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第2章開(kāi)關(guān)電源常用元器件的識(shí)別與檢測(cè)——開(kāi)關(guān)電源維修技能實(shí)訓(xùn)本章主要內(nèi)容電容器電阻器電感器二極管主要內(nèi)容場(chǎng)效應(yīng)管、絕緣柵雙極型晶體管三極管
晶閘管特殊元器件檢測(cè)動(dòng)手實(shí)踐2.1電阻器
2.1.1電阻與電阻的表示符號(hào)1.電阻器
通常,大家將導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用稱(chēng)為電阻,應(yīng)用這種阻礙作用制作的器件稱(chēng)為電阻器,簡(jiǎn)稱(chēng)電阻。常見(jiàn)電阻如圖所示。2.電阻表示符號(hào)
一般情況下,電阻常用R、RN、RF、FS等符號(hào)表示。在電路圖中常見(jiàn)的電阻符號(hào)如圖所示。2.1.2電阻分類(lèi)
電阻按照其工作特性及在電路中的作用可分為普通電阻和特殊電阻,普通電阻又分固定式電阻和可變式電阻兩大類(lèi)。1.固定電阻
阻值固定不變的電阻稱(chēng)為固定電阻,主要有碳膜電阻、金屬膜電阻、氧化膜電阻、水泥電阻和線(xiàn)繞電阻等。2.可變電阻
阻值在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的電阻稱(chēng)為可變電阻或電位器。固定式電阻有兩個(gè)接線(xiàn)端,電位器有三個(gè)接線(xiàn)端。3.特殊電阻
在電源電路中除了普通電阻廣泛應(yīng)用外,還有一些比較常用的特殊電阻如保險(xiǎn)電阻又叫熔斷電阻、NTC、PTC熱敏電阻、排電阻等。2.1.3特殊電阻特殊電阻(1)保險(xiǎn)電阻
在正常情況下具有普通電阻的電阻特性,一旦電路中因某個(gè)元器件損壞引起電壓升高、電流增大,保險(xiǎn)電阻就會(huì)在固定的時(shí)間內(nèi)熔斷,從而達(dá)到保護(hù)其他元器件的目的。目前CRT顯示器電源電路中的保險(xiǎn)電阻常用的是黑色圓柱形的,LCD顯示器電源電路中的保險(xiǎn)電阻一般有綠色貼片式、黑色排阻、灰色直插式和PTC等幾種。保險(xiǎn)電阻常用F、FB、L或R表示,有時(shí)還注為“0”、“000”或額定電流值,如圖所示為貼片狀保險(xiǎn)電阻。(2)NTC、PTC熱敏電阻NTC熱敏電阻-------是一種具有負(fù)溫度系數(shù)變化的熱敏元件,它的阻值隨溫度升高而減小,可用于穩(wěn)定電路的工作點(diǎn)。PTC熱敏電阻------是一種具有正溫度系數(shù)變化的熱敏元件,在達(dá)到某一特定溫度前,電阻值隨溫度升高而緩慢上升,當(dāng)超過(guò)這個(gè)溫度時(shí),其阻值急劇增大,這個(gè)特定溫度點(diǎn)成為居里點(diǎn)。PTC熱敏電阻的居里點(diǎn)可通過(guò)改變其材料中各成分的比例而變化。它在家電產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用,如彩電的消磁電阻、電飯煲的溫控器等。(3)排電阻
排電阻是一種按一定規(guī)律排列的分立電阻集成在一起的組合型電阻,也稱(chēng)為集成電阻。它是一種電阻網(wǎng)絡(luò),具有體積小、規(guī)整化、精密度高等特點(diǎn),在計(jì)算機(jī)主板電路和LCD電路中比較常見(jiàn),排電阻一般用RN表示。計(jì)算機(jī)主板電路中的排電阻主要有8腳和10腳兩種,其中8腳的用得較多。如圖所示為貼片排電阻及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
標(biāo)注方法主要三種:分別是直標(biāo)法、數(shù)標(biāo)法和色標(biāo)法。1.直標(biāo)法
指將電阻的類(lèi)別、標(biāo)稱(chēng)電阻值、允許偏差、額定功率及其他參數(shù)的數(shù)值等直接標(biāo)在電阻的表面。如右圖示說(shuō)明其功率是5W,阻值是10Ω,誤差為±5%。另外也有用數(shù)字加字母符號(hào)(Ω、k、M)或兩者有規(guī)律的
組合來(lái)表示電阻的阻值。如“4Ω7”,表示阻值為4.7Ω;“4k7”,表示該電阻阻值為4.7kΩ。2.1.3電阻的標(biāo)注方法2.數(shù)標(biāo)法
主要用三位數(shù)表示阻值,前兩位表示有效數(shù)字,第三位數(shù)字是倍率。如電阻上標(biāo)注“ABC”,其阻值為AB×10c,其中,“C”如果為9,則表明-1。例如標(biāo)注為“563”,表示阻值為56×103Ω=56kΩ;標(biāo)注為“279”,表示阻值為27×10-1Ω=2.7Ω;標(biāo)注“000”,表示阻值為0。這種電阻通常作保險(xiǎn)電阻。
另外,可調(diào)電阻在標(biāo)注阻值時(shí),也常用三位數(shù)字表示。第一、二位表示有效數(shù)字,第三位表示倍率。如“203”表示20×103=20kΩ。3.色標(biāo)法(1)識(shí)別電阻用色環(huán)。
小功率的電阻多數(shù)情況下用色環(huán)表示,特別是0.5W以下的碳膜和金屬膜電阻使用較為普遍,色環(huán)電阻的色環(huán)可分為三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)3種,其標(biāo)注及含義如右右圖示。(2)色環(huán)法中色環(huán)的含義
參見(jiàn)色碼對(duì)照表色環(huán)顏色有效
數(shù)字乘數(shù)精度誤差黑0100-棕色1101±1%紅色2102±2%橙色3103-黃色4104-綠色5105±0.5%藍(lán)色6106±0.25%紫色7107±0.1%灰色8108-白色9109-金色10-1±5%銀色10-2±10%無(wú)色±20%色環(huán)色碼對(duì)照表(3)計(jì)算阻值例1:電阻的色標(biāo)分別為紅黃黑金,對(duì)照色碼表,其阻值為4×100,其誤差為±5%,即阻值為24Ω,誤差為±5%;例2:電阻的色標(biāo)分別為黃紫黑銀棕,對(duì)照色碼表,其阻值為470×10-2,電阻的誤差為±1%,即阻值為4.7Ω,誤差為±1%。4.識(shí)別首位色環(huán)的方法與技巧①先找末位色環(huán),一般電阻的色環(huán)中,金銀色環(huán)表示精度,如果在色環(huán)中有金或銀色環(huán)的通常為末位色環(huán);②其次,最靠近引線(xiàn)端的色標(biāo)是首位色環(huán),依此定出右邊的第二、三、四和第五位色標(biāo);③第三,當(dāng)色環(huán)中與最后一環(huán)的顏色相同時(shí),則通過(guò)色環(huán)之間的距離來(lái)判斷,即第一環(huán)與第二環(huán)之間的距離比最后一環(huán)與前一環(huán)的距離小;④第四,如果色環(huán)中沒(méi)有金或銀色環(huán),并且無(wú)法判斷哪個(gè)色環(huán)最靠近引線(xiàn)端,可以先用萬(wàn)用表測(cè)量一下(可以試著用不同的量程測(cè)量),然后根據(jù)測(cè)量的阻值,確定乘數(shù)位色環(huán)的顏色,繼而判斷出首位色環(huán)的顏色。2.1.4用萬(wàn)用表檢測(cè)電阻
