項目三 汽車交直流電路

汽車電工電子教材項目三

汽車交直流電路項目三汽車交直流電路項目描述

汽車上普遍采用的是低壓直流12V電源作為整車電器系統(tǒng)的供電，發(fā)電機(jī)是汽車電器系統(tǒng)的主要電源，由汽車發(fā)動機(jī)驅(qū)動。發(fā)電機(jī)正常工作時，對除起動機(jī)以外的所有用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電以補(bǔ)充蓄電池在使用中所消耗的電能。汽車在很多附件開啟時行駛，蓄電池就會耗盡，客戶更換了蓄電池，但行駛幾個小時后故障重新出現(xiàn)，是什么原因？本項目我們學(xué)習(xí)汽車交直流電路基礎(chǔ)知識、基本電路組成和工作原理、電路相關(guān)參數(shù)及檢測方法，典型充電系統(tǒng)電路，為后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。11月302學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知☆學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)1.了解正弦交流電是怎么產(chǎn)生的2.認(rèn)識正弦量的基本特征和正弦量的相量表示3.掌握正弦量的三要素，交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)技能目標(biāo)1掌握正弦量的三種表示方法2.掌握交流發(fā)電機(jī)工作特性3.掌握交流發(fā)電機(jī)主要構(gòu)成元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)素質(zhì)目標(biāo)1.規(guī)范課堂6S管理

2.養(yǎng)成團(tuán)隊協(xié)作的好習(xí)慣

3.養(yǎng)成獨(dú)立思考問題的好習(xí)慣11月303學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知學(xué)習(xí)任務(wù)導(dǎo)入在現(xiàn)代汽車中，普遍采用的是交流發(fā)電機(jī)，這是因為交流發(fā)電機(jī)能在更低的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生足量的電流。當(dāng)電器附件載荷高，而發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，導(dǎo)體切割磁場的速度是非常重要的，交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的是正弦交流電，什么是正弦交流電？你知道交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)嗎？汽車交流發(fā)電機(jī)是如何把交流電變換成直流電的？11月304學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知學(xué)習(xí)內(nèi)容引導(dǎo)

11月305學(xué)習(xí)任務(wù)一交直流電機(jī)認(rèn)知11月30引導(dǎo)問題1：什么是弦交流電？正弦交流電是怎么產(chǎn)生的？

圖3-1正弦交流電的產(chǎn)生6學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知11月30圖3-2正弦交流電7學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知引導(dǎo)問題2：正弦量的基本特征是什么？

11月30正弦交流電壓、正弦交流電流及正弦交流電動勢等物理量，統(tǒng)稱為正弦交流量，簡稱正弦量。每一個正弦量都具有如下共同的基本特征：（1）瞬時值、最大值和有效值8學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知（2）周期、頻率和角頻率11月30電網(wǎng)頻率：我國50Hz，美國、日本60Hz9學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知（3）相位、初相位和相位差

相位：正弦量表達(dá)式中的角度初相：t=0時的相位相位差：兩個同頻率正弦量的相位之差，其值等于它們的初相之差。如相位差為：11月3010學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知11月30引導(dǎo)問題3：什么是正弦量的三要素？以正弦電流為例Im——最大值（幅值）,決定大小ω——角頻率,決定變化快慢θ——初相角,決定初始值(t=0)最大值（幅值）、角頻率、初相角稱為正弦交流電的三要素。11學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知11月30引導(dǎo)問題4：什么是正弦量的向量表示相量以坐標(biāo)原點(diǎn)0為端點(diǎn)做一條有向線段，線段的長度為正弦量的最大值，相量的起始位置與x軸正方向的夾角為正弦量的初相位，它以正弦量的角頻率為角速度，繞原點(diǎn)0逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則在任何一瞬間，相量在縱軸上的投影就等于該時刻正弦量的瞬時值。如圖3-3如圖3-312學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

用相量表示電動勢、電壓、電流即為圖3-4為正弦量的三角函數(shù)式與相量的表達(dá)方式關(guān)系。如圖3-4注意：①只有正弦量才能用相量表示，相量不能表示非正弦量②相量只是表示正弦量，而不等于正弦量③只有同頻率的正弦量才能畫在同一相量圖上，不同頻率的正弦量不能畫在同一個相量上，否則無法比較與計算。④相量的加、減運(yùn)算服從平行四邊形法則11月3013學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

引導(dǎo)問題5：什么是三相對稱交流電源?三相交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的?11月30一、三相對稱交流電源對稱的三相交流電源是由３個同頻率、同振幅、初相位互差120°的正弦電源，按一定方式（星形或三角形）連接組成的供電系統(tǒng)，如圖3-5所示。圖3-5對稱交流電源的星形聯(lián)結(jié)和三角形連接14學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知二、三相交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

