色,有Y1和Y2電容之分,在SPS
中主要跨接于初次級(jí)中間.
其本體都有容值、誤差、安規(guī)MARKING、電壓、類型(Y1或Y2)等
標(biāo)示.
容值誤差為±20%(M等級(jí)),耐壓為250VAC,PIN腳成型方式有直腳
和KINK兩種方式.
制造商有:(TDK)東電化(MURATA)村田(PANOVERSEAS)匯喬
②X電容
屬于安規(guī)電容,本體呈方型,黃色,有XI和X2之分別,在SPS中主
要應(yīng)用于EMI部分(即交流輸入部分)。本體都有容值、誤差、電壓
、類型、電容系列、安規(guī)MARK、制造商品牌等標(biāo)示。
容值誤差有±10%(K等級(jí)),±20%(M等級(jí))
耐壓:250VAC
制造商有:(UTX)昱電,(CARLI)凱利,(HJC)華容,OKAYA
(7)SMD電容
SMD電容包含貼片電解電容(C/E;SMD),其本體無任何標(biāo)示型號(hào)有
0402,0805,1206,1210,1812,2220等幾種。
電壓有6.3VDC,10VDC,16VDC,25VDC,50VDC,100VDC
溫度特性有:X5R(-55℃~85℃);X7R(-55℃~125℃);Y5V
(-30℃~85℃)。
5、電容檢測(cè)方法
(1)固定電容器的檢測(cè):
①、檢測(cè)10pF以下的小電容因10pF以下的固定電容器容量太小,用
萬用表進(jìn)行測(cè)量,只能定性的檢查其是否有漏電,內(nèi)部短路或擊穿現(xiàn)
象。測(cè)量時(shí),可選用萬用表RX10K檔,用兩表筆分別任意接電容的
兩個(gè)引腳,阻值應(yīng)為無窮大。若測(cè)出阻值(指標(biāo)向右擺動(dòng))為零,則
說明電容漏電損壞或內(nèi)部擊穿。
②、檢測(cè)1OPF?0.01MF固定電容器是否有充電現(xiàn)象,進(jìn)而判斷其好
壞。萬用表選用RX1K檔。兩只三極管的B值均為100以上,且穿
透電流要校可選用3DG6等型號(hào)硅三極管組成復(fù)合管。萬用表的紅和
黑表筆分別與復(fù)合管的發(fā)射極e和集電極c相接。由于復(fù)合三極管的
放大作用,把被測(cè)電容的充放電過程予以放大,使萬用表指針擺幅度
加大,從而便于觀察。應(yīng)注意的是:在測(cè)試操作時(shí),特別是在測(cè)較小
容量的電容時(shí),要反復(fù)調(diào)換被測(cè)電容引腳接觸A.B兩點(diǎn),才能明顯地
看到萬用表指針的擺動(dòng)。
③、對(duì)于0.0111F以上的固定電容,可用萬用表的RX10K檔直接測(cè)
試電容器有無充電過程以及有無內(nèi)部短路或漏電,并可根據(jù)指針向右
擺動(dòng)的幅度大小估計(jì)出電容器的容量。
(2)電解電容器的檢測(cè):
①、因?yàn)殡娊怆娙莸娜萘枯^一般固定電容大得多,所以,測(cè)量時(shí),應(yīng)
針對(duì)不同容量選用合適的量程。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般情況下,1?47uF
間的電容,可用RX1K檔測(cè)量,大于47nF的電容可用RX100檔測(cè)
量。
②、將萬用表紅表筆接負(fù)極,黑表筆接正極,在剛接觸的瞬間,萬用
表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大偏度(對(duì)于同一電阻檔,容量越大,擺幅越大),
接著逐漸向左回轉(zhuǎn),直到停在某一位置。此時(shí)的阻值便是電解電容的
正向漏電阻,此值略大于反向漏電阻。實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)表明,電解電容
的漏電阻一般應(yīng)在兒百K。以上,否則,將不能正常工作。在測(cè)試中,
若正向。反向均無充電的現(xiàn)象,即表針不動(dòng),則說明容量消失或內(nèi)部
斷路;如果所測(cè)阻值很小或?yàn)榱?,說明電容漏電大或已擊穿損壞,不
能再使用。
三、晶體二極管
晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示,如:D5表示編號(hào)為5
的二極管。
1、作用:
二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?,也就是在正向電壓的作用下,?dǎo)通
電阻很?。欢诜聪螂妷鹤饔孟聦?dǎo)通電阻極大或無窮大。晶體二極管
按作用可分為:整流二極管(如1N4004)、隔離二極管(如<BR>1N4148)、
肖特基二極管(如BAT85)、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。
2、識(shí)別方法:
二極管的識(shí)別很簡(jiǎn)單,小功率二極管的N極(負(fù)極),在二極管
外表大多采用一種色圈標(biāo)出來,有些二極管也用二極管專用符號(hào)來表
示P極(正極)或N極(負(fù)極),也有采用符號(hào)標(biāo)志為“P”、“N”
來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長(zhǎng)短來識(shí)別,長(zhǎng)
腳為正,短腳為負(fù)。
3、二極管檢測(cè)方法
①檢測(cè)小功率晶體二極管方法
以阻值較小的一次測(cè)量為準(zhǔn),黑表筆所接的一端為正極,紅表筆所接
的一端則為負(fù)極。
②檢測(cè)玻封硅高速開關(guān)二極管
檢測(cè)硅高速開關(guān)二極管的方法與檢測(cè)普通二極管的方法相同。不同的
是,這種管子的正向電阻較大。用RX1K電阻檔測(cè)量,一般正向電阻
值為5K?10K,反向電阻值為無窮大。
③檢測(cè)快恢復(fù)、超快恢復(fù)二極管
用萬用表檢測(cè)快恢復(fù)、超快恢復(fù)二極管的方法基本與檢測(cè)塑封硅整流
二極管的方法相同。即先用RX1K檔檢測(cè)一下其單向?qū)щ娦裕话阏?/p>
向電阻為45K左右,反向電阻為無窮大。
④瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS)的檢測(cè)
用萬用表RX1K檔測(cè)量管子的好壞:A、對(duì)于單極型的TVS,按照測(cè)