以常用的指針(模擬)式MF47F型和勝利VICTORVC9805A+為例說(shuō)明用萬(wàn)用表檢測(cè)電阻。指針式萬(wàn)用表檢測(cè)電阻①先將表筆按顏色紅筆插入“+”插孔,黑筆插入“-”插孔。②按照表盤(pán)放置符號(hào)“⊥”或“┎┒”進(jìn)行垂直或水平放置,為測(cè)量做好準(zhǔn)備工作。③旋轉(zhuǎn)功能旋鈕到歐姆檔,選擇合適量程(估計(jì)待測(cè)電阻的阻值,使指針?lè)€(wěn)定在刻度尺的中央為宜)。④調(diào)零。將兩表筆金屬部分相碰,用手指捏緊,另一只手轉(zhuǎn)動(dòng)“歐姆檔調(diào)零旋鈕”使指針偏轉(zhuǎn)到電阻刻度線(xiàn)的最右端“0”處,分開(kāi)兩支表筆。⑤用兩表筆可靠的接觸電阻的兩個(gè)電極,指針開(kāi)始向右偏,當(dāng)指針?lè)€(wěn)定不動(dòng)后,讀取表盤(pán)數(shù)據(jù)。如果指針停的位置太偏左側(cè),上調(diào)量程檔,并重新“調(diào)零”,重新測(cè)量;若指針太偏右,下調(diào)量程檔,并重新“調(diào)零”,重新測(cè)量,重新讀數(shù)。注意歐姆檔的刻度尺是不等距的,但在每個(gè)大格內(nèi)的小刻度是等距的。⑥將讀取的數(shù)乘以所選擇的量程的倍數(shù),就得到被測(cè)電阻的阻值。⑦若所測(cè)結(jié)果與該電阻標(biāo)注值相近,說(shuō)明該電阻是好的;若相差太大,則說(shuō)明有問(wèn)題。①打開(kāi)電源,并選擇測(cè)量檔位及量程。200Ω以下電阻選擇“200”量程,200Ω~2kΩ電阻選擇“2k”量程,2k~200kΩ電阻選擇“200k”量程,200kΩ~2MΩ電阻選擇“2M”量程,大于2MΩ電阻選擇“20M”量程。②測(cè)量。將萬(wàn)用表分別穩(wěn)定接觸電阻的兩個(gè)電極,在顯示屏上會(huì)顯示一個(gè)數(shù)字,該數(shù)字即為電阻的阻值。③判斷好壞。若所測(cè)結(jié)果與該電阻標(biāo)注值相近,說(shuō)明該電阻是好的;若相差太大,則說(shuō)明有問(wèn)題。提示:用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量時(shí),如果顯示“1”表示“溢出”,說(shuō)明量程選低了,可增大一檔量程重測(cè);如果無(wú)論哪個(gè)量程測(cè)量時(shí),都顯示“1”,說(shuō)明該電阻已開(kāi)路損壞;如果顯示“00.0”,說(shuō)明可能是量程選的太大了,減小一檔重新測(cè)量。對(duì)于高值電阻,如果出現(xiàn)數(shù)字跳變的現(xiàn)象,讀取一個(gè)最小值即可;如果數(shù)字大范圍跳變,說(shuō)明該電阻不可靠,不能再用。2.用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)電阻2.1.5檢測(cè)維修電阻時(shí)的代換原則
一般用功率、阻值均相同的同型號(hào)電阻進(jìn)行更換即可,如果沒(méi)有同型號(hào)時(shí)才進(jìn)行替代,替代原則如下:1.普通電阻普通固定電阻損壞后,可用功率、阻值均相同的碳膜電阻或金屬膜電阻替代;碳膜電阻損壞后,可用功率、阻值相同的金屬膜電阻替代;金屬膜電阻、金屬氧化膜電阻、線(xiàn)繞電阻等損壞后,若手中沒(méi)有同規(guī)格的電阻,可用電阻串并聯(lián)的方法做應(yīng)急處理。普通電阻允許以大功率電阻替代同值的小功率電阻,但應(yīng)采用原材質(zhì)。又如,不要輕易用普通電阻代替精密電阻。保護(hù)電路中的取樣電阻要采用原值、等功率電阻代替,如果阻值偏小會(huì)影響保護(hù)電路的靈敏度,而偏大則會(huì)導(dǎo)致保護(hù)電路誤動(dòng)作。2.特殊電阻特殊用途電阻不能隨便替代。例如,光敏電阻、壓敏電阻、溫度補(bǔ)償電阻(正溫度系數(shù)電阻,負(fù)溫度系數(shù)電阻)和阻燃、熔斷電阻等都有其特殊用途,當(dāng)電阻損壞后不能隨意替代。3.熔斷電阻熔斷電阻的替代方法:熔斷電阻損壞后,若無(wú)同型號(hào)熔斷電阻更換,也可以用與其主要參數(shù)相同的其他型號(hào)熔斷電阻替代,或用電阻與熔斷器串聯(lián)后代用。用電阻與熔斷器串聯(lián)來(lái)替代熔斷電阻時(shí),電阻的阻值和功率應(yīng)與損壞熔斷電阻的阻值和功率相同,而熔斷器的額定電流I可根據(jù)I、P、R三者的關(guān)系公式計(jì)算得出。電阻值較小的熔斷電阻,也可以用熔斷器直接代替。熔斷器的額定電流值也可以根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算出。4.光敏電阻光敏電阻的替代方法:光敏電阻損壞后,若無(wú)同型號(hào)的光敏電阻更換,則可以選用與其類(lèi)型相同、主要參數(shù)相近的其他型號(hào)光敏電阻來(lái)替代,而光譜特性不同的光敏電阻(例如可見(jiàn)光光敏電阻、紅外光光敏電阻、紫外光光敏電阻),即使阻值范圍相同,也不可以互相替代。5.壓敏電阻壓敏電阻的替代方法:壓敏電阻一般應(yīng)用于過(guò)壓保護(hù)電路中,壓敏電阻損壞后,應(yīng)更換與其型號(hào)相同的壓敏電阻,或用與其參數(shù)相同的其他型號(hào)壓敏電阻來(lái)替代。替代時(shí),不能任意改變壓敏電阻的標(biāo)稱(chēng)電壓及電流,否則會(huì)失去保護(hù)作用,甚至?xí)粺龤А?.2電容器2.2.1電容及其表示符號(hào)1.電容器
電容器是存儲(chǔ)電荷的容器,它是由兩個(gè)相互靠近的金屬極板,中間夾一層絕緣介質(zhì)構(gòu)成的。當(dāng)在電容器的兩個(gè)電極上加上電壓時(shí),電容器就在兩個(gè)極板上儲(chǔ)存一定量的正負(fù)電荷。2.電容器的符號(hào)
常用C、CN、TC或BC表示,在電路中的圖形符號(hào)如圖所示3.容量及容量的單位容量:電容器標(biāo)稱(chēng)容量一般簡(jiǎn)稱(chēng)為容量,標(biāo)注在電容器殼體上。單位:容量的基本單位是法拉(簡(jiǎn)稱(chēng)法),用字母F表示。另外常用的還有微法(μF)、納法(nF)、皮法(pF)等單位,它們之間的換算關(guān)系為:1F=106μF=109nF=1012pF。其中,微法(μF)和皮法(pF)兩單位最常用,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),電容量在1萬(wàn)皮法以上的電容器,通常用微法做單位,例如,0.047μF、0.1μF、2.2μF、47μF、330μF、4700μF等。電容量在1萬(wàn)皮法以下的電容器,通常用皮法做單位,例如2pF、68pF、100pF、680pF、5600pF等。2.2.2電容器分類(lèi)
電容器有很多種類(lèi)。按介質(zhì)材料可分為鋁電解電容器、鉭鈮電解電容器、陶瓷電容器、云母電容器、滌綸電容器、薄膜電容器、紙介電容器等。一般來(lái)說(shuō)電解電容器的容量較大,而其他則較小。按有無(wú)極性可分為兩類(lèi)即有極性電容器和無(wú)極性電容器。2.2.3電容器的標(biāo)注方法
電容器的容量、耐壓等主要參數(shù)一般標(biāo)示在電容器上。電容器的標(biāo)注方法與電阻器基本相同,主要有直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法。1.直標(biāo)法直標(biāo)法就是用數(shù)字或符號(hào)將電容器的有關(guān)參數(shù)直接標(biāo)示在電容器的外殼上,這種標(biāo)注法常見(jiàn)于電解電容器和體積稍大的電容器上。如果標(biāo)注為“47μF100V”,表示容量為47μF,耐力為100V。2.色標(biāo)法色標(biāo)法是對(duì)小型圓柱狀電容進(jìn)行標(biāo)注的方法,與電阻器的色標(biāo)法基本相同,這里不再敘述。3.數(shù)標(biāo)法
