开关电源原理、设计及实例第2章开关电源中的电力电子15182.pptx

2.1 2.1 2.1 2.1 原理原理原理原理2.2 2.2 2.2 2.2 结构结构结构结构2.3 2.3 2.3 2.3 电感电感电感电感2.4 2.4 2.4 2.4 功率场效应管功率场效应管功率场效应管功率场效应管 2.5 2.5 2.5 2.5 双极型晶体管双极型晶体管双极型晶体管双极型晶体管2.6 I G B T2.6 I G B T2.6 I G B T2.6 I G B T2.7 2.7 2.7 2.7 变压器变压器变压器变压器第第2 2章章 开关电源中的电力电子元器件及特性 近年来，随着应用日益高速发展的需求，推动了电力电子近年来，随着应用日益高速发展的需求，推动了电力电子器件的制造工艺的研究和发展，电力电子器件有了飞跃性器件的制造工艺的研究和发展，电力电子器件有了飞跃性的进步。器件的类型朝多元化发展，性能也越来越改善。的进步。器件的类型朝多元化发展，性能也越来越改善。随着电力电子器件的发展，其特点也日益发生变化，主要随着电力电子器件的发展，其特点也日益发生变化，主要体现在如下方面：体现在如下方面：1 1、器件能够快速恢复，以满足越来越高的速度需要。以开、器件能够快速恢复，以满足越来越高的速度需要。以开关电源为例，采用双极型晶体管时，速度可以到几十千关电源为例，采用双极型晶体管时，速度可以到几十千赫；使用赫；使用MOSFETMOSFET和和IGBTIGBT，可以到几百千赫；而采用了谐，可以到几百千赫；而采用了谐振技术的开关电源，则可以达到兆赫以上。振技术的开关电源，则可以达到兆赫以上。2 2、通态压降（正向压降）降低。这可以减少器件损耗，有、通态压降（正向压降）降低。这可以减少器件损耗，有利于提高速度，减小器件体积。利于提高速度，减小器件体积。3 3、电流控制能力增大。电流能力的增大和速度的提高是一、电流控制能力增大。电流能力的增大和速度的提高是一对矛盾，目前最大电流控制能力，特别是在电力设备方面，对矛盾，目前最大电流控制能力，特别是在电力设备方面，还没有器件能完全替代可控硅。还没有器件能完全替代可控硅。4 4、额定电压：耐压高。耐压和电流都是体现驱动能力的重、额定电压：耐压高。耐压和电流都是体现驱动能力的重要参数，特别对电力系统，这显得非常重要。要参数，特别对电力系统，这显得非常重要。5 5、温度与功耗。这是一个综合性的参数，它制约了电流能、温度与功耗。这是一个综合性的参数，它制约了电流能力、开关速度等能力的提高。目前有两个方向解决这个问力、开关速度等能力的提高。目前有两个方向解决这个问题，一是继续提高功率器件的品质，二是改进控制技术来题，一是继续提高功率器件的品质，二是改进控制技术来降低器件功耗，比如谐振式开关电源。降低器件功耗，比如谐振式开关电源。电阻在电子电路中的作用相当广泛，它在电路中可以构电阻在电子电路中的作用相当广泛，它在电路中可以构成许许多多功能电路。电阻在电路中不仅可以单独使用，成许许多多功能电路。电阻在电路中不仅可以单独使用，而且在更多的情况下是与其他元器件一起构成具有各种而且在更多的情况下是与其他元器件一起构成具有各种功能的电路。功能的电路。2.1.12.1.1电阻的基本知识电阻的基本知识 1 1、定义、定义 所谓电阻就是能将电能转化为其他形式能量的二端元件，所谓电阻就是能将电能转化为其他形式能量的二端元件，广义上讲就是导体对电流的阻碍作用，通常用符号广义上讲就是导体对电流的阻碍作用，通常用符号“”表示表示,单位为欧姆、千欧、兆欧等，为别用单位为欧姆、千欧、兆欧等，为别用“、K K、M M”表示。表示。（2-12-1）2.12.1电阻电阻 表表2-12-1表示允许偏差表示允许偏差 的文字符号的文字符号 2.12.1电阻电阻 2 2、功能、功能 主要职能就是阻碍电流通过，应用于限流、分流、降压、主要职能就是阻碍电流通过，应用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻抗匹配等作用。分压、负载与电容配合作滤波器及阻抗匹配等作用。2.12.1电阻电阻 3 3、主要性能指标、主要性能指标 1 1）标称阻值：电阻上面所标示的阻值。）标称阻值：电阻上面所标示的阻值。2 2）允许误差：标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之）允许误差：标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差，它表示电阻的精度。