量普通二極管的方法,可測(cè)出其正、反向電阻,一般正向電阻為4KQ
左右,反向電阻為無窮大。B、對(duì)于雙向極型的TVS,任意調(diào)換紅、
黑表筆測(cè)量其兩引腳間的電阻值均應(yīng)為無窮大。否則,說明管子性能
不良或已經(jīng)損壞。
⑤高頻變阻二極管的檢測(cè)
識(shí)別正、負(fù)極:高頻變阻二極管與普通二極管在外觀上的區(qū)別是其色
標(biāo)顏色不同,普通二極管的色標(biāo)顏色一般為黑色,而高頻變阻二極管
的色標(biāo)顏色則為淺色。其極性規(guī)律與普通二極管相似,即帶綠色環(huán)的
一端為負(fù)極,不帶綠色環(huán)的一端為正極。測(cè)量正、反向電阻來判斷其
好壞,具體方法與測(cè)量普通二極管正、反向電阻的方法相同,當(dāng)使用
500型萬用表RX1K檔測(cè)量時(shí),正常的高頻變阻二極管的正向電阻為
5K?55K,反向電阻為無窮大。
⑥變?nèi)荻O管的檢測(cè)
將萬用表置于RX10K檔,無論紅、黑表筆怎樣對(duì)調(diào)測(cè)量,變?nèi)荻O
管的兩引腳間的電阻值均應(yīng)為無窮大。如果在測(cè)量中,發(fā)現(xiàn)萬用表指
標(biāo)向右有輕微擺動(dòng)或阻值為零,說明被測(cè)變?nèi)荻O管有漏電故障或已
經(jīng)擊穿損壞。對(duì)于變?nèi)荻O管容量消失或內(nèi)部的開路性故障,用萬用
表是無法檢測(cè)判別的。必要時(shí)一,可用替換法進(jìn)行檢查判斷。
測(cè)試注意事項(xiàng):
用數(shù)字式萬用表去測(cè)二極管時(shí)一,紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二
極管的負(fù)極,此時(shí)測(cè)得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚担@與指
針式萬用表的表筆接法剛好相反。
4、常用的1N4000系列二極管耐壓比較如下:
型號(hào)1N40011N40021N40031N40041N40051N4006
1N4007
耐壓(V)50100200400600800
1000
電流(A)111111
1
穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管在電路中常用“ZD”加數(shù)字表示,如:ZD5表示編號(hào)為5
的穩(wěn)壓管。
1、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理:
穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)就是擊穿后,其兩端的電壓基本保持不變。這
樣,當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后,若由于電源電壓發(fā)生波動(dòng),或其它
原因造成電路中各點(diǎn)電壓變動(dòng)時(shí),負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。
2、故障特點(diǎn):
穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。在這3種
故障中,前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高;后2種故障表現(xiàn)為電源電
壓變低到零伏或輸出不穩(wěn)定。
常用穩(wěn)壓二極管的型號(hào)及穩(wěn)壓值如下表:
型號(hào)1N47281N47291N47301N47321N47331N4734
穩(wěn)壓值3.3V3.6V3.9V4.7V5.IV5.6V
型號(hào)1N47351N47441N47501N47511N4761
穩(wěn)壓值6.2V15V27V30V75V
3、各種二極管在電路圖中的符號(hào)標(biāo)識(shí)如下圖:
四、晶體三極管
晶體三極管在電路中常用“Q”加數(shù)字表示,如:Q17表示編號(hào)為17
的三極管。
1、特點(diǎn):
晶體三極管(簡(jiǎn)稱三極管)是內(nèi)部含有2個(gè)PN結(jié),并且具有放大能
力的特殊器件。它分NPN型和PNP型兩種類型,這兩種類型的三極管
從工作特性上可互相彌補(bǔ),所謂OTL電路中的對(duì)管就是由PNP型和
NPN型配對(duì)使用。常用的PNP型三極管有:A92、9015等型號(hào);NPN
型三極管有:A42、9014、9018、9013、9012等型號(hào)。
2、作用:
晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用,在常見電路中有三種接
法。為了便于比較,將晶體管三種接法電路所具有的特點(diǎn)列于下表,
供大家參考。
名稱共發(fā)射極電路共集電極電路共基極電路
輸入阻抗中(幾百歐~幾千歐)大(幾十千歐以上)
小(幾歐~幾十歐)
電壓放大倍數(shù)大?。ㄐ∮?并接近于1)大
電流放大倍數(shù)大(兒十)大(兒十)小(小于1并
接近于1)
功率放大倍數(shù)大(約30~40分貝)?。s10分貝)中
(約15~20分貝)
頻率特性高頻差好好
應(yīng)用多級(jí)放大器中間級(jí)低頻放大輸入級(jí)、輸出級(jí)或做阻
抗匹配用高頻或?qū)掝l帶電路及恒流源電路
3、分類及測(cè)量方法:
晶體管大致可以分為三極體和場(chǎng)效應(yīng)管兩種。
(1)三極體
①三極體:代號(hào)TRANSISTOR(Q),電流控制器件,有三個(gè)電極(基
極——B;集電極——C;發(fā)射極——E)o
②符號(hào):
PNP型NPN型
③分類:晶體管可以分為兩類,即NPN型和PNP型,如上圖所示。
④作用:檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制和許多其它功能。
⑤判別基極和管子的類型
選用奧姆槽的R*100(或R*1K)槽,先用紅表筆接一個(gè)管腳,黑表筆
接另一個(gè)管腳,可測(cè)出兩個(gè)電阻值,然后再用紅表筆接另一個(gè)管腳,
重復(fù)上述步驟,又測(cè)得一組電阻值,這樣測(cè)3次,其中有一組兩個(gè)阻