數(shù)字加字母標(biāo)注:數(shù)字表示有效數(shù)字,字母有p、n、m三種,表示單位,p表示pF,n表示103pF,m表示106pF(即mF),如2p2表示2.2pF,2n2表示2200pF,2m2表示2.2μF。
純數(shù)字標(biāo)注常用三位數(shù),前兩位數(shù)表示有效數(shù)字,第三位表示倍率,單位為pF。如:101表示10×101=100pF;102表示10×102=1000pF,223表示22×103=22000PF=0.022μF。2.2.4電容器的代換原則電容器損壞后,原則上應(yīng)使用與其類(lèi)型相同,主要參數(shù)相同,外形尺寸相近的電容器來(lái)代換。但若找不到相同類(lèi)型的電容器,也可以用其他類(lèi)型的電容器代換。普通電容器代換原則對(duì)于玻璃釉電容器或云母電容器損壞后,也可用與其主要參數(shù)相同的瓷介電容器代換。紙介電容器損壞后,可用與其主要參數(shù)相同但性能更優(yōu)的有機(jī)薄膜電容器或低頻瓷介電容器代換。2.電解電容器代換原則電解電容器中的鋁電解電容器一般用于電源電路、中頻電路、低頻電路;非固體鉭電解電容器一般用于通信設(shè)備及高精密電子設(shè)備的電路;無(wú)極性鋁電解電容器一般用于音箱分頻電路、電視機(jī)失真校正電路、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電路等。對(duì)于一般電解電容器,可以用耐壓值較高的電容器代換相同容量的耐壓值低的電容器。對(duì)于用于信號(hào)耦合、旁路的鋁電解電容器損壞后,可用與其主要參數(shù)相同但性能更優(yōu)的鉭電解電容器代換。對(duì)于電源濾波電容器和退耦電容器損壞后,可以用較其容量略大、耐壓值與其相同(或高于原電容器耐壓值)的同類(lèi)型電容器更換。3.可變電容器的代換原則可變電容器主要用于調(diào)諧電路,代換時(shí),相關(guān)參數(shù)都要符合應(yīng)用電路的要求。2.2.5用萬(wàn)用表檢測(cè)電容器1.用指針式萬(wàn)用表檢測(cè)固定電容器(1)0.01μF以下固定電容器檢測(cè)方法一般0.01μF以下多是容量小的瓷片電容、薄膜電容,可用萬(wàn)用表定性地檢查其絕緣電阻,判斷有無(wú)漏電、內(nèi)部短路或擊穿現(xiàn)象,方法如下:將萬(wàn)用表功能旋鈕旋至R×10k檔,用兩表筆分別任意接電容的兩個(gè)引腳,觀(guān)察萬(wàn)用表的指針有無(wú)偏轉(zhuǎn),然后交換表筆再測(cè)一次。兩次檢測(cè)中,阻值都應(yīng)為無(wú)窮大。若能測(cè)出阻值(指針向右擺動(dòng)),則說(shuō)明電容漏電損壞或內(nèi)部擊穿。(2)0.01μF以上固定電容器檢測(cè)方法對(duì)于0.01μF以上的固定電容器,可用萬(wàn)用表的R×10k檔直接測(cè)試電容有無(wú)充電過(guò)程以及有無(wú)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(與一個(gè)好的同容量的電容器相對(duì)比)。測(cè)試時(shí),快速交換電容兩個(gè)電極,觀(guān)察表針向右擺動(dòng)后能否再回到無(wú)窮大位置處,若不能回到無(wú)窮大位置處,說(shuō)明電容器有問(wèn)題。2.用指針式萬(wàn)用表檢測(cè)電解電容器
電解電容器的容量比一般固定電容大得多,可利用電容器是否有充放電現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè),進(jìn)而判斷其好壞。方法如下:(1)一般情況下,0.01~10μF間的固定電容器,可用R×10k檔測(cè)量,0.1~47μF間的電容,可用R×100檔測(cè)量,大于47μF的電容可用R×10或R×1檔測(cè)量。測(cè)試時(shí)一般先對(duì)電容放電(將電容器的兩個(gè)電極相碰一下即可)。(2)將萬(wàn)用表紅表筆接負(fù)極,黑表筆接正極,在剛接觸的瞬間,萬(wàn)用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大幅度(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,此值遠(yuǎn)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)在幾百千歐以上,否則,將不能正常工作。(3)在測(cè)試中,若正向、反向均無(wú)充電現(xiàn)象,即表針不動(dòng),則說(shuō)明電容器容量消失或內(nèi)部斷路;如果所測(cè)阻值很小或?yàn)榱?,說(shuō)明電容漏電大或已擊穿損壞,不能再使用。(4)如果要判斷一只電容器的容量是否足夠,可以用一只與被測(cè)電容容量相同的好電容器做對(duì)比,分別測(cè)試觀(guān)察兩只電容的充放電時(shí)表針的擺動(dòng)幅度,可大致判斷被測(cè)電容的容量是否足夠。3.用指針式萬(wàn)用表判斷電容器正負(fù)極性的方法對(duì)于正、負(fù)極標(biāo)志不明的電解電容器,可用測(cè)量漏電阻的方法加以判別,方法如下:(1)先假定某極為正極,讓其與萬(wàn)用表的黑表筆相接,另一電極與萬(wàn)用表的紅表筆相接,記下表針停止的刻度(阻值);(2)然后將電容器放電,兩只表筆對(duì)調(diào),重新進(jìn)行測(cè)量,記下阻值;(3)判斷正負(fù)極。兩次測(cè)量結(jié)果中,阻值大的那一次,黑表筆接的就是電解電容的正極,而紅表筆接的是負(fù)極。(測(cè)量時(shí)最好選用R×100檔或R×1k檔)數(shù)字萬(wàn)用表具有測(cè)試電容器的功能,測(cè)量量程一般為0~20μF,用數(shù)字萬(wàn)用表電容檢測(cè)插孔檢測(cè)電容器好壞的方法步驟如下:(1)將功能旋鈕旋到電容檔,量程大于被測(cè)電容容量。(2)將大于1μF電容器的兩極短接放電。(3)將電容器的兩只引腳分別插入電容器測(cè)試孔中。(4)從顯示屏上讀出電容值。(5)將讀出的值與電容器的標(biāo)稱(chēng)值比較,若相差太大,說(shuō)明該電容容量或性能不良,不能再使用。4.用數(shù)字萬(wàn)用表的電容檢測(cè)插孔測(cè)量電容好壞測(cè)量前必須先給電容放電(兩引腳短接一下即可),否則容易損壞萬(wàn)用表。5.用數(shù)字萬(wàn)用表的電阻檔檢測(cè)電解電容好壞具體方法:(1)選擇合適的檔位及量程。將萬(wàn)用表調(diào)到歐姆檔的適當(dāng)檔位,一般容量在1μF以下的電容器用20k檔檢測(cè),1~100μF間的電容器用2k檔檢測(cè),容量大于100μF的電容器用200檔或二極管檔檢測(cè)。(2)測(cè)量電容正向漏電阻值。用萬(wàn)用表的兩只表筆,分別與電容器兩端相接(紅表筆接電容器的正極,黑表筆接電容器的負(fù)極)。如果顯示值從“000”開(kāi)始逐漸增加,最后顯示溢出符號(hào)“1”,表明電容器正常;如果萬(wàn)用表始終顯示“000”,則說(shuō)明電容器內(nèi)部短路;如果始終顯示“1”(溢出符號(hào)),則可能電容器內(nèi)部極間斷路。2.3電感器2.3.1電感器及其表示符號(hào)1.電感器
電感器又稱(chēng)電感線(xiàn)圈,簡(jiǎn)稱(chēng)電感,它是由外皮絕緣的銅或鋁導(dǎo)線(xiàn)在空心骨架上或有磁芯的骨架上繞制而成的線(xiàn)圈。同電容器一樣,電感線(xiàn)圈也是一種儲(chǔ)能元件,它能使電能與磁場(chǎng)能相互轉(zhuǎn)化。在電路中,電容器兩端電壓不能突變,同理,電感器中的電流也不能突變。電感器在電路中主要用于濾波(阻止交流干擾)、振蕩(與電容組成諧振電路)、波形變換等。另外,還常用電感的電磁特性制作扼流圈、偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈、繼電器等。2.電感器的符號(hào)