允许误差比的百分数称阻值偏差，它表示电阻的精度。允许误差与精度等级对应关系如下：、（或与精度等级对应关系如下：、（或0000）、（或）、（或0 0）、级、）、级、级、级。级、级。2.1电阻电阻2.12.1电阻电阻3 3）额定功率：在正常的大气压力）额定功率：在正常的大气压力90-106.6KPa90-106.6KPa及环境温度及环境温度为为-55-+70-55-+70的条件下，电阻长期工作所允许耗散的的条件下，电阻长期工作所允许耗散的最大功率。线绕电阻额定功率系列为最大功率。线绕电阻额定功率系列为(W)(W)：1/201/20、1/8.1/8.1/41/4、1/21/2、1 1、2 2、4 4、8 8、1010、1616、2525、4040、5050、7575、100100、150150、250250、500500。非线绕电阻额定功率系列为。非线绕电阻额定功率系列为（W W）：）：1/201/20、1/81/8、1/41/4、1/21/2、1 1、2 2、5 5、1010、2525、5050、100100。2.12.1电阻电阻 4 4）额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压。）额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压。5 5）最高工作电压：允许的最大连续工作电压。在低气）最高工作电压：允许的最大连续工作电压。在低气压工作时，最高工作电压较低。压工作时，最高工作电压较低。6 6）温度系数：温度每变化）温度系数：温度每变化11所引起的电阻值的相对变所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小，电阻的稳定性越好。阻值随温度升化。温度系数越小，电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数，反之为负温度系数。高而增大的为正温度系数，反之为负温度系数。2.12.1电阻电阻 7 7）老化系数：电阻在额定功率长期负荷下，阻值相对）老化系数：电阻在额定功率长期负荷下，阻值相对变化的百分数，它是表示电阻寿命长短的参数。变化的百分数，它是表示电阻寿命长短的参数。8 8）电压系数：在规定的电压范围内，电压每变化）电压系数：在规定的电压范围内，电压每变化1 1伏，伏，电阻的相对变化量。电阻的相对变化量。9 9）噪声：产生于电阻中的种不规则的电压起伏，包括）噪声：产生于电阻中的种不规则的电压起伏，包括热噪声和电流噪声两部分，热噪声是由于导体内部不规热噪声和电流噪声两部分，热噪声是由于导体内部不规则的电了自由运动，使导体任意两点的电压不规则变化。则的电了自由运动，使导体任意两点的电压不规则变化。2.1.2 2.1.2电阻的型号命名方法电阻的型号命名方法 国产电阻的型号由四部分组成（不适用敏感电阻）：国产电阻的型号由四部分组成（不适用敏感电阻）：第一部分：主称，用字母表示，表示产品的名字。如第一部分：主称，用字母表示，表示产品的名字。如R R表示电阻，表示电阻，W W表示电位器。表示电位器。第二部分：材料，用字母表示，表示电阻体用什么材第二部分：材料，用字母表示，表示电阻体用什么材料组成，料组成，T-T-碳膜、碳膜、H-H-合成碳膜、合成碳膜、S-S-有机实芯、有机实芯、N-N-无机实无机实芯、芯、J-J-金属膜、金属膜、Y-Y-氧化膜、氧化膜、C-C-沉积膜、沉积膜、I-I-玻璃釉膜、玻璃釉膜、X-X-线绕等。线绕等。2.12.1电阻电阻2.12.1电阻电阻 第三部分：分类，一般用数字表示，个别类型用字母表第三部分：分类，一般用数字表示，个别类型用字母表示，表示产品属于什么类型。示，表示产品属于什么类型。1-1-普通、普通、2-2-普通、普通、3-3-超高超高频、频、4-4-高阻、高阻、5-5-高温、高温、6-6-精密、精密、7-7-精密、精密、8-8-高压、高压、9-9-特特殊、殊、G-G-高功率、高功率、T-T-可调等。可调等。第四部分：序号，用数字表示，表示同类产品中不同品第四部分：序号，用数字表示，表示同类产品中不同品种，以区分产品的外型尺寸和性能指标等。种，以区分产品的外型尺寸和性能指标等。2.12.1电阻电阻 2.1.3 2.1.3电阻阻值的标注方法电阻阻值的标注方法 1 1、直标法、直标法 直接将电阻的阻值、材料、特性、误差和额定功率等标直接将电阻的阻值、材料、特性、误差和额定功率等标注在电阻体上。如图注在电阻体上。