值都很小的,對(duì)應(yīng)測(cè)得這組值的紅表筆接的為基極,且管子是PNP型
的;反之,若用黑表筆接一個(gè)管腳,重復(fù)上述做法,若測(cè)得兩個(gè)阻值
都小,對(duì)應(yīng)黑表筆為基極,且管子是NPN型的。
⑥判別集電極
因?yàn)槿龢O管發(fā)射極和集電極正確連接時(shí)3大(表針擺動(dòng)幅度大),反
接時(shí)B就小得多。因此,先假設(shè)一個(gè)集電極,用奧姆槽連接,(對(duì)
NPN型管,發(fā)射極接黑表筆,集電極接紅表筆)。測(cè)量時(shí),用手捏住
基極和假設(shè)的集電極,兩極不能接觸,若指針擺動(dòng)幅度大,而把兩極
對(duì)調(diào)后指標(biāo)擺動(dòng)小,則說明假設(shè)是正確的,從而確定集電極和發(fā)射極。
⑦電流放大系數(shù)B的估算
選用奧姆播的R*100(或R*1K)播,對(duì)NPN型管,紅表筆接發(fā)射極,
黑表筆接集電極,測(cè)量時(shí),只要比較用手捏住基極和集電極(兩極不
能接觸),和把手放開兩種情況小指標(biāo)擺動(dòng)的大小,擺動(dòng)越大,B值
越高。
⑵場(chǎng)效應(yīng)管
①場(chǎng)效應(yīng)管:代號(hào)FET(FieldEffectTransistor),電壓控制器件;
②分類:可以分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(J-FET)和金屬氧化物半導(dǎo)體(簡(jiǎn)
稱M0S<MetalOxideSemiconductor>管);MOS管又可以分為N溝道
MOS管(N-CH)和P溝道MOS管(P-CH)兩種,SPS常用P-CH;
③管腳:有三個(gè)引腳,漏極——D(DRAIN);源極——S(SOURCE);
柵極——G(GRID)
④特性:輸入阻抗高,噪音低,熱穩(wěn)定性好,壽命長(zhǎng)。
⑤作用:場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大.由于場(chǎng)效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很
高,因此耦合電容可以容量較小,必使用電解電容器。場(chǎng)效應(yīng)管可以
用作電子開關(guān)。
⑥場(chǎng)效應(yīng)管檢測(cè)方法:
用指針式萬用表對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行判別
(A)用測(cè)電阻法判別結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的電極
根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管的PN結(jié)正、反向電阻值不一樣的現(xiàn)象,可以判別出結(jié)
型場(chǎng)效應(yīng)管的三個(gè)電極。具體方法——將萬用表?yè)茉赗X1K槽上,任
選兩個(gè)電極,分別測(cè)出其正、反向電阻值。當(dāng)某兩個(gè)電極的正、反向
電阻值相等,且為幾千奧姆時(shí),則該兩個(gè)電極分別是漏極D和源極S。
因?yàn)閷?duì)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管而言,漏極和源極可互換,剩下的電極肯定是柵
極G。也可以將萬用表的黑表筆(紅表筆也行)任意接觸一個(gè)電極,
另一只表筆依次去接觸其余的兩個(gè)電極,測(cè)其電阻值。當(dāng)出現(xiàn)兩次測(cè)
得的電阻值近似相等時(shí),則黑表筆所接觸的電極為柵極,其余兩電極
分別為漏極和源極。若兩次測(cè)出的電阻值均很大,說明是PN結(jié)的反
向,即都是反向電阻,可以判定是N溝道場(chǎng)效應(yīng)管,且黑表筆接的是
柵極;若兩次測(cè)出的電阻值均很小,說明是正向PN結(jié),即是正向電
阻,判定為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管,黑表筆接的也是柵極。若不出現(xiàn)上述情
況,可以調(diào)換黑、紅表筆按上述方法進(jìn)行測(cè)試,直到判別出柵極為止。
(B)用測(cè)電阻法判別場(chǎng)效應(yīng)管的好壞
測(cè)電阻法是用萬用表測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)管的源極與漏極、柵極與源極、柵極
與漏極、柵極G1與柵極G2之間的電阻值同場(chǎng)效應(yīng)管手冊(cè)標(biāo)明的電
阻值是否相符去判別管的好壞。具體方法-首先將萬用表置于RX1
0或RX100檔,測(cè)量源極S與漏極D之間的電阻,通常在幾十歐到
幾千歐范圍(在手冊(cè)中可知,各種不同型號(hào)的管,其電阻值是各不相
同的),如果測(cè)得阻值大于正常值,可能是由于內(nèi)部接觸不良;如果
測(cè)得阻值是無窮大,可能是內(nèi)部斷極。然后把萬用表置于RX10k
樟,再測(cè)柵極G1與G2之間、柵極與源極、柵極與漏極之間的電阻
值,當(dāng)測(cè)得其各項(xiàng)電阻值均為無窮大,則說明管是正常的;若測(cè)得上
述各阻值太小或?yàn)橥罚瑒t說明管是壞的。要注意,若兩個(gè)柵極在管
內(nèi)斷極,可用組件代換法進(jìn)行檢測(cè)。
基極B端沒有高電平時(shí),C/E不導(dǎo)通,測(cè)量C/E間的電阻,若短路或
阻值很小就說明三極管損壞。
五、IGBT
絕緣柵雙極晶體管(lusulatedgatebipolartransistor)俗稱IGBT,
本質(zhì)上是一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管,只是在漏極和漏區(qū)之間多了一個(gè)P型
層。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)的文件建議,其各部分名稱基本沿用場(chǎng)效應(yīng)
晶體管的相應(yīng)命名。