電感用字母L表示,其符號(hào)右圖所示。3.電感的基本單位
電感的基本單位為亨利(H),也常用毫亨(mH)和微亨(mH)為單位,其中1H=1×103mH=1×106mH。2.3.2電感器的分類(lèi)1.電感器按照結(jié)構(gòu)與性質(zhì)不同有多種分類(lèi)方法(1)按線(xiàn)圈中有無(wú)磁性材料可分為:空心電感、磁芯電感;(2)按工作性質(zhì)可分為為:天線(xiàn)線(xiàn)圈、振蕩線(xiàn)圈、扼流線(xiàn)圈、陷波線(xiàn)圈、偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈等;(3)按繞線(xiàn)結(jié)構(gòu)可分為:?jiǎn)螌泳€(xiàn)圈、多層線(xiàn)圈、蜂房式線(xiàn)圈;(4)按工作頻率可分為:高頻線(xiàn)圈、低頻線(xiàn)圈;按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為磁芯線(xiàn)圈、可變(可調(diào))電感線(xiàn)圈、色碼電感、無(wú)磁芯線(xiàn)圈等;(5)按有無(wú)引線(xiàn)可分為:有引線(xiàn)電感、無(wú)引線(xiàn)電感(又稱(chēng)貼片電感,主要用于液晶顯示器等電路中。)2.電感結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)小型固定電感器是用漆包線(xiàn)或絲包線(xiàn)直接繞在棒形、工字型、王字型或圓形磁芯上,外表裹覆環(huán)氧樹(shù)脂或封裝在塑料外殼中。具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)牢固、安裝方便等特點(diǎn)。常用于濾波、延遲等電路中。(2)貼片電感器是在陶瓷或微晶玻璃基片纏繞金屬導(dǎo)線(xiàn)而成,貼片電感器有較好的穩(wěn)定性、精度及可靠性,一般用于幾十兆赫到幾百兆赫的計(jì)算機(jī)主板、液晶顯示器等電路中。2.3.3電感器的標(biāo)注方法1.直標(biāo)法直標(biāo)法是指在小型固定電感器的外殼上直接用文字標(biāo)出電感器的主要參數(shù),如電感量、誤差值、最大直流工作的對(duì)應(yīng)電流等。其中,最大工作電流常用字母A、B、C、D、E五個(gè)檔進(jìn)行標(biāo)注,相對(duì)應(yīng)五個(gè)電流數(shù)值是50、150、300、700、1600,單位均為mA。例如:某電感器外殼上標(biāo)有3.9mH、A、II字樣,說(shuō)明其電感量為3.9mH,誤差為Ⅱ級(jí)(±10%),最大工作電流為A檔,即50mA。2.色標(biāo)法電感器的色標(biāo)法與電阻器類(lèi)似,第一、二環(huán)表示有效數(shù)字,第三環(huán)為乘數(shù),第四環(huán)為誤差。計(jì)算方法相同。單位為H。例如:某一電感器外殼分別標(biāo)為棕黑金金,則其電感量為10×10-1μH,誤差為±5%,也就是電感量為1H,誤差為±5%。2.3.4電感器的替代原則1.替換原則(1)小型固定電感器與色碼電感器、色環(huán)電感器之間,只要電感量、額定電流相同,外形尺寸相近,可以直接代換使用。(2)偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈一般與顯像管及行、場(chǎng)掃描電路配套使用,但只要其規(guī)格,性能參數(shù)相近,即使型號(hào)不同,也可相互代換。(3)半導(dǎo)體收音機(jī)中的振蕩線(xiàn)圈,雖然型號(hào)不同,但只要其電感量,品質(zhì)因數(shù)及頻率范圍相同,也可以相互代換。(4)顯示器或電視機(jī)中的行振蕩線(xiàn)圈,應(yīng)盡可能選用同型號(hào),同規(guī)格的產(chǎn)品,否則會(huì)影響其安裝及電路的工作狀態(tài)。2.3.5用萬(wàn)用表檢測(cè)電感器1.用指針萬(wàn)用表檢測(cè)電感器(1)萬(wàn)用表的檔位旋至歐姆檔的R×10檔,然后調(diào)零校正;(2)用萬(wàn)用表的紅、黑表筆分別接在電感器兩引腳上,即測(cè)得當(dāng)時(shí)電感的阻值。如果電感器的阻值趨于0Ω,則表明電感內(nèi)部存在短路故障;如果被測(cè)電感的阻值趨于無(wú)窮大,選擇最高阻值量程繼續(xù)檢測(cè),阻值仍趨于無(wú)窮大,則表明被測(cè)電感已損壞。2.用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)電感器(1)打開(kāi)數(shù)字萬(wàn)用表電源開(kāi)關(guān),將數(shù)字萬(wàn)用表調(diào)到二極管檔位(蜂鳴檔)。(2)將兩表筆放在電感器的兩引腳上,讀取并記下屏幕讀數(shù)。(3)判斷電感好壞。對(duì)于貼片電感此時(shí)的讀數(shù)應(yīng)為零,若讀數(shù)變大或?yàn)闊o(wú)窮大則表示電感損壞;對(duì)于線(xiàn)圈匝數(shù)較多,線(xiàn)徑較細(xì)的電感,讀數(shù)會(huì)達(dá)到幾十到幾百歐姆,通常情況下線(xiàn)圈的直流電阻只有幾歐姆。如果電感損壞,多表現(xiàn)為發(fā)燙或電感磁環(huán)明顯損壞,若電感線(xiàn)圈不是嚴(yán)重?fù)p壞,而又無(wú)法確定時(shí),可用電感表測(cè)量其電感量或用替換法來(lái)判斷。2.4二極管2.4.1二極管及其特性1.二極管
二極管是在一個(gè)PN結(jié)的兩側(cè)引出兩條電極引線(xiàn)并封裝上外殼所構(gòu)成的。2.單向?qū)щ娞匦?/p>
單向?qū)щ娦灾敢话闱闆r下,二極管加正向電壓時(shí)導(dǎo)通,反向電壓時(shí)截止。二極管通常用在整流、檢波、電子開(kāi)關(guān)等電路中。二極管在正常使用時(shí)的最大整流電流(IF)和最高反向工作電壓(URM)是二極管的兩個(gè)重要極限參數(shù),工作時(shí),不允許超過(guò)該值,否則,二極管有損壞的危險(xiǎn)。2.4.2二極管的分類(lèi)1.按使用的材料可以分為:鍺管和硅管兩大類(lèi),鍺管正向壓降比硅管?。ㄦN管為0.2~0.3V,硅管為0.5~0.7V);鍺管反向漏電流比硅管大(鍺管約為幾百毫安,硅管小于1μA);鍺管的PN結(jié)可以承受的溫度比硅管低(鍺管約為100℃,硅管約為200℃)。2.按用途分為:普通二極管和特殊二極管。普通二極管包括檢波二極管、整流二極管、開(kāi)關(guān)二極管、穩(wěn)壓二極管等;特殊二極管包括變?nèi)荻O管、光電二極管、發(fā)光二極管等。2.4.3二極管的符號(hào)1.二極管在電路中常用字母D或VD加數(shù)字表示。2.在電路中,不同二極管用不同的圖形符號(hào)表示,如右圖所示。2.4.4二極管的代換原則檢波二極管的代換如果沒(méi)有同型號(hào)的二極管時(shí),可以選用半導(dǎo)體材料相同,主要參數(shù)相近的二極管來(lái)代換,也可用損壞了一個(gè)PN結(jié)的鍺材料高頻晶體管來(lái)代換。2.整流二極管的代換代換整流二極管時(shí),主要應(yīng)考慮其最大的整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢復(fù)時(shí)間等參數(shù),通常高耐壓值(反向電壓)的整流二極管可以代換低耐壓值的整流二極管,整流電流值高的二極管可以代換整流電流值低的二極管,反之則不能代替。3.