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1元件认识

第一章:

元件认识

开关电源（SPS）是由众多的元器件构成,因此,要了解开关电源的原理,学会看电路图.首先必须掌握元器件的主要性能,结构,工作原理,电路符号,参数标准方法和质量检测方法,本章将作逐一介绍.

1.电阻器

电阻器简称电阻,英文Resistor

1.

电路符号和外形.

（a）（b）（c）

（a）国外电阻器电路符号.（b）国内符号.（c）色环电阻外形

2.电阻概念:

电阻具有阻碍电流的作用.公式R=U/I常用单位为欧姆（Ω）,千欧（KΩ）

和兆欧（MΩ）.

1MΩ=10KΩ=10Ω

3.种类

电阻器的种类有:

碳膜电阻,金属氧化膜电阻,绕线电阻,贴片电阻,可调电阻,水泥电阻.

4.性能参数

（1）标称阻值与允许误差

（2）额定功率:

指在特定（如温度等）条件下电阻器所能承受的最大功率,当超过此功率,电阻器会过热而烧坏.

（3）电阻温度系数

5.标注方法:

（1）直标法

（2）色标法

色标法是用色环或色点来表示电阻的标称阻值,误差.色环有四道环和五道环两种.读色环时从电阻器离色环最进的一端读起,在色标法中,色标颜色表示数字如下:

颜色

黑

棕

红

橙

黄

绿

蓝

紫

灰

白

金

银

数字

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

-1

-2

四色环中,第一,二道色环表示标称阻值的有效值,第三道色环表示倍

数,第四道色环表示允许偏差,五色环中,前三道表示有效值,第四到为倍数,第五道为允许误差.精密电阻常用此法.

例1:

有一电阻器,色环颜顺序为:

棕,黑,橙,银,则阻值为:

10X10±10%（Ω）

二:

电容器英文Capacitor

1.电路符号

（a）（b）

（a）,（b）分别表示为无极性,有极性的电容器的电路符号.

2.电容慨念

电容器是储存电荷的容器.电容器的容量C由下式决定:

C=Q/U=ΣS/4πd,单位法拉（F）.

3.种类

电容器可分为:

陶瓷电容,电解电容,安规电容,贴片电容,塑胶电容.

4.主要性能参数

（1）标准容量及允许偏差

（2）额定电压

（3）损耗系数DF值

DF=P耗/P总

P耗为充放电损耗功率,P总为充放电总能量.

（4）温度系数

5.标注方法

（1）直标法

（2）色标法:

类似电阻器之色标法,三色环无偏差表示,单位PF

三.电感器（英文Choke即线圈）

1.电路符号

（普通电感无极性）

2.主要参数

（1）电感量及允许偏差

（2）质量因子（Q值）

感抗xL=WL=2πfLQ=2πfL/RQ即为质量因子

3.种类

可分为固定电感器,带磁心电感线圈,可变电感器

四.半导体二极管（英文Diode）

DIODE

Test#

Description

1

VF

Forwardvoltage

2

IR

Reversecurrentleakage

3

BVR

Breakdownvoltage

1.电路符号

2.单向导电性

二极管只能一个方向流过电流,即电能只能从它正极流向负极.在正常情况下,硅管的正向压降为0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V,即二极管正向压降基本保持不变,当外加正向电压达到一定程度,二极管正向电流会很大,将烧坏二极管.当加在二极管上的反向电压小于一个临界值时,二极管的反向电流很小,即反向时二极管的内阻很大,相当于二极管截止.当二极管的反向电压大于临界值时,二极管会反向击穿.

3.结构

是由一个P型半导体和一个N型半导体构成,组成一个PN结,PN结具有单向导电性.

4.种类

（1）普通二极管

（2）发光二极管（3）稳压二极管（4）变容二极管

5.主要参数

（1）最大平均整流电流IF:

表征二极管所能流过的最大正向电流.在一

个周期内的平均电流值不能超过IF,否则二极管将会烧坏.

（2）最大反向工作电压VR

（3）反向电流IR:

是在最大反向工作电压下的二极管反向电流值

（4）工作频率:

表示二极管在高频下的单向导电性能.

五.稳压二极管

ZENER

Test#

Description

1

VF

Forwardvoltage

2

BVZ

MinimumZenervoltage.（Usetest#5）

3

BVZ

MaximumZenervoltage.（Usetest#5）

4

IR

Reversecurrentleakage

5

BVZ

BVzwithprogrammablesoak

6

ZZ

1KHzZenerImpedance（requiresZZ-1000orModel5310）

I

i

1.电路符号

（图一）（图二）

2.稳压原理

从（图二）稳压特性曲线可以看出,当稳压管反向击穿后,流过二极管的工作电流发生很大变化时,稳压二极管的电压降压V2基本不变,所以稳压管稳压就是利用二极管两端的电压能稳定不变的特性.若加在稳压管上的反向电压小于反向击穿电压值,那么稳压管处于截止状态,即开路.