圖1所示為一個(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu),N+區(qū)稱為源
區(qū),附于其上的電極稱為源極。N+區(qū)稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵
區(qū),附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源
之間的P型區(qū)(包括P+和P—區(qū))(溝道在該區(qū)域形成),稱為亞溝
道區(qū)(Subchannelregion)。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入
區(qū)(Draininjector),它是IGBT特有的功能區(qū),與漏區(qū)和亞溝道
區(qū)一起形成PNP雙極晶體管,起發(fā)射極的作用,向漏極注入空穴,
進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制,以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為
漏極。
為了兼顧長(zhǎng)期以來人們的習(xí)慣,IEC規(guī)定:源極引出的電極端子(含
電極端)稱為發(fā)射極端(子),漏極引出的電極端(子)稱為集電極
端(子)。這又回到雙極晶體管的術(shù)語了。但僅此而已。
IGBT的結(jié)構(gòu)剖面圖如圖2所示。它在結(jié)構(gòu)上類似于MOSFET,其不同
點(diǎn)在于IGBT是在N溝道功率MOSFET的N+基板(漏極)上增加了一
個(gè)P+基板(IGBT的集電極),形成PN結(jié)只,并由此引出漏極、柵
極和源極則完全與MOSFET相似
由圖2可以看出,IGBT相當(dāng)于一個(gè)由MOSFET驅(qū)動(dòng)的厚基區(qū)GTR,其
簡(jiǎn)化等效電路如圖3所示。圖中Rdr是厚基區(qū)GTR的擴(kuò)展電阻。IGBT
是以GTR為主導(dǎo)件、MOSFET為驅(qū)動(dòng)件的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
N溝道IGBT的圖形符號(hào)有兩種,如圖4所示。實(shí)際應(yīng)用時(shí),常使用
圖2—5所示的符號(hào)。對(duì)于P溝道,圖形符號(hào)中的箭頭方向恰好相反,
如圖4所示。
IGBT的開通和關(guān)斷是由柵極電壓來控制的。當(dāng)柵極加正電壓時(shí),
MOSFET內(nèi)形成溝道,并為PNP晶體管提供基極電流,從而使IGBT導(dǎo)
通,此時(shí),從P+區(qū)注到N—區(qū)進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,減少N一區(qū)的電阻Rdr
值,使高耐壓的IGBT也具有低的通態(tài)壓降。在柵極上加負(fù)電壓時(shí);
MOSFET內(nèi)的溝道消失,PNP晶體管的基極電流被切斷,IGBT即關(guān)斷。
正是由于IGBT是在N溝道MOSFET的N+基板上加一層P+基板,
形成了四層結(jié)構(gòu),由PNP—NPN晶體管構(gòu)成IGBTo但是,NPN晶體
管和發(fā)射極由于鋁電極短路,設(shè)計(jì)時(shí)盡可能使NPN不起作用。所以說,
IGBT的基本工作與NPN晶體管無關(guān),可以認(rèn)為是將N溝道MOSFET
作為輸入極,PNP晶體管作為輸出極的單向達(dá)林頓管。
采取這樣的結(jié)構(gòu)可在N一層作電導(dǎo)率調(diào)制,提高電流密度。這是因?yàn)?/p>
從P+基板經(jīng)過N+層向高電阻的N一層注入少量載流子的結(jié)果。
IGBT的設(shè)計(jì)是通過PNP-NPN晶體管的連接形成晶閘管。
IGBT模塊的術(shù)語及其特性術(shù)語說明
術(shù)語符號(hào)定義及說明(測(cè)定條件參改說明書)
集電極、發(fā)射極間電壓VCES柵極、發(fā)射極間短路時(shí)的集電極,
發(fā)射極間的最大電壓
柵極發(fā)極間電壓VGES集電極、發(fā)射極間短路時(shí)的柵極,發(fā)射極
間最大電壓
集電極電流IC集電極所允許的最大直流電流
耗散功率PC單個(gè)IGBT所允許的最大耗散功率
結(jié)溫Tj元件連續(xù)工作時(shí)芯片溫廈
關(guān)斷電流ICES柵極、發(fā)射極間短路,在集電極、發(fā)射極
間加上指定的電壓時(shí)的集電極電流。
漏電流IGES集電極、發(fā)射極間短路,在柵極、集電極間加上指
定的電壓時(shí)的柵極漏電流
飽和壓降VCE(sat)在指定的集電極電流和柵極電
壓的情況下,集電極、發(fā)射極間的電壓。
輸入電容Clss集電極、發(fā)射極間處于交流短路狀態(tài),在
柵極、發(fā)射極間及集電極、發(fā)射極間加上指定電壓時(shí),柵極、發(fā)射極
間的電容
IGBT模塊使用上的注意事項(xiàng)
在使用IGBT模塊的場(chǎng)合,選擇何種電壓,電流規(guī)格的IGBT模塊,需
要做周密的考慮。
A、電流規(guī)格
IGBT模塊的集電極電流增大時(shí),VCE(-)上升,所產(chǎn)生的額定損耗亦
變大。同時(shí),開關(guān)損耗增大,原件發(fā)熱加劇。因此,根據(jù)額定損耗,
開關(guān)損耗所產(chǎn)生的熱量,控制器件結(jié)溫(口)在150C以下(通常為
安全起見,以125c以下為宜),請(qǐng)使用這時(shí)的集電流以下為宜。特
別是用作高頻開關(guān)時(shí),由于開關(guān)損耗增大,發(fā)熱也加劇,需十分注意。
一般來說,要將集電極電流的最大值控制在直流額定電流以下使用,
從經(jīng)濟(jì)角度這是值得推薦的。
B、電壓規(guī)格
IGBT模塊的電壓規(guī)格與所使用裝置的輸入電源即市電電源電壓緊密
相關(guān)。其相互關(guān)系列于表1。根據(jù)使用目的,并參考本表,請(qǐng)選擇相
應(yīng)的元件。
元器件電壓規(guī)格
600V1200V1400V
電源
電壓200V;220V;230V;240V346V;350V;380V;400V;415V;
440V575V
防止靜電