如图2-12-1所示，其允许偏差直接用百分所示，其允许偏差直接用百分数表示。数表示。图2-1 电阻的直接法标注图2-1 电阻的直接法标注 命名含义：R-电阻器，J-金属膜，7-精密，1-序号，0.125-额定功率，5.1k-标称阻值，-误差5%。2.12.1电阻电阻 2 2、文字符号法、文字符号法 文字符号法是用阿拉伯数字和文字符号两者有规律地组文字符号法是用阿拉伯数字和文字符号两者有规律地组合来表示标称阻值，其允许偏差也用文字符号表示，如合来表示标称阻值，其允许偏差也用文字符号表示，如表表2-12-1所示。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数所示。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值，其文字字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值，其文字符号如表符号如表2-22-2所示。所示。2.12.1电阻电阻 表表2-2 2-2 表示电阻单位的文字符号表示电阻单位的文字符号 欧姆（千欧姆（兆欧姆（千兆欧姆（兆兆欧姆（2.12.1电阻电阻 3 3、数码法、数码法 在电阻上用三位数码表示标称值的标志方法。数码从左到右，第一、二位为有效值，第三位为指数，即零的个数，单位为欧。偏差通常采用文字符号J(5%)/K(10%)表示。2.1电阻电阻2.12.1电阻电阻 4 4、色标法、色标法 用不同的颜色的色环或色点在电阻表面标出标称阻值和用不同的颜色的色环或色点在电阻表面标出标称阻值和允许偏差，因为所有的电阻的功率多为允许偏差，因为所有的电阻的功率多为1/8W1/8W、1/16W1/16W，体积很小，只能采用色标法。采用色标法的电阻用两种，体积很小，只能采用色标法。采用色标法的电阻用两种，一种是四色环，一种是五色环；此色环标示法也适用于一种是四色环，一种是五色环；此色环标示法也适用于色环电容、色环电感。色环电容、色环电感。表表2-3 2-3 色环电阻的识别色环电阻的识别2.12.1电阻电阻 1)1)四色环电阻的识别方法四色环电阻的识别方法图图2-2 2-2 四色环电阻的识别举例四色环电阻的识别举例2.12.1电阻电阻 色环电阻中最常见的是四色环电阻，四色环电阻中：色环电阻中最常见的是四色环电阻，四色环电阻中：第一道色环印在电阻的金属帽上，表示电阻有效数值的第一道色环印在电阻的金属帽上，表示电阻有效数值的最高位，也表示阻值色环法的读数方向；最高位，也表示阻值色环法的读数方向；第二道色环表示有效数值的次高位；第二道色环表示有效数值的次高位；第三道色环表示有效数值后第三道色环表示有效数值后“0”0”的个数；的个数；第四环表示误差。第四环表示误差。读数方向：读数方向：金色或银色的另一端为读数方向；金色或银色的另一端为读数方向；二端线与线之间二端线与线之间距离较宽的一端的反向为读数的方向。距离较宽的一端的反向为读数的方向。2.12.1电阻电阻 2 2）五色环电阻的识别方法）五色环电阻的识别方法图图2-3 2-3 五色环电阻的识别举例五色环电阻的识别举例2.12.1电阻电阻 五色环电阻是一种五色环电阻是一种“精密电阻精密电阻”，这种电阻一般为金属，这种电阻一般为金属片电阻，阻值的误差精度可达到千分之一。五色环电阻片电阻，阻值的误差精度可达到千分之一。五色环电阻的识别与四色环电阻的识别基本相同，不同的是它前面的识别与四色环电阻的识别基本相同，不同的是它前面三环为有效数字位，依次分别为高位，次高位和低位；三环为有效数字位，依次分别为高位，次高位和低位；第四环为有效数字后面第四环为有效数字后面“0”0”的个数；第五环表示允许的个数；第五环表示允许误差。误差。读数方向：读数方向：二端线与线之间距离较宽的一端的反向为读数方向；二端线与线之间距离较宽的一端的反向为读数方向；有一端是误差线另一端就是读数方向，若二端都是误有一端是误差线另一端就是读数方向，若二端都是误差线的须用万用表测量。差线的须用万用表测量。2.12.1电阻电阻 2.1.4 2.1.4电阻的分类电阻的分类 按照电阻的阻值特性分类：不能调节的，我们称之为固按照电阻的阻值特性分类：不能调节的，我们称之为固定电阻。而可以调节的，我们称之为可变电阻定电阻。而可以调节的，我们称之为可变电阻(电阻值电阻值变化范围小，又称为微调电阻变化范围小，又称为微调电阻)或电位器（电阻值变化或电位器（电阻值变化范围大）。范围大）。