穩(wěn)壓二極管的代換如果沒(méi)有同型號(hào)的穩(wěn)壓二極管,可用參數(shù)相同的穩(wěn)壓二極管來(lái)代替,主要應(yīng)考慮其穩(wěn)定電壓、最大穩(wěn)定電流和耗散功率等參數(shù),一般具有相同穩(wěn)定電壓值的高耗散功率穩(wěn)壓二極管可以代換耗散功率低的穩(wěn)壓二極管,反之則不能。例如,1W、6.2V的穩(wěn)壓二極管可以用2W、6.2V穩(wěn)壓二極管代換。4.開(kāi)關(guān)二極管的代換如果沒(méi)有同型號(hào)的開(kāi)關(guān)二極管,可用與其主要參數(shù)相同的其他型號(hào)的開(kāi)關(guān)二極管來(lái)代換。主要要考慮其正向電流、最高反向電壓和反向恢復(fù)時(shí)間等參數(shù),一般高速開(kāi)關(guān)二極管可以代換普通開(kāi)關(guān)二極管,反向擊穿電壓高的開(kāi)關(guān)二極管可以代換反向擊穿電壓低的開(kāi)關(guān)二極管。2.5三極管2.5.1三極管及其主要功能1.三極管半導(dǎo)體三極管也稱(chēng)為晶體三極管,是電子電路中最重要的器件。2.三極管的主要功能最主要的功能是電流放大或作為開(kāi)關(guān)使用。三極管是電流控制器件,利用基區(qū)窄小的特殊結(jié)構(gòu),通過(guò)載流子的擴(kuò)散和復(fù)合,實(shí)現(xiàn)了基極電流對(duì)集電極電流的控制,使三極管有更強(qiáng)的控制能力。3.三極管的工作狀態(tài)在電路中,三極管通常有截止、放大、飽和導(dǎo)通三種工作狀態(tài)2.5.2三極管的分類(lèi)
三極管的種類(lèi)很多,通常有如下幾種分類(lèi)方法。(1)按照制造材料分為:硅三極管和鍺三極管兩類(lèi)。(2)按照導(dǎo)電類(lèi)型分為:PNP型和NPN型兩種類(lèi)型,鍺三極管多為PNP型,硅三極管多為NPN型。(3)按照工作頻率分為:低頻率管和高頻率管,一般低頻率管用以處理頻率在3MHz以下的電路中,高頻率管的工作頻率可以達(dá)到幾百兆赫。(4)按照允許耗散功率分為:小功率和大功率管,一般小功率管的額定功耗在1W以下,而大功率管的額定功耗可達(dá)幾十瓦以上。(5)達(dá)林頓三極管和帶阻尼行管①達(dá)林頓三極管:是由兩個(gè)三極管串接組成的。電流放大倍數(shù)是兩個(gè)三極管分別放大倍數(shù)的相乘,這個(gè)數(shù)字往往可以過(guò)萬(wàn)。優(yōu)點(diǎn)是輸入驅(qū)動(dòng)電流甚??;缺點(diǎn)是怕高溫,因高放大倍數(shù)易受干擾,在設(shè)計(jì)線(xiàn)路時(shí)也要注意相關(guān)的保護(hù)措施。②帶阻尼行管:一般用于彩電或老型號(hào)的顯示器的行輸出電路中,是工作頻率高、電壓高、電流大的大功率三極管,帶阻尼行管和不帶阻尼行管的區(qū)別在于BE間有幾十歐姆的阻值,EC間并聯(lián)了一只二極管,不帶阻尼的管子測(cè)EC間是不通的,帶阻尼的測(cè)量時(shí)對(duì)調(diào)表筆會(huì)導(dǎo)通并有一定阻值。2.5.3三極管的代換原則
三極管的品種繁多,不同的電子設(shè)備與不同的電子電路對(duì)三極管各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求是不同的,高頻三極管一般用于圖像中放、伴音中放、緩沖放大電路的小信號(hào)處理;達(dá)林頓三極管一般用于音頻功率輸出、開(kāi)關(guān)控制、電源調(diào)整、繼電器驅(qū)動(dòng)、高增益放大等電路中。當(dāng)三極管損壞后,最好選用同類(lèi)型(材料相同,極性相同)同特性(即參數(shù)值和特性曲線(xiàn)相近)同外形的三極管替換。如果沒(méi)有同型號(hào)的三極管,則應(yīng)選用耗散功率、最大集電極電流、最高反向電壓、頻率特性、電流放大系數(shù)等參數(shù)相同的三極管代換2.6場(chǎng)效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管2.6.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管
場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FieldEffectTransistor,FET)簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)效應(yīng)管,場(chǎng)效應(yīng)管與半導(dǎo)體三極管的控制機(jī)理不同,它是一種電壓控制器件,即利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制管子的電流,故命名為場(chǎng)效應(yīng)管。1.特點(diǎn)
場(chǎng)效應(yīng)管具有輸入抗阻高、制造工藝簡(jiǎn)單、噪聲系數(shù)小、熱穩(wěn)定性好及動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。特別適合大規(guī)模集成電路,在電路廣泛應(yīng)用為放大、開(kāi)關(guān)和阻抗變換等。2.分類(lèi)
按照溝道半導(dǎo)體材料的不同,場(chǎng)效應(yīng)管可以分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管,結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型,而絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管又分為N溝道耗盡型和增強(qiáng)型以及P溝道耗盡型和增強(qiáng)型四大類(lèi)。3.場(chǎng)效應(yīng)管的電路符號(hào)
場(chǎng)效應(yīng)管在電路中通常用字母V表示,而在電路中的圖形符號(hào)主要有下面幾種,如圖所示。4.場(chǎng)效應(yīng)管的代換原則方法原則:(1)最好用同類(lèi)型、同特性、同外形的場(chǎng)效應(yīng)管更換。(2)代換小功率場(chǎng)效應(yīng)管時(shí),應(yīng)考慮其輸入阻抗、低頻跨導(dǎo)、夾斷電壓或開(kāi)啟電壓、擊穿電壓等參數(shù);代換大功率場(chǎng)效應(yīng)管時(shí),應(yīng)考慮擊穿電壓、耗散功率、漏極電流等參數(shù)。另外,要分清N溝道和P溝道。2.6.2絕緣柵雙極晶體管IGBT電力晶體管GTR,它的特點(diǎn)是雙極型,電流驅(qū)動(dòng),有電導(dǎo)強(qiáng)制效應(yīng),通流能力很強(qiáng),開(kāi)關(guān)速度較低,所需驅(qū)動(dòng)功率大,驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜。MOSFET的優(yōu)點(diǎn)是單極型,電壓驅(qū)動(dòng),開(kāi)關(guān)速度快,輸入阻抗高,熱穩(wěn)定性好,所需驅(qū)動(dòng)功率小而且驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單,結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)而成的復(fù)合器件就是絕緣柵雙極晶體管IGBT。它目前已經(jīng)取代了GTR和一部分MOSFET,成為電源中小功率電力電子設(shè)備的主導(dǎo)器件1.IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理