IGBT的VGE的耐壓值為±20V,在IGBT模塊上加出了超出耐壓值的
電壓的場(chǎng)合,由于會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞的危險(xiǎn),因而在柵極-發(fā)射極之間不能
超出耐壓值的電壓,這點(diǎn)請(qǐng)注意。
在使用裝置的場(chǎng)合,如果柵極回路不合適或者柵極回路完全不能工作
時(shí)一(珊極處于開路狀態(tài)),若在主回路上加上電壓,則IGBT就會(huì)損壞,
為防止這類損壞情況發(fā)生,應(yīng)在柵極一發(fā)射極之間接一只10k。左左
的電阻為宜。
此外,由于IGBT模塊為M0S結(jié)構(gòu),對(duì)于靜電就要十分注意。因此,
請(qǐng)注意下面幾點(diǎn):
1)在使用模塊時(shí),手持分裝件時(shí),請(qǐng)勿觸摸驅(qū)動(dòng)端子部份。
2)在用導(dǎo)電材料連接驅(qū)動(dòng)端子的模塊時(shí),在配線未布好之前,請(qǐng)先不
要接上模塊。
3)盡量在底板良好接地的情況下操作。
4)當(dāng)必須要觸摸模塊端子時(shí),要先將人體或衣服上的靜電放電后,再
觸摸。
5)在焊接作業(yè)時(shí),焊機(jī)與焊槽之間的漏泄容易引起靜電壓的產(chǎn)生,為
了防止靜電的產(chǎn)生,請(qǐng)先將焊機(jī)處于良好的接地狀態(tài)下。
6)裝部件的容器,請(qǐng)選用不帶靜電的容器。
并聯(lián)問題
用于大容量逆變器等控制大電流場(chǎng)合使用IGBT模塊時(shí),可以使用多
個(gè)器件并聯(lián)。
并聯(lián)時(shí),要使每個(gè)器件流過均等的電流是非常重要的,如果一旦電流
平衡達(dá)到破壞,那么電過于集中的那個(gè)器件將可能被損壞。
為使并聯(lián)時(shí)電流能平衡,適當(dāng)改變器件的特性及接線方法。例如。
挑選器件的VCE(sat)相同的并聯(lián)是很重要的。
IGBT的測(cè)量方法:
1、用數(shù)字萬用表的歐姆檔分別正反兩次測(cè)量(不帶內(nèi)置二極管)IGBT
的C、E之間阻值大小,阻值非常大,則IGBT正常,如果二者之間阻
值很小,則IGBT擊穿損壞。
2、用數(shù)字萬用表的歐姆檔測(cè)量(帶有內(nèi)置二極管)IGBT的C(紅表
筆)、E(黑表筆)之間阻值大小,阻值非常大,則IGBT正常;測(cè)量
C(黑表筆)、E(紅表筆)之間阻值大小,有一定的阻值(內(nèi)置二極
管的阻值),IGBT正常。若測(cè)量任意兩腳間的阻值很小,則說明IGBT
擊穿損壞。
各種型號(hào)IGBT的性能簡(jiǎn)介:
(1)SGW25N120——西門子公司出品,耐壓1200V,電流容量25℃時(shí)
46A,100C時(shí)25A,內(nèi)部不帶阻尼二極管,所以應(yīng)用時(shí)必須配套
6A/1200V以上的快速恢復(fù)二極管使用,該IGBT配套10A/1200/1500V
以上的快速恢復(fù)二極管后可代用SKW25N120
其他注意事項(xiàng)
1)保存半導(dǎo)體原件的場(chǎng)所的溫度,溫度,應(yīng)保持在常溫常濕狀態(tài),不
應(yīng)偏離太大。常溫的規(guī)定為5—35℃,常濕的規(guī)定為45—75%左右。
2)開、關(guān)時(shí)的浪涌電壓等的測(cè)定,請(qǐng)?jiān)诙俗犹帨y(cè)定。
六、LM339集成電路
LM339集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器,該電壓比較器的特點(diǎn)
是:
1)失調(diào)電壓小,典型值為2mV;
2)電源電壓范圍寬,單電源為2-36V,雙電源電壓為±1V-±18V;
3)對(duì)比較信號(hào)源的內(nèi)阻限制較寬;
4)共模范圍很大,為0~(Ucc-1.5V)Vo;
5)差動(dòng)輸入電壓范圍較大,大到可以等于電源電壓;
6)輸出端電位可靈活方便地選用。
1、LM339的封裝及通用性
LM339集成塊采用C-14型封裝,圖1為外型及管腳排列圖。由于LM339
使用靈活,
應(yīng)用廣泛,所以世界上各大IC生產(chǎn)廠、公司競(jìng)相推出自己的四比較
器,如IR2339、ANI339.SF339等,它們的參數(shù)基本一致,可互換使
用。
2、LM339的原理及作用
LM339類似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和
一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸入端一個(gè)稱為同相輸入端,用“+”表示,另一
個(gè)稱為反相輸入端,用“-”表示。用作比較兩個(gè)電壓時(shí),任意一個(gè)
輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓(也稱為門限電平,它可選擇LM339
輸入共模范圍的任何一點(diǎn)),另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。當(dāng)
“+”端電壓高于”端時(shí),輸出管截止,相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)
“-”端電壓高于“+”端時(shí),輸出管飽和,相當(dāng)于輸出端接低電位。
兩個(gè)輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)
換到另一種狀態(tài)。
因此,把LM339用在弱信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。LM339的輸出
端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管,在使用時(shí)輸出端到正電
源一般須接一只電阻(稱為上拉電阻,選3T5K)。選不同阻值的上
拉電阻會(huì)影響輸出端高電位的值。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí),它