目前汽車采用的是硅整流發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速高于怠速轉(zhuǎn)速時，向起動機(jī)以外的用電設(shè)備供電，同時還向蓄電池充電。按總體結(jié)構(gòu)不同，交流發(fā)電機(jī)可分為普通式和整體式兩種。普通式是指交流發(fā)電機(jī)和整流器集成在一起組成的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，而整體式交流發(fā)電機(jī)是由交流發(fā)電機(jī)、整流器和電壓調(diào)節(jié)器集成在一起組成的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。因為二者的基本組成是相同的，因此為簡單起見，以普通式交流發(fā)電機(jī)為例進(jìn)行討論。汽車交流發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、定子、整流器和整流板（或稱元件板、散熱板）、前后端蓋、電刷裝置、風(fēng)扇等組成。圖3-6是國產(chǎn)JF系列硅整流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。11月30圖3-6國產(chǎn)JF系列硅整流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。15學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知轉(zhuǎn)子是磁極部分，轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生磁場，由爪極、勵磁繞組（磁場繞組）、轉(zhuǎn)軸、滑環(huán)等組成。如圖3-711月30圖3-7轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖爪極：有兩塊，每塊有6個鳥嘴形磁極，裝在轉(zhuǎn)軸上，爪極間的空腔內(nèi)裝有鐵心線圈。勵磁繞組：繞在鐵心上，鐵心壓裝在兩塊爪極之間的轉(zhuǎn)軸上。16學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知滑環(huán)：由相互絕緣的兩個銅環(huán)組成，壓裝在轉(zhuǎn)軸一端并與轉(zhuǎn)軸絕緣。勵磁繞組的兩端分別從內(nèi)側(cè)爪極的兩個小孔中引出，其中一端焊在內(nèi)側(cè)滑環(huán)上，另一端焊接在外側(cè)滑環(huán)上，兩個銅環(huán)分別與發(fā)電機(jī)的兩個電刷接觸。當(dāng)兩個電刷與直流電源接通時，勵磁繞組便有電流通過，并產(chǎn)生軸向磁通，使一塊爪極磁化為N極，另一塊為S極，形成6對相互交錯的磁極，如圖3-8.11月30圖3—8轉(zhuǎn)子滑環(huán)定子：定子是發(fā)電機(jī)的電樞部分，作用是產(chǎn)生三相交流電動勢，由鐵心和三相電樞繞組組成。鐵心：環(huán)狀硅鋼片疊成，內(nèi)圓開槽，放置三相繞組。17學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知三相電樞繞組：對稱繞組，連成星形并引出4個端子，三相繞組各引一個，中性點(diǎn)引出一個。

11月30圖3—9交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)18學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知整流器整流器的作用是將電樞繞組產(chǎn)生的三相交流電變換為直流電，一般由3只正極管和3只負(fù)極管組成。如圖3-1011月30圖3—10整流器19學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知正極管：引出極是正極，管殼為負(fù)極，管殼底部一般涂有紅色標(biāo)記。在負(fù)極搭鐵的交流發(fā)電機(jī)中，3只正極管的負(fù)極壓裝在整流板的座孔內(nèi)，組成發(fā)電機(jī)的正極，正極接線柱用“B”（“+”、“電樞”等字樣）標(biāo)記。負(fù)極管：引出極是負(fù)極，管殼為正極，管殼底部涂有黑色標(biāo)記。3只負(fù)極管的正極壓裝在后端蓋的座孔內(nèi)組成發(fā)電機(jī)的負(fù)極，標(biāo)記為“E”（“-”）。將三只正極管的正極與三只負(fù)極管的負(fù)極一一對應(yīng)連接，就組成了三相橋式整流電路，如圖3-11所示，它將三相繞組的交流電變換為12伏的直流電。11月30圖3-1120學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知端蓋與電刷裝置前后端蓋：一般由鋁合金鑄成，因為鋁合金為非導(dǎo)磁材料，可減少漏磁，并具有重量輕、散熱性好的優(yōu)點(diǎn)。在前后端蓋的軸承孔內(nèi)嵌有鋼套，以提高軸承孔的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性。電刷裝置：安裝在后端蓋上，電刷的作用是將外電源引入轉(zhuǎn)子繞組，使轉(zhuǎn)子繞組中有電流流過。包括電刷、電刷架和電刷彈簧。電刷裝在刷架內(nèi)，靠彈簧的壓力與轉(zhuǎn)子軸上的滑環(huán)保持接觸，為發(fā)電機(jī)的勵磁繞組提供電流。兩只電刷裝在電刷架的方孔內(nèi)，利用彈簧的壓力使其與集電環(huán)保持良好的接觸。電刷與電刷架的結(jié)構(gòu)有外裝式和內(nèi)裝式兩種，其構(gòu)造如圖3-12所示。11月30圖3-12電刷與電刷架的結(jié)構(gòu)21學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