图图2-4 2-4 固定电阻、可调电阻、电位器的图形符号固定电阻、可调电阻、电位器的图形符号2.12.1电阻电阻 按照电阻的用途分类：受光影响的我们称为光敏电阻、按照电阻的用途分类：受光影响的我们称为光敏电阻、受外界压力影响的是压敏电阻，还有热敏、气敏、电敏、受外界压力影响的是压敏电阻，还有热敏、气敏、电敏、保险电阻等。保险电阻等。图图2-5 2-5 热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻、保险电阻的热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻、保险电阻的图形符号图形符号2.12.1电阻电阻 3 3、按照电阻的材料分类：膜式电阻（碳膜、按照电阻的材料分类：膜式电阻（碳膜RTRT、金属膜、金属膜RJRJ、合成膜合成膜RHRH和氧化膜和氧化膜RYRY）、实芯电阻（有机）、实芯电阻（有机RSRS和无机和无机RNRN）、）、金属线绕电阻金属线绕电阻(RX)(RX)、特殊电阻（、特殊电阻（MGMG型光敏电阻、型光敏电阻、MFMF型热型热敏电阻）四种。敏电阻）四种。2.12.1电阻电阻 2.1.52.1.5常用电阻常用电阻 1 1、电阻器、电阻器 1 1）碳膜电阻器）碳膜电阻器 碳膜电阻器是膜式电阻的一种。它是通过真空高温热分碳膜电阻器是膜式电阻的一种。它是通过真空高温热分解的结晶碳沉积在柱形的或管形的陶瓷骨架上制成的。解的结晶碳沉积在柱形的或管形的陶瓷骨架上制成的。用控制膜的厚度和刻槽来控制电阻值。用控制膜的厚度和刻槽来控制电阻值。性能特点：有良好的稳定性，负温度系数小，高频特性性能特点：有良好的稳定性，负温度系数小，高频特性好，受电压及频率影响较小，噪声电动势小，阻值范围好，受电压及频率影响较小，噪声电动势小，阻值范围宽，制作容易，成本低，应用广泛。宽，制作容易，成本低，应用广泛。2.12.1电阻电阻 图图2-6 2-6 碳膜电阻的实物图碳膜电阻的实物图2.12.1电阻电阻 2 2）金属膜电阻器）金属膜电阻器 金属膜电阻器是膜式电阻的一种，是将金属或金属膜电阻器是膜式电阻的一种，是将金属或合金材料用高真空加热蒸发法在陶瓷体上形成合金材料用高真空加热蒸发法在陶瓷体上形成一层薄膜制成的。合金膜也可以采用高温分解、一层薄膜制成的。合金膜也可以采用高温分解、化学沉积和烧渗等方法制成。化学沉积和烧渗等方法制成。性能特点：稳定性好，耐热性能好，温度系数性能特点：稳定性好，耐热性能好，温度系数小，电压系数比碳膜电阻更好，工作频率范围小，电压系数比碳膜电阻更好，工作频率范围大，噪声电动势小，可用于高频电路。在相同大，噪声电动势小，可用于高频电路。在相同功率条件下，它比碳膜电阻体积小得多，但这功率条件下，它比碳膜电阻体积小得多，但这种电阻器脉冲负荷稳定性较差。种电阻器脉冲负荷稳定性较差。2.12.1电阻电阻 图图2-7 2-7 金属膜电阻的实物图金属膜电阻的实物图2.12.1电阻电阻 3 3）金属氧化膜电阻器）金属氧化膜电阻器 金属氧化膜电阻器是用锡或锑等金属盐溶液喷雾到约金属氧化膜电阻器是用锡或锑等金属盐溶液喷雾到约为为550550的加热炉内的炽热陶瓷骨架表面上，沉积后而的加热炉内的炽热陶瓷骨架表面上，沉积后而制成的。制成的。性能特点：比金属膜电阻抗氧化能力强，抗酸、抗盐的性能特点：比金属膜电阻抗氧化能力强，抗酸、抗盐的能力强，耐热性好能力强，耐热性好(温度可达温度可达240)240)。缺点是由于材料。缺点是由于材料特性和膜层厚度的限制，阻值范围小。主要用来补缺低特性和膜层厚度的限制，阻值范围小。主要用来补缺低阻值电阻。阻值电阻。2.12.1电阻电阻 图图2-8 2-8 金属氧化膜电阻的实物图金属氧化膜电阻的实物图2.12.1电阻电阻 4 4）合成碳膜电阻器）合成碳膜电阻器 合成碳膜电阻器是将碳黑、填料和有机粘合剂合成碳膜电阻器是将碳黑、填料和有机粘合剂配成悬浮液，涂覆在绝缘骨架上，经加热聚合配成悬浮液，涂覆在绝缘骨架上，经加热聚合而成。这种电阻器主要适用于制成高压和高阻而成。这种电阻器主要适用于制成高压和高阻用电阻器，并常用玻壳封上，制成真空兆欧电用电阻器，并常用玻壳封上，制成真空兆欧电阻器。阻器。性能特点：生产工艺、设备简单，价格低廉；性能特点：生产工艺、设备简单，价格低廉；阻值范围宽，可达阻值范围宽，可达1010l06Ml06M。其缺点是抗湿性。其缺点是抗湿性差，电压稳定性低，频率特性不好，噪声大。差，电压稳定性低，频率特性不好，噪声大。