的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。另外,各比較器的
輸出端允許連接在一起使用。
七、電感
電感器是用漆包線在絕緣管或鐵芯,磁芯上的一種電子組件,電感器
大體上有帶磁芯(包括各種磁體)和不帶磁芯的2大類.主要范圍是
指電感線圈和變壓器,它們的工作原理基本上是相同的。
1、電感的原理及作用
2、電感線圈是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的,它是由導(dǎo)線一圈一圈
地纏繞在絕緣管上,導(dǎo)線彼此相互絕緣,這種組件稱為電感線圈,也
叫電感器或電感。
直流可通過線圈,直流電阻就是導(dǎo)線本身的電阻,壓降很小;當(dāng)交流
信號(hào)通過線圈時(shí),線圈兩端將會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),自感電動(dòng)勢(shì)的方向
與外加電壓的方向相反,阻礙交流的通過,所以電感的特性是通直流
阻交流,頻率越高,線圈阻抗越大。
電感在電路中可與電容組成振蕩電路。
電感在電路中常用“L”加數(shù)字表示,如:L6表示編號(hào)為6的電感。
2、電感的識(shí)別
電感一般有直標(biāo)法和色標(biāo)法,色標(biāo)法與電阻類似。如:棕、黑、金、
金表示luH(誤差5%)的電感。
電感的基本單位為:亨(H)換算單位有:lH=103mH=106uH。
3、電感的分類
常用的電感組件有固定電感器,阻流圈,電視機(jī)用行線性線圈和行,
場(chǎng)振蕩線圈,偏轉(zhuǎn)線圈以及收音機(jī),錄音機(jī)上用的各種電感線圈,還
有延遲線和磁關(guān)等.它們?cè)陔娐分衅鹬煌淖饔茫季哂性诖艌?chǎng)
中儲(chǔ)存能量的本領(lǐng).電感器種類很多,分類方法也不統(tǒng)一,比較常見
的方法是按工作性質(zhì),繞線結(jié)構(gòu),導(dǎo)磁體性質(zhì)和電感形式進(jìn)行分類.
根據(jù)其結(jié)構(gòu)和其不同的特點(diǎn),在各種電器設(shè)備中常見的有:?jiǎn)螌泳€圈、
多層線蜂圈、蜂房線圈、鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈、銅芯線圈、色碼
電感器、阻流圈(扼流圈)、偏轉(zhuǎn)線圈、行偏轉(zhuǎn)線圈、振蕩線圈。
八、變壓器
變壓器的基本原理
變壓器是利用線圈互感特性構(gòu)成的一種元器件,幾乎在所有的電子產(chǎn)
品中都要用到。它原理簡(jiǎn)單,但根據(jù)不同的使用場(chǎng)合(不同的用途),
變壓器的繞制工藝會(huì)有所不同。變壓器的功能主要有:電壓變換;阻
抗變換;隔離;穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。它是由一個(gè)初級(jí)線圈(線
圈圈數(shù)nl)及一個(gè)次級(jí)線圈(線圈圈數(shù)n2)環(huán)繞著一個(gè)核心。常用
的鐵心形狀一般有E型和C型。
E1是初級(jí)電壓,次級(jí)電壓E2是E2=E1X(n2/nl)
上圖是變壓器的原理簡(jiǎn)體圖,當(dāng)一個(gè)正弦交流電壓U1加在初級(jí)線圈
兩端時(shí),導(dǎo)線中就有交變電流H并產(chǎn)生交變磁通d)l,它沿著鐵心
穿過初級(jí)線圈和次級(jí)線圈形成閉合的磁路。在次級(jí)線圈中感應(yīng)出互感
電勢(shì)U2,同時(shí)也會(huì)在初級(jí)線圈上感應(yīng)出一個(gè)自感電勢(shì)El,El的
方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近,從而限制了II的大小。為
了保持磁通巾1的存在就需要有一定的電能消耗,并且變壓器本身也
有一定的損耗,盡管此時(shí)次級(jí)沒接負(fù)載,初級(jí)線圈中仍有一定的電流,
這個(gè)電流我們稱為“空載電流”。
如果次級(jí)接上負(fù)載,次級(jí)線圈就產(chǎn)生電流12,并因此而產(chǎn)生磁通巾2,
d)2的方向與曲1相反,起了互相抵消的作用,使鐵心中總的磁通量
有所減少,從而使初級(jí)自感電壓E1減少,其結(jié)果使H增大,可見初
級(jí)電流與次級(jí)負(fù)載有密切關(guān)系。當(dāng)次級(jí)負(fù)載電流加大時(shí)H增加,d)l
也增加,并且增加部分正好補(bǔ)充了被小2所抵消的那部分磁通,
以保持鐵心里總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗,可以認(rèn)為一
個(gè)理想的變壓器次級(jí)負(fù)載消耗的功率也就是初級(jí)從電源取得的電功
率。變壓器能根據(jù)需要通過改變次級(jí)線圈的圈數(shù)而改變次級(jí)電壓,但
是不能改變?cè)试S負(fù)載消耗的功率。
下圖是各種變壓器的電路符號(hào),從變壓器的電路符號(hào)可以看出變壓器
的線圈結(jié)構(gòu):
圖(a)所示變壓器共有兩組線圈,即1?2為一次線圈(又稱為初級(jí)
線圈,線圈又稱為繞組),3?4位二次線圈(又稱為次級(jí)線圈)。電
路符號(hào)中垂直的實(shí)線表示這一變壓器有鐵心。
圖(b)所示變壓器有兩組次級(jí)線圈,即3?4為一組,5?6為另外
一組。另外電路符號(hào)中有實(shí)線的同時(shí)還有一條虛線,它表示變壓器的
初級(jí)和次級(jí)線圈之間設(shè)有一個(gè)屏蔽層,在使用中這一屏蔽層的一端要
接線路中的地線(決不能兩端同時(shí)接地),屏蔽層起抗干擾作用。這
種變壓器多為電源變壓器。
圖(c)所示變壓器在初級(jí)和次級(jí)線圈的一端畫有一個(gè)小黑點(diǎn),這是
“同名端”的標(biāo)記。
圖(d)所示的變壓器沒有中間實(shí)線,表示這種變壓器沒有鐵心,有
時(shí)用一條虛線來表示變壓器用的是磁芯(此時(shí)電路符號(hào)中是沒有實(shí)線
的),一般是高頻或是中頻變壓器,這是過去的表示方式,現(xiàn)在規(guī)定
當(dāng)變壓器有鐵心或是磁芯時(shí)均用一條實(shí)線表示。
圖(e)所示的變壓器,它的次級(jí)線圈有抽頭,即4腳是次級(jí)線圈3?