11月30引導(dǎo)問題6：三相交流發(fā)電機(jī)的工作原理是怎樣的？工作特性如何？三相交流電動勢的產(chǎn)生由蓄電池經(jīng)電刷通過滑環(huán)將直流電壓加至轉(zhuǎn)子繞組，于是轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生軸向磁場，兩個爪極得到磁化，一塊爪極為“N”極，另一塊爪極為“S”極。發(fā)動機(jī)通過帶輪帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。三相繞組切在旋轉(zhuǎn)磁場中作切割磁力線運(yùn)動，產(chǎn)生三相電動勢。由于三相繞組是對稱的，所以產(chǎn)生的電動勢也是對稱電動勢.如圖3-13圖3-1322學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

11月30上式中23學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

11月30整流原理和過程在交流發(fā)電機(jī)中，整流器是利用硅二極管的單相導(dǎo)電性能進(jìn)行整流的。在圖中所示的三相橋式全波整流電路中，3個正二極管的正極引出線分別同3相繞組的首端相連，在某一瞬間，只有與電位最高的一相繞組相連的正二極管導(dǎo)通。同樣，3個負(fù)二極管的引出線也同三相繞組的首端相連，在同一瞬間，只有與電位最低的一相繞組相連的負(fù)二極管導(dǎo)通。這樣反復(fù)循環(huán)，6只二極管輪流導(dǎo)通，在負(fù)載兩端便得到一個較平穩(wěn)的脈動的直流電壓。如圖3-14圖3-14整流原理24學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知

交流發(fā)電機(jī)的勵磁方式

交流發(fā)電機(jī)發(fā)電時，需由蓄電池供給勵磁電流，此時為他勵。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到蓄電池電壓時，即由發(fā)電機(jī)自己供給勵磁電流，也就是由他勵轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣睢?/p>

由于交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的爪極剩磁較弱，所以發(fā)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，加在硅二極管上的正向電阻較大，較弱的剩磁產(chǎn)生的很小的電動勢很難克服二極管的正向電阻，致使發(fā)電機(jī)正向電壓不能迅速建立起來，這樣，發(fā)電機(jī)低速充電的要求就不能滿足。因此，汽車上發(fā)電機(jī)必須與蓄電池并聯(lián)，開始由蓄電池向勵磁繞組供電，使發(fā)電機(jī)電壓很快建立起來并轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣顮顟B(tài)，蓄電池被充電的機(jī)會就多一些，有利于蓄電池的使用和維護(hù)。11月3025學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知11月30圖3-15交流發(fā)電機(jī)的輸出特性測試電路26學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知交流發(fā)電機(jī)輸出特性曲線表明：（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很低時，發(fā)電機(jī)端電壓低于額定電壓，發(fā)電機(jī)不能向外供電。當(dāng)轉(zhuǎn)速到達(dá)空載轉(zhuǎn)速n1時，電壓達(dá)到額定值；當(dāng)轉(zhuǎn)速高于空載轉(zhuǎn)速n1時，發(fā)電機(jī)才有能力在額定電壓下向外供電。（2）轉(zhuǎn)速超過n1時，發(fā)電機(jī)的輸出電流I隨著轉(zhuǎn)速的升高，隨著電阻R的減小而升高。轉(zhuǎn)速等于n2時，發(fā)電機(jī)輸出額定功率。額定功率為額定電壓與額定電流之積。（3）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時，其輸出電流不再隨轉(zhuǎn)速的升高而升高，也不再隨負(fù)載電阻的減小而升高，這時的電流值稱為發(fā)電機(jī)的最大輸出電流或限流值。11月30圖3-16交流發(fā)電機(jī)的輸出特性27學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知空載特性發(fā)電機(jī)空載時，發(fā)電機(jī)端電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系稱為空載特性。即I=0時，U=f(n)的函數(shù)關(guān)系，如圖3-17所示。從曲線可以看出，隨著轉(zhuǎn)速的升高，端電壓上升較快，由他勵轉(zhuǎn)入自勵時，即能向蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電，進(jìn)一步證實了低速充電性能好的優(yōu)點(diǎn)?？蛰d特性是判斷硅整流發(fā)電機(jī)性能是否良好的重要依據(jù)11月30圖3-17交流發(fā)電機(jī)的空載特性28學(xué)習(xí)任務(wù)一交流發(fā)電機(jī)認(rèn)知外特性轉(zhuǎn)速一定時，發(fā)電機(jī)端電壓與輸出電流的關(guān)系稱為外特性。即n為常數(shù)時，U=f(I)的函數(shù)關(guān)系。經(jīng)不同的恒定轉(zhuǎn)速試驗后，可得一組相似的外特性曲線族，如圖3-18所示。從圖中可看出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，端電壓也越高，輸出電流也越大。當(dāng)保持任一轉(zhuǎn)速時，端電壓均隨輸出電流的增大而下降。由于端電壓受轉(zhuǎn)速和負(fù)載變化的影響，交流發(fā)電機(jī)必須配用電壓調(diào)節(jié)器才能保持電壓的恒定。11月30圖3-18發(fā)電機(jī)的外特性29學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路☆學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)