3.主要参数

（1）稳定电压

（2）稳定电流:

稳压管工作对参考电流值,电流小于该值,稳压效果会略差

些.

（3）额定功率损耗

（4）电压温度系数

（5）动态电阻

六.半导体三极管（又称晶体三极管）

TRANSISTOR

Test#

Description

1

hFE

Forward-currenttransferratio

2

VBE

Baseemittervoltage（seealsoAppendixF）

3

IEBO

Emittertobasecutoffcurrent

4

VCESAT

Saturationvoltage

5

ICBO

Collectortobasecutoffcurrent

6

ICEO

Collectortoemitercutoffcurrent

ICER,

withbasetoemiterload,

ICEX,

reversebias,or

ICES

short（seealsoAppendixF）

7

BVCEO

Breakdownvoltage,collectortoemitter,

BVCER

withbasetoemiterload,

BVCEX

reversebias,or

BVCES

short（seealsoAppendixF）

8

BVCBO

Breakdownvoltage,collectortobase

9

BVEBO

Breakdownvoltage,emittertobase

10

VBESAT

Baseemittersaturationvoltage

1.电路符号

（a）NPN（b）PNP

2.结构集电极

（a）NPN

结构如上图.三极管是由三块半导体组成,构成两个PN结,即集电结和发射结,基结3个电极,分别是集电极,基极,发射极,管子中工作电流有集电极电流Ic,基极电流Ib,发射极电流Ie,Ie=Ib+IcIc=βIb,β为三极管电流放大倍数.

3.工作原理

（1）NPN

（2）PNP（3）共发射极输出特性曲线

（1）放大区发射结正偏,集电结反偏,E1>E2,即NPN型三极管Vc>Vb>Ve,

PNP型三极管Vc

（2）截止

Ib≦0的区域称截止区,UBE<0.5V时,三极开始截止,为了截止可靠,常使UBE≦0,即发射结零偏或反偏,截止时,集电结也反向偏置.

（3）饱和区

当VCE

饱和压降UCE（sat）,小功率硅管UCE（sat）≒0.3V,锗管UCE（sat）≒0.1V

4.主要参数

（1）

共发射极直流电流放大系数β,即Hfe,β=IC/IB

（2）共发射极交流电流放大系数β.β=ΔIC/ΔIB

（3）集电极,基极反向饱和电流ICBO

（4）集电极,发射极反向饱和电流ICEO,即穿透电流

（5）集电极最大允许功耗PCM

（6）集电极最大允许电流ICM

（7）集电极,基极反向击穿电压U（BR）CBO

（8）发射极,基极反向击穿电压U（BR）CBO

（9）集电极,发射极反向击穿电压U（BR）CBO

七.可控硅（英文简称SCR,也叫晶闸管）

SCR

Test#

Description

1

IGT

Gate-triggercurrent

2

IGKO

Reversegatecurrent

5

VGT

Gate-triggervoltage

6

BVGKO

Reversegaetbreakdownvoltage

7

IDRM

ForwardBlockingcurrent

8

IRRM

ReverseBlockingcurrent

9

IL

Latchingcurrent

11

IH

Holdingcurrent（seealsoAppendixF）

13

VTM

Forwardonvoltage

15

VDRM

Forwardblockingvoltage

16

VRRM

Reverseblockingvoltage

1.电路符号

AK

阳极G控制极阴极

2.工作原理

（1）在阳,阴极间加上一个正电压,再在控制极和阴极之间加上正电压,可控硅导通.

（2）可控硅导通后,去掉控制极上的电压,可控硅仍然导通,所以控制极上的电压称为触发电压.

（3）导通后,UAK=0.6~1.2V

（4）要使导通的可控硅截止,得降低UAK,同时阳极电流也下降,当阳极电流小于最小维持电流IH时,可控硅仍能截止.

3.主要参数

（1）正向转折电压UB0,指在控制极开路,使可控硅导通所对应的峰值电压

（2）通态平均电压UF,约为0.6~1.2V

（3）擎住电流Ica—由断态至通态的临界电流.

（4）维持电流IH:

从通态至断态的临界电流

（5）控制极触发电压UG,一般1~5V

（6）控制极触发电流一般为几十毫安至几百毫安.

八.变压器

变压器是变换电压的器件

1.电路符号

..