IGBT為三端器件,分別為柵極G、集電極C和發(fā)射極E,如圖所示,(a)為內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖,圖中J標(biāo)示PN結(jié),(b)為其在電路中的圖形符號(hào)。IGBT的驅(qū)動(dòng)原理與電力MOSFET基本相同,它是場(chǎng)控器件,其通斷由柵射極電壓UGE決定。需導(dǎo)通時(shí),UGE大于開(kāi)啟電壓,MOSFET內(nèi)形成溝道,為晶體管提供基極電流,IGBT導(dǎo)通;導(dǎo)通時(shí)有一定的壓降,電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使電阻RN減小,使通態(tài)壓降減?。恍桕P(guān)斷時(shí),柵射極間施加反壓或不加信號(hào),MOSFET內(nèi)的溝道消失,晶體管的基極電流被切斷,IGBT關(guān)斷。2.IGBT的特性和參數(shù)特點(diǎn)①開(kāi)關(guān)速度高,開(kāi)關(guān)損耗小。電壓在1000V以上時(shí),開(kāi)關(guān)損耗只有GTR的1/10,與電力MOSFET相當(dāng);②相同電壓和電流定額時(shí),安全工作區(qū)比GTR的大,且具有耐脈沖電流沖擊能力;③通態(tài)壓降比MOSFET低,特別是在電流較大的區(qū)域;④輸入阻抗高,輸入特性與MOSFET類(lèi)似;⑤與MOSFET和GTR相比,耐壓和通流能力還可以進(jìn)一步提高,同時(shí)保持開(kāi)關(guān)頻率高的特點(diǎn)。通常為了方便使用,IGBT與反并聯(lián)的快速二極管封裝在一起,制成模塊而成為逆導(dǎo)器件。2.7晶閘管2.7.1晶閘管簡(jiǎn)介
晶閘管又稱(chēng)可控硅,是一種能以弱電流(幾十毫安至幾百毫安)控制強(qiáng)電流(幾百安)的大功率半導(dǎo)體元件,是一種理想的開(kāi)關(guān)元件,主要用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。其特點(diǎn)是體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng),并且使用方便。2.7.2晶閘管分類(lèi)
常用的晶閘管可分為:?jiǎn)蜗蚓чl管和雙向晶閘管兩大類(lèi)。2.7.3晶閘管的主要功能及其電路符號(hào)1.單向晶閘管(1)結(jié)構(gòu)
晶閘管內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含四層半導(dǎo)體構(gòu)成的三個(gè)PN結(jié),如圖(b)、(c)所示。
晶閘管有三個(gè)電極——陽(yáng)極(A)、陰極(K)、控制極(G),其圖形符號(hào)如圖(e)所示。在電路中可控硅常用字母BCR、SCR、BT、KG、CT等標(biāo)識(shí)。(2)工作特點(diǎn)
單向晶閘管的工作特點(diǎn)主要有:①可控導(dǎo)通。在控制極與陰極間加上正向電壓、陽(yáng)極與陰極間加上正向電壓時(shí),陽(yáng)極與陰極導(dǎo)通,內(nèi)阻很小,壓降很小。②正向阻斷。如果在控制極與陰極間沒(méi)有正向電壓時(shí),陽(yáng)極與陰極不導(dǎo)通。③持續(xù)導(dǎo)通??煽毓枰坏?dǎo)通,即使去掉控制極電壓,也能保持導(dǎo)通。要關(guān)斷可控硅,必須將陽(yáng)極電壓降低到一定程度。④反向阻斷。在陽(yáng)極與陰極間加上反向電壓時(shí),無(wú)論控制極電壓是正向還是反向,可控硅都不能導(dǎo)通。
綜合其工作特點(diǎn),可得出可控硅的導(dǎo)通條件為:陽(yáng)極與陰極間為正向電壓,即UA>UK;控制極與陰極間要加正向電壓,即UG>UK。而且,可控硅導(dǎo)通后,控制極失去作用,要關(guān)斷可控硅,只能撤去陽(yáng)極與陰極的正向電壓。(2)工作特點(diǎn)
無(wú)論主電極T1與T2間加正向電壓還是反向電壓,無(wú)論其控制極觸發(fā)信號(hào)電壓是正向電壓還是反向電壓,都能觸發(fā)雙向可控硅導(dǎo)通。2.雙向晶閘管(1)結(jié)構(gòu)雙向晶閘管內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖(a)所示,包含五層半導(dǎo)體,制作在同一塊硅單晶片上,相當(dāng)于兩個(gè)反向并聯(lián)單向可控硅。它也有三個(gè)電極,但沒(méi)有陰極與陽(yáng)極之分,統(tǒng)稱(chēng)為主電極T1和T2,另一個(gè)電極為控制極(G),其圖形符號(hào)如圖(b)所示。(a)(b)2.8特殊元器件檢測(cè)2.8.1光電耦合器1.光電偶合器的工作原理光電耦合器(簡(jiǎn)稱(chēng)光耦)是把發(fā)光器件(如發(fā)光二極管)和光敏器件(如光敏三極管)組裝在一起,通過(guò)光線(xiàn)實(shí)現(xiàn)耦合構(gòu)成“電-光-電”的轉(zhuǎn)換器件。光電耦合器分為很多種類(lèi),如圖所示為常用的三極管型光電耦合器原理圖。(4腳封裝)(6腳封裝)
當(dāng)電信號(hào)送入光電耦合器的輸入端時(shí),發(fā)光二極管通過(guò)電流而發(fā)光,光敏元件受到光照后產(chǎn)生電流,CE導(dǎo)通;當(dāng)輸入端無(wú)信號(hào),發(fā)光二極管不亮,光敏三極管截止,CE不通。從而實(shí)現(xiàn)了“電-光-電”轉(zhuǎn)換。以光為媒介把輸入端信號(hào)耦合到輸出端的光電耦合器,由于它具有體積小、壽命長(zhǎng)、無(wú)觸點(diǎn),抗干擾能力強(qiáng),輸出和輸入之間絕緣,單向傳輸信號(hào)等優(yōu)點(diǎn),在電路上獲得廣泛的應(yīng)用。2.光電耦合器的種類(lèi)
光電耦合器分為兩種:一種為非線(xiàn)性光耦,另一種為線(xiàn)性光耦。
非線(xiàn)性光耦的電流傳輸特性曲線(xiàn)是非線(xiàn)性的,這類(lèi)光耦適合于開(kāi)關(guān)信號(hào)的傳輸,不適合于傳輸模擬量。常用的4N系列光耦器件屬于非線(xiàn)性光耦。
線(xiàn)性光耦的電流傳輸特性曲線(xiàn)接近直線(xiàn),并且小信號(hào)時(shí)性能較好,能以線(xiàn)性特性進(jìn)行隔離控制。常用的線(xiàn)性光耦器件是PC817A—C系列。
開(kāi)關(guān)電源中常用的光耦是線(xiàn)性光耦。如果使用非線(xiàn)性光耦,有可能使振蕩波形變壞,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)寄生振蕩干擾。同時(shí)電源帶負(fù)載能力下降。在開(kāi)關(guān)電源維修中如果光耦損壞,一定要用線(xiàn)性光耦代換。常用的4腳線(xiàn)性光耦器件有:PC817A—C、PC111、TLP521等,常用的六腳線(xiàn)性光耦器件有:LP632、TLP532、PC614、PC714、PS2031等。常用的4N25、4N26、4N35、4N36是不適合用于開(kāi)關(guān)電源中的,因?yàn)檫@4種光耦均屬于非線(xiàn)性光耦。技巧提示:(1)在光電耦合器的輸入部分和輸出部分必須分別采用獨(dú)立的電源,若兩端共用一個(gè)電源,則光電耦合器的隔離作用將失去意義。(2)當(dāng)用光電耦合器來(lái)隔離輸入輸出通道時(shí),必須對(duì)所有的信號(hào)(包括數(shù)字量信號(hào)、控制量信號(hào)、狀態(tài)信號(hào))全部隔離,使得被隔離的兩邊沒(méi)有任何電氣上的聯(lián)系,否則光電耦合器的隔離是沒(méi)有意義的。