5的抽頭。關(guān)于抽頭有兩種情況:一是中心抽頭,即當(dāng)3?4之間的
匝數(shù)等于4?5之間的匝數(shù)時(shí)成為中心抽頭;二是非中心抽頭,此時(shí)
3?4、4?5之間的匝數(shù)不等。
圖(f)所示的變壓器,它的初級(jí)線圈中有一個(gè)抽頭2。
圖(g)所示的變壓器,它只有一個(gè)線圈2是抽頭,這是一個(gè)自耦變
壓器。若2?3之間為初級(jí),1?3之間就為次級(jí)線圈此時(shí)它就是一個(gè)
升壓器。當(dāng)1?3之間為初級(jí)線圈2?3之間為次級(jí)線圈,這就是一個(gè)
降壓器。
2、變壓器材料
要繞制一個(gè)變壓器我們必須對(duì)與變壓器有關(guān)的材料要有一定的認(rèn)識(shí),
為此這里我就介紹一下這方面的知識(shí)。
a、鐵心材料
變壓器使用的鐵心材料主要有鐵片、低硅片,高硅片,鋼片中加入硅
能降低鋼片的導(dǎo)電性,增加電阻率,它可減少渦流,使其損耗減少。
我們通常稱加了硅的鋼片為硅鋼片,變壓器的質(zhì)量同所用硅鋼片的質(zhì)
量有很大關(guān)系,硅鋼片的質(zhì)量通常用磁通密度B來表示,一般黑鐵片
的B值為6000-8000.低硅片為9000-11000,高硅片為12000-16000。
b、繞制材料
漆包線,沙包線,絲包線是繞制變壓器通常用的材料,最常用的是漆
包線。對(duì)于導(dǎo)線的要求,是導(dǎo)電性能好,絕緣漆層有足夠耐熱性能,
并且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下最好用Q2型號(hào)的高強(qiáng)度的
聚脂漆包線。
C、絕緣材料:
繞制變壓器時(shí),線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離,均要使用絕緣
材料,一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板制作,層間可用聚脂薄膜
或電話紙作隔離,繞阻間可用黃臘布作隔離。
d、浸漬材料
變壓器繞制好后,還要過最后一道工序,就是浸漬絕緣漆,它能增強(qiáng)
變壓器的機(jī)械強(qiáng)度、提高絕緣性能、延長(zhǎng)使用壽命,一般情況下,可
采用甲酚清漆作為浸漬材料。
3、變壓器的損耗
當(dāng)變壓器的初級(jí)繞組通電后,線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動(dòng),因?yàn)殍F
心本身也是導(dǎo)體,在垂直于磁力線的平面上就會(huì)感應(yīng)電勢(shì),這個(gè)電勢(shì)
在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流,好象一個(gè)旋渦所以稱為
“渦流”。這個(gè)“渦流”使變壓器的損耗增加,并且使變壓器的鐵心
發(fā)熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗我們稱為“鐵
損”。
另外要繞制變壓器需要用大量的銅線,這些銅導(dǎo)線存在著電阻,電流
流過時(shí)這電阻會(huì)消耗一定的功率,這部分損耗往往變成熱量而消耗,
我們稱這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)
生的。
由于變壓器存在著鐵損與銅損,所以它的輸出功率永遠(yuǎn)小于輸入功
率,為此我們引入了一個(gè)效率的參數(shù)來對(duì)此進(jìn)行描述,n=輸出功率/
輸入功率。
4、電源變壓器質(zhì)量的簡(jiǎn)單判別法
電源變壓器除檢查電壓準(zhǔn)確度和絕緣性能之外,還要知道它的效率、
負(fù)載率、發(fā)熱量等。下面介紹一種通過測(cè)定兩個(gè)參素?cái)?shù)來判別電源變
壓器質(zhì)量的簡(jiǎn)單判別法。
a、空載電流的測(cè)定
變壓器的空載電流是指初級(jí)接額定電壓,次級(jí)完全空載測(cè)得的初級(jí)電
流。這個(gè)電流與進(jìn)線電壓的乘積則為空載損耗,也就是指變壓器的鐵
芯損耗。它是鐵芯在交流磁場(chǎng)中渦流損耗和磁滯損耗之和。因而,變
壓器的空載電流越小,表明鐵芯的質(zhì)量越好,且安培匝數(shù)設(shè)計(jì)非常合
理。這種情況下,一般認(rèn)為空載電流相似于鐵損耗,空載電流的大小,
也就反映鐵損的大小。小于10W的變壓器空載電流約7~15mA;100W
的變壓器,空載電流約30?60mA之間,都認(rèn)為正常。鐵損較大的變壓
器,發(fā)熱量必然大,如果是因安培匝數(shù)設(shè)計(jì)不合理,其空載電流大增,
結(jié)果造成溫升增大,其壽命也不會(huì)長(zhǎng)。一般環(huán)形變壓器的空載電流應(yīng)
低于普通插片式變壓器的空載電流。
b、銅損的測(cè)定
變壓器的銅損是指初、次級(jí)導(dǎo)線的直流電阻造成的損耗。因此測(cè)定銅
損只需將變壓器加上額定電流即可測(cè)出I2R。測(cè)試方法如下:首先將
變壓器的次級(jí)線圈兩端直接短接(有幾組要短路幾組),再將變壓器
初級(jí)串入交流電流表,再與0~250V的交流調(diào)壓器相接,并接入市電。
調(diào)節(jié)調(diào)壓器由0V整至使電流表讀數(shù)為變壓器的額定電流(如200VA
的變壓器,額定電流為0.9A),用萬用表測(cè)出此時(shí)變壓器初級(jí)的電壓,
將此電壓乘上變壓器的額定電流既為“銅損”(測(cè)量銅損時(shí)間要短,
不然會(huì)損壞變壓器)。由于次級(jí)的短路,變壓器初級(jí)上的電壓必然很
低。這樣,鐵芯的磁通量極小,鐵損也極小,可以忽略。故測(cè)出的
I2R是很精確的。在這項(xiàng)測(cè)試中損耗越小,漆包線的電阻值也越小,
這種變壓器的負(fù)載率也必然大。
在正常情況下,鐵損和銅損之和對(duì)500W的變壓器應(yīng)小于45肌隨著
變壓器的容量減小,其損耗相應(yīng)增大,因?yàn)樾⌒妥儔浩鞯你~損是大于
鐵損的。
從以上測(cè)定可知,變壓器的開路損耗加上短路損耗越小,則變壓器的
質(zhì)量越好,工作時(shí)溫升也越低,并且有很好的負(fù)載率。這樣在很短時(shí)