2.12.1电阻电阻 图图2-92-9合成碳膜电位器的实物图合成碳膜电位器的实物图2.12.1电阻电阻 5 5）有机合成实芯电阻器）有机合成实芯电阻器 有机合成实芯电阻器是将碳黑、石墨等导电物质和有机合成实芯电阻器是将碳黑、石墨等导电物质和填料、有机粘合剂混合成粉料，经专用设备热压后装入填料、有机粘合剂混合成粉料，经专用设备热压后装入塑料壳内制成的。塑料壳内制成的。性能特点：机械强度高，可靠性好，具有较强的过性能特点：机械强度高，可靠性好，具有较强的过负荷能力，体积小，价格低廉。但固有噪声、分布参数负荷能力，体积小，价格低廉。但固有噪声、分布参数较大，电压及温度稳定性差。较大，电压及温度稳定性差。2.12.1电阻电阻2.12.1电阻电阻图图2-10 2-10 有机合成实芯电阻器的实物图有机合成实芯电阻器的实物图 6 6）玻璃釉电阻器）玻璃釉电阻器 玻璃釉电阻器是由金属银、铑、钌等金属氧化物和玻璃玻璃釉电阻器是由金属银、铑、钌等金属氧化物和玻璃釉粘合剂混合成浆料，涂覆在陶瓷骨架体上，经高温烧釉粘合剂混合成浆料，涂覆在陶瓷骨架体上，经高温烧结而成。结而成。性能特点：耐高温、耐湿性好，稳定性好，噪声小、温性能特点：耐高温、耐湿性好，稳定性好，噪声小、温度系数小，阻值范围大。属于厚膜电阻器，有较好的发度系数小，阻值范围大。属于厚膜电阻器，有较好的发展前景。展前景。2.12.1电阻电阻 图图2-11 2-11 玻璃釉电阻器的实物图玻璃釉电阻器的实物图2.12.1电阻电阻 7 7）线绕电阻器）线绕电阻器 线绕电阻器是用高比电阻材料康铜、锰铜或镍线绕电阻器是用高比电阻材料康铜、锰铜或镍铬合金丝缠绕在陶瓷骨架上制作而成的电阻器。铬合金丝缠绕在陶瓷骨架上制作而成的电阻器。又依据这种电阻器的表面被覆一层玻璃釉、有又依据这种电阻器的表面被覆一层玻璃釉、有机漆或没有保护而被分别称作被轴线绕电阻器、机漆或没有保护而被分别称作被轴线绕电阻器、涂漆线绕电阻器和裸式线绕电阻器。涂漆线绕电阻器和裸式线绕电阻器。性能特点：噪音小，温度系数小，热稳定性好，性能特点：噪音小，温度系数小，热稳定性好，耐高温，耐高温，(工作温度可达工作温度可达315)315)，功率大等。缺，功率大等。缺点是高频特性差。点是高频特性差。2.12.1电阻电阻 图图2-12 2-12 线绕电阻器的实物图线绕电阻器的实物图2.12.1电阻电阻 8 8）片状电阻器）片状电阻器 片状电阻器是一种片状的新型元件，也称作表面安片状电阻器是一种片状的新型元件，也称作表面安装元件。片状电阻器是由陶瓷基片、电阻膜、玻璃釉保装元件。片状电阻器是由陶瓷基片、电阻膜、玻璃釉保护和端头电极组成的无引线结构电阻元件。基片大都采护和端头电极组成的无引线结构电阻元件。基片大都采用陶瓷或玻璃，它具有很高的机械强度和电绝缘性能。用陶瓷或玻璃，它具有很高的机械强度和电绝缘性能。性能特点：体积小，重量轻，性能优良，温度系数性能特点：体积小，重量轻，性能优良，温度系数小，阻值稳定，可靠性强等优点。小，阻值稳定，可靠性强等优点。2.12.1电阻电阻 图图2-13 2-13 片状电阻器的实物图片状电阻器的实物图2.12.1电阻电阻 9 9）光敏电阻器）光敏电阻器 光敏电阻器就是利用半导体材料的光电导特性制成的。光敏电阻器就是利用半导体材料的光电导特性制成的。根据光谱特性可分为红外光敏电阻器，可见光光敏电阻根据光谱特性可分为红外光敏电阻器，可见光光敏电阻器及紫外光光敏电阻器等。其外形如图器及紫外光光敏电阻器等。其外形如图2-142-14所示。它以所示。它以较高的灵敏度、体积小、结构简单、价格便宜等优点而较高的灵敏度、体积小、结构简单、价格便宜等优点而被广泛应用于光电自动检测、自动计数、自动报警、照被广泛应用于光电自动检测、自动计数、自动报警、照相机自动曝光等电路冲。相机自动曝光等电路冲。2.12.1电阻电阻 图图2-14 2-14 光敏电阻器的实物图光敏电阻器的实物图2.12.1电阻电阻 1111）热敏电阻器）热敏电阻器 热敏电阻器大多由半导体材料制成。它的阻值随温度的热敏电阻器大多由半导体材料制成。它的阻值随温度的变化而变化。如果阻值的变化趋势与温度变化趋势一致，变化而变化。如果阻值的变化趋势与温度变化趋势一致，则称为正温度系数电阻器，简称则称为正温度系数电阻器，简称PTCPTC。否则称为负温度。否则称为负温度系数的电阻器，简称系数的电阻器，简称NTCNTC。其中。其中NTCNTC型电阻器被广泛用来型电阻器被广泛用来作为电路中的温度补偿元作为电路中的温度补偿元件。