2.8.2三端精密穩(wěn)壓控制器1.三端精密穩(wěn)壓控制器常應(yīng)用于電路中的TL431是三端精密穩(wěn)壓控制器,是一種可控精密電壓比較穩(wěn)壓器件,相當(dāng)于一個(gè)穩(wěn)壓值在2.5~36V間可變的穩(wěn)壓二極管,其外形、符號(hào)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。其中,A為陽(yáng)極,K為陰極,R為控制極。2.TL431穩(wěn)壓器的工作原理加到R、A兩端的電壓URA在TL431內(nèi)部通過(guò)比較運(yùn)算放大器與基準(zhǔn)電壓(Vref)進(jìn)行比較,當(dāng)其高于基準(zhǔn)電壓時(shí),運(yùn)算放大器輸出高電壓使內(nèi)部三極管導(dǎo)通加強(qiáng)即IKA增大,反之,IKA減小。TL431主要用在穩(wěn)壓控制電路中。2.8.3三端集成穩(wěn)壓器1.分類(lèi)及型號(hào)最常見(jiàn)的有三端集成穩(wěn)壓器件可分為:固定式穩(wěn)壓器件和可調(diào)式穩(wěn)壓器件兩種類(lèi)型。2.三端固定式集成穩(wěn)壓器特點(diǎn)是輸出電壓不可調(diào)節(jié),其型號(hào)主要有:(1)LM78XX系列,為正電壓輸入、正電壓輸出,常見(jiàn)的有LM7805、LM7809、LM7812等。(2)LM79XX系列,為負(fù)電壓輸入、負(fù)電壓輸出,常見(jiàn)的有LM7905、LM7909、LM7912等。(3)與LM系列相似的還有CW78XX系列、KA78XX系列等,它們可直接替換使用。三端固定式集成穩(wěn)壓器型號(hào)的后兩位數(shù)XX表示輸出穩(wěn)壓值,最大輸出電流為1.5A。如LM7805為輸出+5V電壓,LM7812為輸出+12V電壓。如圖所示為KA7805三端穩(wěn)壓集成器應(yīng)用電路原理圖及實(shí)物圖。技巧提示:三端穩(wěn)壓集成穩(wěn)壓器輸入端電壓要大于輸出電壓時(shí),才能輸出規(guī)定電壓。3.三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器
常見(jiàn)的三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器件有LM317。LM317實(shí)物圖及其應(yīng)用電路如圖所示,輸出電壓由R/RV的比值決定,調(diào)節(jié)RV就可改變輸出電壓。一般情況下,要在LM317輸入、輸出端分別對(duì)地接入電容器,以穩(wěn)定輸出電壓。2.8.4電磁繼電器1.電磁繼電器的分類(lèi)繼電器的分類(lèi)方法較多,可以按作用原理、外形尺寸、保護(hù)特征、觸點(diǎn)負(fù)載、產(chǎn)品用途等分類(lèi),我們只簡(jiǎn)要介紹電磁繼電器。電磁繼電器主要有直流電磁繼電器、交流電磁繼電器、磁保持繼電器等。(1)直流電磁繼電器:輸入電路中的控制電流為直流的電磁繼電器。(2)交流電磁繼電器:輸入電路中的控制電流為交流的電磁繼電器,主要用在工業(yè)電器中。2.電磁繼電器的結(jié)構(gòu)與工作原理電磁繼電器一般由鐵芯、線(xiàn)圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成。繼電器線(xiàn)圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn),稱(chēng)為“常開(kāi)觸點(diǎn)”;處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常閉觸點(diǎn)”,能移動(dòng)的觸點(diǎn)稱(chēng)為“動(dòng)觸點(diǎn)”。只要在線(xiàn)圈兩端加上一定的電壓,線(xiàn)圈中就會(huì)流過(guò)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彈簧片的應(yīng)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(kāi)觸點(diǎn))吸合。當(dāng)線(xiàn)圈斷電后,電磁吸力也隨之消失,銜鐵就會(huì)在彈簧片的應(yīng)力作用下返回原來(lái)的位置,使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)(常閉觸點(diǎn))斷開(kāi)(稱(chēng)為“釋放”)。繼電器就是這樣通過(guò)吸合、釋放,達(dá)到了接通或切斷電路的目的。3.繼電器的圖形符號(hào)和觸點(diǎn)形式
繼電器的觸點(diǎn)有三種基本形式——?jiǎng)雍闲停℉型)、動(dòng)斷型(D型)、轉(zhuǎn)換型(Z型)。繼電器在電路中常用字母J來(lái)標(biāo)識(shí)。4.電磁繼電器的主要參數(shù)(1)額定工作電壓
額定工作電壓是指繼電器正常工作時(shí)線(xiàn)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。(2)直流電阻
直流電阻是指繼電器中線(xiàn)圈的直流電阻,可以通過(guò)萬(wàn)能表測(cè)量。(3)吸合電流
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(xiàn)圈所加的工作電壓,一般不要超過(guò)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(xiàn)圈燒毀。(4)釋放電流
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。(5)觸點(diǎn)切換電壓和負(fù)載電流
觸點(diǎn)切換電壓和負(fù)載電流是指繼電器允許加載到觸點(diǎn)的電壓和電流。它決定了繼電器能控制的電壓和電流的大小,使用時(shí)不能超過(guò)此值,否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。5.繼電器好壞的檢測(cè)(1)測(cè)線(xiàn)圈電阻
通常情況下,可用萬(wàn)能表R×10檔測(cè)量繼電器線(xiàn)圈的阻值,從而判斷該線(xiàn)圈是否存在著開(kāi)路現(xiàn)象。若阻值為無(wú)窮大,則線(xiàn)圈開(kāi)路損壞。(2)測(cè)觸點(diǎn)電阻
用萬(wàn)能表的電阻測(cè)量常閉觸點(diǎn)與動(dòng)觸點(diǎn)間的電阻,其值應(yīng)為0;而常開(kāi)觸點(diǎn)與動(dòng)觸點(diǎn)間的阻值就為無(wú)窮大。由此可以區(qū)別出哪個(gè)是常閉觸點(diǎn),哪個(gè)是常開(kāi)觸點(diǎn)。
對(duì)于常開(kāi)觸點(diǎn)與動(dòng)觸點(diǎn)接觸電阻,可用一只與繼電器額定電壓相同的外接電源加到線(xiàn)圈上,在繼電器吸合后測(cè)量,若電阻過(guò)大,則不可用。為保證測(cè)量可靠,可反復(fù)多次測(cè)試。2.9動(dòng)手實(shí)踐2.9.1實(shí)訓(xùn)1認(rèn)識(shí)和測(cè)量常見(jiàn)二極管1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容