間內(nèi),就能知道變壓器的性能好壞。
九、繼電器
1、繼電器的工作原理
繼電器是一種電子控制器件,它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被
控制系統(tǒng)(又稱輸出回路),通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中,它實(shí)際上
是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起
著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。
a、電磁繼電器的工作原理和特性
電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在
線圈兩端加上一定的電壓,線圈中就會(huì)流過一定的電流,從而產(chǎn)生電
磁效應(yīng),銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵
芯,從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)(常開觸點(diǎn))吸合。當(dāng)線圈斷電
后,電磁的吸力也隨之消失,銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回I原來的
位置,使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)(常閉觸點(diǎn))吸合。這樣吸合、釋放,
從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開、常
閉”觸點(diǎn),可以這樣來區(qū)分:繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜
觸點(diǎn),稱為“常開觸點(diǎn)”;處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。
電磁繼電器結(jié)構(gòu)如下:
b、熱敏干簧繼電器的工作原理和特性
熱敏干簧繼電器是一種利用熱敏磁性材料檢測(cè)和控制溫度的新型
熱敏開關(guān)。它由感溫磁環(huán)、恒磁環(huán)、干簧管、導(dǎo)熱安裝片、塑料襯底
及其他一些附件組成。熱敏干簧繼電器不用線圈勵(lì)磁,而由恒磁環(huán)產(chǎn)
生的磁力驅(qū)動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。恒磁環(huán)能否向干簧管提供磁力是由感溫磁環(huán)
的溫控特性決定的。
c、固態(tài)繼電器(SSR)的工作原理和特性
固態(tài)繼電器是一種兩個(gè)接線端為輸入端,另兩個(gè)接線端為輸出端
的四端器件,中間采用隔離器件實(shí)現(xiàn)輸入輸出的電隔離。固態(tài)繼電
器按負(fù)載電源類型可分為交流型和直流型。按開關(guān)型式可分為常開型
和常閉型。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型,
以光電隔離型為最多。
2、繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
a、額定工作電壓
是指繼電器正常工作時(shí)線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號(hào)不
同,可以是交流電壓,也可以是直流電壓。
b、直流電阻
是指繼電器中線圈的直流電阻,可以通過萬能表測(cè)量。
c>吸合電流
是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。在正常使用時(shí),給定
的電流必須略大于吸合電流,這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對(duì)于線
圈所加的工作電壓,一般不要超過額定工作電壓的1.5倍,否則會(huì)產(chǎn)
生較大的電流而把線圈燒毀。
d、釋放電流
是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流
減小到一定程度時(shí),繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。這時(shí)的電
流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。
e、觸點(diǎn)切換電壓和電流
是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓
和電流的大小,使用時(shí)不能超過此值,否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。
3、繼電器測(cè)試
a、測(cè)觸點(diǎn)電阻
用萬能表的電阻檔,測(cè)量常閉觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)電阻,其阻值應(yīng)為0;
而常開觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)的阻值就為無窮大。由此可以區(qū)別出那個(gè)是常閉觸
點(diǎn),那個(gè)是常開觸點(diǎn)。
b、測(cè)線圈電阻
可用萬能表RX10Q檔測(cè)量繼電器線圈的阻值,從而判斷該線圈
是否存在著開路現(xiàn)象。
c、測(cè)量吸合電壓和吸合電流
找來可調(diào)穩(wěn)壓電源和電流表,給繼電器輸入一組電壓,且在供電
回路中串入電流表進(jìn)行監(jiān)測(cè)。慢慢調(diào)高電源電壓,聽到繼電器吸合聲
時(shí),記下該吸合電壓和吸合電流。為求準(zhǔn)確,可以試多幾次而求平均
值。
d、測(cè)量釋放電壓和釋放電流
也是像上述那樣連接測(cè)試,當(dāng)繼電器發(fā)生吸合后,再逐漸降低供
電電壓,當(dāng)聽到繼電器再次發(fā)生釋放聲音時(shí),記下此時(shí)的電壓和電流,
亦可嘗試多幾
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