L1L2

（a）

（a）图中是带铁芯（或磁芯）的变压器的符号,它有两组线圈L1,L2,其中L1为初级,L2为次级.圈中黑点表示线圈的同名端,它表明是同名端的两端上的信号相位是同样的.

1.结构

构成变压器的部件一般有初级线圈,次级线圈.铁芯线圈骨架,外壳等组成.为了防潮,绝缘,坚固,有时还泡有凡尼水.铁芯是用来提供磁路的.3.工作原理

当给初级通入交流电时,交流电流流过初级,初级要产生交变磁场,这一交变磁场的变化规律与输入初级的交流电变化规律一样.初级的交变磁场作用于次级线圈.次级线圈由磁励电,在次级两端便有感生电压,这样初级上的电压便传输到次级了.

4.主要参数

（1）变匝比:

变压器初级匝数为N1,次级匝数为N2,在初级上加信号电压为U1,次级上的电压为U2,则有下式成立:

U2/U1=N2/N1=NN为变压器的变压比

（2）效率

是在额定负载时,输出功率与输入功率之比值,

即η=Po/Pi*100%

（3）电压,电流的关系

若η=100%,则有P2=P1,式中:

P2为输出功率,P1为输入功率.因此有:

U2/U1=I1/I2=N2/N1=N

九.光电藕合器（英文PHOTOCOUPLE）

PHOTOCOUPLER

Test#

（RequiresOptoAdapter）

1

LCOFF

Collectortoemitterdarkcurrent

2

LCBO

Collectortobasedarkcurrent

3

BVCEO

Breakdownvoltage,collectortoemitter

4

BVCBO

Breakdownvoltage,collectortobase

5

HFE

Forwardcurrenttransferratio,transistor

6

VCESAT

Saturationvoltage,basedriven

7

IR

Reversecurrent

8

VF

Forwardvoltage

9

CTR

Currenttransferratio,coupled

10

VSAT

Saturationvoltage,coupled

光电藕合器主要由两个元件组成,一个发光二极管（LED）,另一个是光

敏器件,它可以是光电池,光敏三极管,光敏单向可控硅等器件.

1.电路符号

2.工作原理

当有电流流过LED时,便产生一个光源,光的强度取决于激励电流的强度,此光源照射到封装在一起的光敏三极管上后,光敏三极管产生一个与LED正向电流成正比例,该比例称为CTR,即电流传输比.

IF

ICIC/IF=CTR

十.场效应管

JEFT

Test#

Description

1

VGSOFF

Gatetosourcecutoffvoltage.

2

lDss

Zerogatevoltagedraincurrent.

3

BVDGO

Draintogatebreakdownvoltage.

4

IGSS

Gatereversecurrent.

5

IDGO

Draintogateleakage.

6

IDOFF

Draincut-offcurrent.

7

BVGSS

Gatetosourcebreakdownvoltage.

8

VDSON

Draintosourceon-statevoltage.

场效应管是一种由输入信号电压来控制其输出电流大小的半导体

三极管,是电压控制器件,输入电阻非常高.

场效应管分为:

结型场效应管（JFET）和绝缘珊场效应管（IGFET）两

大类.

结型应管

1.结型场效应管有N型和P型沟道两种,电路符号如下

dd结型场效应管有三极:

珊极

gg源极

N型sP型s漏极

二.工作原理

结型场效应管有两个PN结,在珊源极上加一定电压,在场效应管内部会形成一个导电沟道,当d,s极间加上一定电压时,电流就可以从沟道中流过,即通过源电压来改变导电沟道电阻,实现对漏极电流的控制.

三.结型场效应管的主要参数

1.夹断电压UDS（off）,当UDS等于某一个定值（10v）,使Id等于某一

个微小电流（如50uA）时,源极间所加的UGS即为夹断电压.

UDS（off）一般为1~10V

2.饱和漏极电流IDS:

当UGS=0时,场效应管发生预夹断时的漏极电

流.

3.直流输入电阻RGS

4.低频跨导GM

5.漏源击穿电压U（BR）DS

6.珊源击穿电压U（BR）GS

7.最大耗散功率PDM

绝缘珊场效应管

MOSFET

Test#

Description

1

VGSTH

Thresholdvoltag

2

IDss

Zerogatevoltagedraincurrent.

lDSx

withgatetoSourcereversebias.

3

BVDss

DraintoSourcebreakdownvoltage.

4

VDSON

DraintoSourceon-statevoltage.

5

IGSSF

GatetoSourceleakagecurrentforward.

6

IGSSR

GatetoSourceleakagecurrentreverse.

7

VF

Diodeforwardvoltage.

8

VGSF

GatetoSourcevoltage（forward）

requiredforspecifiedInatspecifiedVos.