二極管的損壞,主要有以下表現(xiàn):二極管開(kāi)路、擊穿短路、正向電阻變大、反向電阻變?。ɑ蚵╇姡┑?。本實(shí)訓(xùn)內(nèi)容是:(1)用指針萬(wàn)用表檢測(cè)常規(guī)二極管的好壞;(3)在線(xiàn)檢測(cè)常規(guī)二極管的好壞;(2)用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)常規(guī)二極管的好壞;(4)檢測(cè)光敏二極管好壞。2.實(shí)訓(xùn)工具材料(1)指針式萬(wàn)用表、數(shù)字萬(wàn)用表;(2)常用二極管、光敏二極管。3.操作要點(diǎn)(1)用指針萬(wàn)用表檢測(cè)常規(guī)二極管的好壞方法:與用指針萬(wàn)用表判別極性的方法類(lèi)似,但應(yīng)該注意指針的偏轉(zhuǎn)幅度。如果檢測(cè)中,指針都有較大幅度偏轉(zhuǎn),接近右端0處,表明二極管擊穿短路;如果兩次檢測(cè)中,指針都沒(méi)有偏轉(zhuǎn),表明開(kāi)路;對(duì)于反向漏電的二極管,一般情況下用R×10k檔檢測(cè),黑表筆接負(fù)極,紅表筆正極,指針是不能有偏轉(zhuǎn)的(鍺管除外)。若有少量偏轉(zhuǎn),說(shuō)明二極管反向漏電(反向電阻較?。?,已不能使用。(2)用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)常規(guī)二極管的好壞方法:將數(shù)字萬(wàn)用表調(diào)到二極管(蜂鳴)檔,然后測(cè)量二極管兩端的結(jié)壓降,并觀(guān)察顯示屏上的數(shù)值;接著對(duì)調(diào)表筆再次測(cè)量結(jié)壓降,并觀(guān)察顯示屏上的數(shù)值。如果正反向兩次檢測(cè)中,顯示屏上的數(shù)值均小,數(shù)字萬(wàn)用表有蜂鳴叫聲,表明二極管擊穿短路;如果均無(wú)顯示(只顯示1),表明二極管開(kāi)路。技巧提示:
對(duì)正向電阻變大反向電阻變小的二極管,一般情況下,用數(shù)字萬(wàn)用表不能有效檢測(cè)出來(lái),不如指針萬(wàn)用表有效。(3)在線(xiàn)檢測(cè)二極管好壞
在線(xiàn)檢測(cè)是指不將二極管從電路中焊拆下來(lái),帶電直接檢測(cè)。方法有電阻法和電壓法兩種。電阻法要注意與二極管并聯(lián)的電阻及其他電路對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,有時(shí)不能有效地鑒定其好壞時(shí),可將其拆下進(jìn)一步鑒定;電壓法是在電路加電情況下,測(cè)量二極管的正向結(jié)壓降,正常為0.5~0.7V,若二極管兩端正向電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.7V,該二極管肯定開(kāi)路損壞了。(4)檢測(cè)光敏二極管好壞光電二極管的檢測(cè)方法與常規(guī)二極管的檢測(cè)方法不同,檢測(cè)時(shí)首先斷開(kāi)電路板的光電二極管,然后檢測(cè)二極管兩側(cè)引腳的正向和反向電阻,正常情況下,應(yīng)該是正向電阻數(shù)值較小,反向電阻接近無(wú)窮大,然后使用手電或其他光源照射光電二極管頂端的窗口,正常的光電二極管在收到光照后反向電阻應(yīng)該變小。2.9.2實(shí)訓(xùn)2認(rèn)識(shí)和測(cè)量常見(jiàn)三極管1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容(1)用指針萬(wàn)用表檢測(cè)三極管的極性;(2)用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)三極管的基極;(3)用萬(wàn)用表的hFE檔判別集電極和發(fā)射極;(4)用萬(wàn)用表測(cè)量識(shí)別鍺管和硅管;(5)測(cè)量中小功率型三極管的好壞;(6)測(cè)量大功率晶體三極管的好壞;(7)測(cè)量普通達(dá)林頓管的好壞;(8)測(cè)量大功率達(dá)林頓管的好壞。2.實(shí)訓(xùn)工具材料(1)指針式萬(wàn)用表,數(shù)字萬(wàn)用表;(2)普通中小功率三極管、大功率三極管、普通達(dá)林頓管、大功率達(dá)林頓管、帶阻尼行輸出三極管。3.操作要點(diǎn)(1)用指針萬(wàn)用表檢測(cè)三極管的極性①將萬(wàn)用表功能旋鈕置于R×100或R×1k檔,黑表筆接在某一只引腳上不動(dòng),紅表筆分別測(cè)量另外兩只引腳。如果兩次測(cè)量中的其電阻值都很小,則該三極管為NPN型三極管,且黑表筆接的電極為基極;如果在兩次測(cè)量中,其電阻值都很大,則該三極管為PNP型三極管,且黑表筆接的電極為基極;如果在兩次測(cè)量中,其電阻值一個(gè)大一個(gè)小,則黑表筆接的電極不是基極,此時(shí)應(yīng)將萬(wàn)用表黑表筆換到另一個(gè)引腳上進(jìn)行測(cè)試,直到找到基極為止。②將萬(wàn)用表功能旋鈕置于R×10k檔,對(duì)于NPN型三極管,測(cè)量時(shí),將紅、黑表筆分別接基極外的兩只引腳,用一只手捏住基極及黑表筆(注意基極和黑表筆不要短路),觀(guān)察指針的偏轉(zhuǎn);將紅、黑表筆交換再重復(fù)測(cè)量一次,觀(guān)察指針偏轉(zhuǎn)。對(duì)比這兩次測(cè)量結(jié)果,指針偏轉(zhuǎn)量最大的一次,其黑表筆接的是集電極,紅表筆接的是發(fā)射極。③對(duì)于PNP型三極管,測(cè)量時(shí)將紅、黑表筆分別接基極外的兩只引腳,用一只手指將基極與紅表筆相接觸,觀(guān)察指針的偏轉(zhuǎn)幅度;將紅、黑表筆交換再重測(cè)一次,觀(guān)察指針偏轉(zhuǎn)幅度。在這兩次測(cè)量中,指針偏轉(zhuǎn)量最大的一次,其黑表筆接的是發(fā)射極,紅表筆接的是集電極。(2)用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)三極管的基極①首先將數(shù)字萬(wàn)用表功能旋轉(zhuǎn)置于二極管檔(蜂鳴檔),將紅表筆接在某一只引腳上不動(dòng),黑表筆分別測(cè)量另外兩只引腳,在兩次測(cè)量中,若數(shù)字萬(wàn)用表顯示560左右,則紅表筆接的電極為基極,且該三極管為NPN型。否則,將黑表筆換一只引腳重測(cè)。②將黑表筆接在某一只引腳上不動(dòng),紅表筆分別測(cè)量另外兩只引腳,在兩次測(cè)量中,數(shù)字萬(wàn)用表都顯示560左右時(shí),則黑表筆接的電極為基極,且該三極管為PNP型,否則,將黑表筆換一只引腳重測(cè)。(3)利用萬(wàn)用表的hFE檔判別集電極和發(fā)射極①判定三極管的類(lèi)型并找出基極。②將萬(wàn)用表功能旋轉(zhuǎn)旋至hFE檔。③將找出的基極按該三極管的類(lèi)型插入萬(wàn)用表對(duì)應(yīng)類(lèi)型的基極插孔,共有兩種插法,每插一次,讀出萬(wàn)用表上指示的hFE值,比較這兩次的值,hFE值較大的一次,該三極管的電極符合萬(wàn)用表上的排列順序,由此確定三極管的集電極和發(fā)射極。但是,若三極管是壞的則不能測(cè)出。通過(guò)此法,也能測(cè)出三極管的電流放大倍數(shù)。(4)識(shí)別鍺管和硅管一般情況下,由于硅三極管的PN結(jié)壓降約為0.7V,而鍺三極管的PN結(jié)壓降約為0.3V,所以可以通過(guò)測(cè)量BE結(jié)正向電阻的方法來(lái)區(qū)分鍺管和硅管。方法步驟如下:①用前面講過(guò)的方法識(shí)別出三極管的極性,結(jié)果只有兩個(gè),要么是PNP型三極管,要么是NPN型。②如果是PNP型三極管,將指針萬(wàn)用表的旋鈕旋至歐姆檔的R×1k檔,并進(jìn)行調(diào)零。接著將紅表筆接基極B,黑表筆接發(fā)射極E,然后觀(guān)察測(cè)量的
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