2.12.1电阻电阻 图图2-15 2-15 热敏电阻器的实物图热敏电阻器的实物图2.12.1电阻电阻 2 2、电位器、电位器 1 1）合成碳膜电位器）合成碳膜电位器 合成碳膜电位器的电阻体是用碳黑、石墨、石英粉、有合成碳膜电位器的电阻体是用碳黑、石墨、石英粉、有机粘合剂等配成的一种悬浮液，涂在玻璃纤维板或胶板机粘合剂等配成的一种悬浮液，涂在玻璃纤维板或胶板上制成的。再用各类电阻体制成各种电位器，如片状半上制成的。再用各类电阻体制成各种电位器，如片状半可调电位器、带开关的电位器、精密电位器等，其外形可调电位器、带开关的电位器、精密电位器等，其外形如图如图2-162-16所示。所示。2.12.1电阻电阻2.12.1电阻电阻 性能特点：性能特点：(1)(1)阻值范围宽：从几百欧姆到几兆欧姆；阻值范围宽：从几百欧姆到几兆欧姆；(2)(2)分辨率高：分辨率高：由于阻值可连续变化，因此分辨率高；由于阻值可连续变化，因此分辨率高；(3)(3)能制成各种能制成各种类型的电位器：碳膜电阻体可以按不同要求配比组合电类型的电位器：碳膜电阻体可以按不同要求配比组合电阻液，从而制成多种类型电位器，比如精密电位器、函阻液，从而制成多种类型电位器，比如精密电位器、函数式电位器等；数式电位器等；(4)(4)寿命长、价格低、型号多，得以广寿命长、价格低、型号多，得以广泛应用；泛应用；合成碳膜电位器不足之处：(1)功率较小，一般小于2W；(2)耐高温性、耐湿性差；(3)滑动噪声大，温度系数较大；(4)低阻值的电位器(小于100)不易制造。图图2-16 2-16 合成碳膜电位器的实物图合成碳膜电位器的实物图2.12.1电阻电阻 2 2）线绕电位器）线绕电位器 线绕电位器是由电阻体和带滑动触点的转动系统组成线绕电位器是由电阻体和带滑动触点的转动系统组成的。电阻体是由电阻丝绕在涂有绝缘材料的金属或非金的。电阻体是由电阻丝绕在涂有绝缘材料的金属或非金属板片上、制成圆环形或其他形状，经有关处理而成。属板片上、制成圆环形或其他形状，经有关处理而成。性能特点：耐热性好，温度系数小，并能制成功率电性能特点：耐热性好，温度系数小，并能制成功率电位器。又因为金属电阻丝是规则晶体，所以噪声低、稳位器。又因为金属电阻丝是规则晶体，所以噪声低、稳定性好，可制成精密线绕电位器。但其主要不足是分辨定性好，可制成精密线绕电位器。但其主要不足是分辨率低，耐磨性差，分布电容和固有电感大，不适于在高率低，耐磨性差，分布电容和固有电感大，不适于在高频电路中使用。频电路中使用。2.12.1电阻电阻2.12.1电阻电阻图图2-17 2-17 线绕电位器的实物图线绕电位器的实物图 2.1.62.1.6电阻器的选用及注意事项电阻器的选用及注意事项 (1)(1)主要参数必须满足。对电阻器来说，主要参数指的是主要参数必须满足。对电阻器来说，主要参数指的是其标称阻值和额定功率；其标称阻值和额定功率；(2)(2)在高频电路中，应选用分布参数小的电阻器。这里所在高频电路中，应选用分布参数小的电阻器。这里所指的分布参数是指电阻器的分布电感和分布电容。一般指的分布参数是指电阻器的分布电感和分布电容。一般选非线绕电阻器，如碳膜电阻器、金属膜电阻器等；选非线绕电阻器，如碳膜电阻器、金属膜电阻器等；(3)(3)在高增益前置放大电路中，应选用噪声电动势小的电在高增益前置放大电路中，应选用噪声电动势小的电阻器。因为各种类型的电阻器都程度不同地存在着噪声阻器。因为各种类型的电阻器都程度不同地存在着噪声电动势，如合成碳膜和实芯电阻器的噪声电动势就高达电动势，如合成碳膜和实芯电阻器的噪声电动势就高达几十微伏，而金属膜电阻器的噪声电动势小于几十微伏，而金属膜电阻器的噪声电动势小于1 1微伏；微伏；(4)(4)不同工作频率的电路选用不同种类电阻器。如线绕电不同工作频率的电路选用不同种类电阻器。如线绕电阻器不适宜在高频电路中工作，但在低频电路中仍可选阻器不适宜在高频电路中工作，但在低频电路中仍可选用；高频电路中可选用分布参数小的膜式电阻器；用；高频电路中可选用分布参数小的膜式电阻器；2.12.1电阻电阻2.12.1电阻电阻 (5)(5)针对电路稳定性的要求选用不同温度特性的电阻器。原针对电路稳定性的要求选用不同温度特性的电阻器。原则上讲温度系数越小，该电阻器随温度变化就越小，电路就则上讲温度系数越小，该电阻器随温度变化就越小，电路就越稳定，例如稳压电源电路中的取样电阻，就宜选用温度系越稳定，例如稳压电源电路中的取样电阻，就宜选用温度系数小的金属氧化膜电阻器或玻璃釉电阻器等。但若在实际中数小的金属氧化膜电阻器或玻璃釉电阻器等。但若在实际中考虑到寿命、价格及该电阻器在电路中的具体作用时，就可考虑到寿命、价格及该电阻器在电路中的具体作用时，就可忽略这个因素。