（seeSISQAppendixF）

9

VGSR

GatetoSourcevoltage（reverse）

requiredforspecifiedIDatspecifiedVDS.

（seealsoAppendixF）

10

VDSON

On-statedraincurrent

11

VGSON

On-stategatevoltage

一.结构和符号

它是由金属氧化物和半导体组成,故称为MOSFET,简称MOS管,其工作原理类似于结型场效应管.

符号和极性

diDiD

gb

ss

（1）增强型NMOS

（2）增强型PMOS

iDiD

g

（3）耗尽型NMOS（4）耗尽型PMOS

二.主要参数

1.漏源击穿电压BVDS

2.最大漏极电流IDMSX

3.阀值电压VGS（开启电压）

4.导通电阻RON

5.跨导（互导）（GM）

6.最高工作濒率

7.导通时间TON和关断时间

十一.集成电路（英文IntegratedCircuit缩写为IC）

集成电路按引脚分别为:

单列集成电路,双列集成电路,园顶封装集成电路,四列集成电路,反向分布集成电路.

下列介绍几种IC

（一）.TL431它是一个基准电压稳压器电路,电路符号如图:

阴极（K）

参考输入端®

（a）阳极（A）

TL431内部结构如图（b）,其内部有一个2.5V的基准电压,当UR>2.5时,

K,A极处于导通状态,当UR<2.5V时,K,A极截止.

+K

R-

A

（b）

（二）.PWM开关电源的集成电路（IC）片

1.DNA1001DP

共16Pin,各Pin功能如下:

1）.CS此脚做为电流模式控制,当此脚电压超过1.0V时,IC失去作用

2）.GND电源地

3）.DRIVE驱动MOSFET管的输出（方波输出）

4）.VCC电源

5）.UREF+5V参考电压

6）.RT/CT此脚接RT到Pin5接CT到地,从而设定振荡频率与最大占空比.

7）.FM接电容到地,则会影响振荡频率,并且减少传导与辐射的电磁干

扰,街地则无此功能.

8）.COMP内部此脚接到电流比较器上,外部电路此脚一般接到光耦合器的

集电极端做回授之用.

9）.SS接一个电容到地.,可达到柔和起动功能.

10）.FAULT此脚电压超过2.5V,则IC失去作用,一般此脚作保护作用.

11）.BROWNOUT此脚用来感应BULKCAPACTIOR上电压,若电压小于2.5V

则IC失去作用.

12）.REX此脚接一个电阻到地,用来作为电流产生器.

13）.ADC此脚用来限制占空比,当此脚电压高于2.5V时,占空比控比例开

始减少.当V=1.5V时,占空比减少到最大占空比的65%.

14）.POCP接一个电容到地,将提供OCP功能,当此脚有一连串1.2V臃冲

时,此IC失去功能.

15）CSLOPE此脚为振荡电路做电压补偿.

160.GND信号地.

2.UC3842

（1）UC3842有8个Pin,其各Pin功能如下:

1）.内部误差放大器输出端

2）.反馈电压输入端

3）.电压供电端,当该脚电压超过1V时,6脚无臃冲输出

4）.接KT,CT产生f=1/RTG的振荡信号

5）.GND

6）.Drive,驱动臃冲输出

7）.Vcc

8）.+5v参考电压,由IC的内部产生

（2）使UC3842输出端关闭的方法有三:

1）.关掉Vcc

2）.将3脚电压升至1V以上

3）.将1脚电压降至1V以下

UC3843的7脚为电压输入端,其启动电压范围为16V~34V,若电源起动时Vcc<16V,则8脚无+5V基准电压.

3.TL494

TL494有16Pin,各Pin功能如下:

1）采样电压

2）从14脚分压得2.5V标准电压

3）接阻容电路,作消振校正用

4）死区时间控制输入端,该脚电平升高,死区时间达到最大,使IC输出驱

动脉冲最窄

5）CT

6）RT

7）GND

8）Drive驱动脉冲输出

9）Drive驱动脉冲输出

10）Drive驱动脉冲输出

11）Drive驱动脉冲输出

12）Vcc

13）输出方式控制,该脚接地,内部触器发失去作用

14）+5v参考电压

15）同相端

16）反相端

17）16Pin通常作回授用

（三）UC3854AN

UC3854是功率因数校正器（PFC）的集成电路,它有16个Pin,其各脚功能如下:

1）GND接地端

2）PKLMT峰值限制端,接电流检测电阻的电压负端,当电流峰值过高时,

电路将被关闭.

3）CAOUT电流放大器CA输出端

4）ISENSE电刘检测端,内部接CA输入负端,外部经电阻接电流检测电组

的电压正端

5）MultOut乘法器输出端,即电流检测另一端,内