如在去耦电路中，即是选用温度系数比较大忽略这个因素。如在去耦电路中，即是选用温度系数比较大的实芯电阻器，对电路的工作影响也并不大。另外，在一些的实芯电阻器，对电路的工作影响也并不大。另外，在一些实际电路中，常选用具有正（负）温度系数的电阻器去补偿实际电路中，常选用具有正（负）温度系数的电阻器去补偿因温度变化引起的电路稳定性变化。例如在甲乙类推挽功率因温度变化引起的电路稳定性变化。例如在甲乙类推挽功率放大电路中，常选用合适的负温度系数的热敏电阻器与下偏放大电路中，常选用合适的负温度系数的热敏电阻器与下偏置电阻器并联，来补偿因功放管集电极电流随温度变化而引置电阻器并联，来补偿因功放管集电极电流随温度变化而引起的变化，从而稳定管子的静态工作点；起的变化，从而稳定管子的静态工作点；2.12.1电阻电阻 (6)(6)根据工作环境场合选用不同类型电阻器。这里主根据工作环境场合选用不同类型电阻器。这里主要考虑该电阻器具体的工作环境。如靠近热源，则应要考虑该电阻器具体的工作环境。如靠近热源，则应耐高温；如果湿度太大，则应选防潮性能好的玻璃釉耐高温；如果湿度太大，则应选防潮性能好的玻璃釉电阻器；如果有酸、碱、盐腐蚀的影响，则应选抗腐电阻器；如果有酸、碱、盐腐蚀的影响，则应选抗腐蚀型电阻器；蚀型电阻器；(7)(7)优先选用通用型和标准系列电阻器。选用通用型优先选用通用型和标准系列电阻器。选用通用型和标准系列的电阻器，不仅由于种类多，规格齐全，和标准系列的电阻器，不仅由于种类多，规格齐全，而且成本低，并在以后的维修工作中也易替换。如果而且成本低，并在以后的维修工作中也易替换。如果确实不能满足要求时，再考虑选用特殊型非标准系列确实不能满足要求时，再考虑选用特殊型非标准系列的电阻器。的电阻器。电容是一种主要针对交流信号进行处理的元器件，利用电容是一种主要针对交流信号进行处理的元器件，利用电容器对不同频率交流信号呈现的容抗变化，构成各种电容器对不同频率交流信号呈现的容抗变化，构成各种功能的电容电路。功能的电容电路。2.2.1 2.2.1电容的基本知识电容的基本知识 1 1、定义、定义 所谓电容就是由两个金属电极中间夹一层绝缘介质构成。所谓电容就是由两个金属电极中间夹一层绝缘介质构成。当两极间加上电压时，电极上储存的电荷。能将电能与当两极间加上电压时，电极上储存的电荷。能将电能与电场能量相互转化的二端元件，可以说电容是一种储能电场能量相互转化的二端元件，可以说电容是一种储能元件。在更多情况下是与其他元器件构成功能丰富的电元件。在更多情况下是与其他元器件构成功能丰富的电路。电容在电路中用路。电容在电路中用C C表示，电容的国际单位是法拉，表示，电容的国际单位是法拉，用字母用字母F F表示，法拉是一个很大的单位，主要使用毫法表示，法拉是一个很大的单位，主要使用毫法(mF)(mF)、微法（、微法（F F）、那法）、那法(nF)(nF)、皮法、皮法(pF)(pF)；它们间的换；它们间的换算关系是：算关系是：2.2 2.2 电容电容2.22.2电容电容 2 2、功能、功能 提高功率因数：在电力系统中并联电容；提高功率因数：在电力系统中并联电容；振荡：在电子电路中加电容构成振荡：在电子电路中加电容构成RCRC和和LCLC振荡振荡电路产生正弦波；电路产生正弦波；滤波：在电子电路中并联电容以滤除干扰信滤波：在电子电路中并联电容以滤除干扰信号；号；相移：在电子电路串并联电容使输入和输出相移：在电子电路串并联电容使输入和输出信号产生一定的相位移；信号产生一定的相位移；旁路：在电子电路并联电容防止放大倍数的旁路：在电子电路并联电容防止放大倍数的减小；减小；耦合：在电子电路串联电容以隔直通交。耦合：在电子电路串联电容以隔直通交。3 3、主要性能指标、主要性能指标 1 1）额定工作电压）额定工作电压 在规定的环境温度范围内，电容上可长期连续施加的最在规定的环境温度范围内，电容上可长期连续施加的最大电压有限值。使用时不允许电路的工作电压超过电容大电压有限值。使用时不允许电路的工作电压超过电容器的耐压，否则电容器就会击穿。一般无极电容的标称器的耐压，否则电容器就会击穿。一般无极电容的标称耐压值比较高有：耐压值比较高有：63V63V、100V100V、160V160V、250V250V、400V400V、600V600V、1000V1000V等。有极电容的耐压相对比较低，一般标等。有极电容的耐压相对比较低，一般标称耐压值有：称耐压值有：4V4V、6.3V6.3V、10V10V、16V16V、25V25V、35V35V、5OV5OV、63V63V、80V80V、100V100V、220V220V、400V400V等。等。2 2）标称容量）标称容量 标称在电容上的容量称为标称容量。单位是法拉（标称在电容上的容量称为标称容量。单位是法拉（F F），），常用单位：毫法常用单位：毫法(mF)(mF)、微法（、微法（F F）、那法）、那法(nF)(nF)、皮法、皮法(pF)(pF)。2.2 2.2 电容电容2.22.2电容电容 3 3）允许误差）允许误差电容器实际容量对于标称容量的最大允许偏差范围，电容器实际容量对于标称容量的最大允许偏差范围，它表示产品的精度，允许误差的等级如表它表示产品的精度，允许误差的等级如表2-12-1所示。所示。表表2-4 2-4 允许误差的等级表允许误差的等级表符号符号FGJKLMFGJKLM允许误差允许误差4 4）电容器的频率特性）电容器的频率特性频率特性是指电容器在交流电路工作时（高频情况频率特性是指电容器在交流电路工作时（高频情况下），其电容量等参数随电场频率而变化的性质。下），其电容量等参数随电场频率而变化的性质。电容在高频电路工作时，随频率的升高，介电常数电容在高频电路工作时，随频率的升高，介电常数减小，电容量减小，电损耗增加，并影响其分布参减小，电容量减小，电损耗增加，并影响其分布参数等性能。数等性能。表表2-4 2-4 允许误差的等级表允许误差的等级表2.2 2.2 电容电容 4 4）电容器的频率特性）电容器的频率特性 频率特性是指电容器在交流电路工作时（高频情况下），频率特性是指电容器在交流电路工作时（高频情况下），其电容量等参数随电场频率而变化的性质。电容在高频其电容量等参数随电场频率而变化的性质。电容在高频电路工作时，随频率的升高，介电常数减小，电容量减电路工作时，随频率的升高，介电常数减小，电容量减小，电损耗增加，并影响其分布参数等性能。小，电损耗增加，并影响其分布参数等性能。2.2 2.2 电容电容 2.2.2 2.2.2电容的型号命名方法电容的型号命名方法 国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）。依次分别代表名称、材料、分类可变、真空电容器）。依次分别代表名称、材料、分类和序号。和序号。第一部分：名称，用字母表示，电容器用第一部分：名称，用字母表示，电容器用C C；第二部分：材料，用字母表示；第二部分：材料，用字母表示；第三部分：分类，一般用数字表示，个别用字母表示；第三部分：分类，一般用数字表示，个别用字母表示；第四部分：序号，用数字表示。第四部分：序号，用数字表示。各部分的确切含义如表各部分的确切含义如表2-52-5、2-62-6所示所示 2.2 2.2 电容电容 表表2-5 2-5 用字母表示产用字母表示产品的材料品的材料2.2 2.2 电容电容 表表2-6 2-6 用数字表示产品用数字表示产品分类分类2.2 2.2 电容电容 例如，例如，CCW1CCW1表示圆片型微调瓷介电容；表示圆片型微调瓷介电容；CL21CL21表示聚酯膜表示聚酯膜介质电容；介质电容；CD11CD11表示铝电解电容。表示铝电解电容。2.2 2.2 电容电容 2.2.3 2.2.3电容容量的标注方法电容容量的标注方法 1 1、直标法：直接将电容的容量、耐压和误差等标注在、直标法：直接将电容的容量、耐压和误差等标注在电容器的外壳上，如图电容器的外壳上，如图2-12-1所示。所示。图图2-18 2-18 电容的直接法标注电容的直接法标注2.2 2.2 电容电容 命名含义：命名含义：C C电容电容-BB-BB聚苯乙烯聚苯乙烯-1-1非封闭型非封闭型-2-2序号序号-1F1F容量容量-220V-220V耐压耐压-5%-5%误差。当容量器所标容量没有单误差。当容量器所标容量没有单位时，容量按如下原则：位时，容量按如下原则：容量数值在容量数值在1 1104104之间时，读作皮法，例如：之间时，读作皮法，例如：470470读读作作470pF470pF；容量大于容量大于104104时，读作微法，例如：时，读作微法，例如：2200022000读作读作0.022F0.022F。2 2、文字法、文字法 1 1）数字和字母相结合，如）数字和字母相结合，如10p10p代表代表10pF10pF，4.74.7表示表示4.7F4.7F。其特点是省略其特点是省略F F，小数点部分用，小数点部分用p p，n n，u u，m m表示。表示。2 2）三位数表示，第一第二位为有效数字位，第三位为）三位数表示，第一第二位为有效数字位，第三位为倍率，表示有效数字后的零