1.理解二極管的特性曲線2.掌握汽車發(fā)電機(jī)交流電整流過程3.掌握流電路波形變換過程技能目標(biāo)

1.掌握二極管的檢測方法2.掌握二極管基本電路的分析方法3.掌握各種二極管電路的分析和故障排除素質(zhì)目標(biāo)

1.規(guī)范課堂6S管理

2.養(yǎng)成團(tuán)隊協(xié)作的好習(xí)慣

3.養(yǎng)成獨(dú)立思考問題的好習(xí)慣11月3030學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路學(xué)習(xí)任務(wù)導(dǎo)入二極管是最常用的半導(dǎo)體器件之一，它具有單向?qū)щ娦?。半?dǎo)體器件是近代電子學(xué)的重要組成部分。由于半導(dǎo)體器件具有體積小、重量輕、使用壽命長、輸入功率小和功率轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。在汽車電路中，發(fā)電機(jī)輸出的交流電是不能直接用于用電器的，此時有需要將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。交流電轉(zhuǎn)換成直流電的過程叫做整流。整流是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娞匦浴Ｒ惠v帕薩特轎車發(fā)電機(jī)整流電路不工作，你能檢測出故障所在嗎？11月3031學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路學(xué)習(xí)內(nèi)容引導(dǎo)二極管內(nèi)部的特殊結(jié)構(gòu)PN結(jié)半導(dǎo)體二極管的特性曲線二極管如何命名好壞判別方法二極管在汽車上的應(yīng)用二極管的應(yīng)用及電路分析半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性與金屬導(dǎo)電的不同二極管整流電路32學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路引導(dǎo)問題1：

什么是半導(dǎo)體材料？半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性？它與金屬導(dǎo)電有何不同？金屬中的電子濃度很高，導(dǎo)電能力強(qiáng)。在電子密度較大的情況下，隨著溫度的提高，通過受熱激發(fā)的電子越來越多地與金屬材料中的其他晶格碰撞，使電子運(yùn)動的阻礙作用增大，從而導(dǎo)致其導(dǎo)電能力下降。所謂半導(dǎo)體，顧名思義，就是它的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。半導(dǎo)體和絕緣體在很低的溫度時都是非導(dǎo)體。很多半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力在不同條件下有很大的差別。如有些半導(dǎo)體對溫度的反應(yīng)特別靈敏，當(dāng)環(huán)境溫度升高時，它們的導(dǎo)電能力要增強(qiáng)很多，人們利用這種特性做成了各種熱敏電阻。又如有些半導(dǎo)體受到光照時，它們的導(dǎo)電能力變得很強(qiáng)；當(dāng)無光照時，又變得象絕緣體那樣不導(dǎo)電，11月3033學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路引導(dǎo)問題2：

半導(dǎo)體二極管的符號？特性曲線？特性參數(shù)？

半導(dǎo)體二極管實際上就是由一個PN結(jié)加上接觸電極、引出線和管殼構(gòu)成。前面介紹的PN結(jié)單向?qū)щ娞匦砸簿褪前雽?dǎo)體二極管所具有的特性。圖1.3.1是二極管的符號及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖中箭頭的指向表示二極管單向?qū)щ姇r的電流方向，二極管的文字符號為VD。11月3034學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路特性曲線

二極管既然是一個PN結(jié)，它當(dāng)然具有單向?qū)щ娞匦?。如圖1.3.2所示，當(dāng)外加正向電壓很低時，由于外電場還不能克服PN結(jié)內(nèi)電場對多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動的阻力，所以正向電流很小，幾乎為零。當(dāng)正向電壓超過一定數(shù)值后，內(nèi)電場被大大削弱，電流增長很快，該正向電壓稱為死區(qū)電壓，其大小與材料及環(huán)境溫度有關(guān)。通常硅管的死區(qū)電壓約為0.5V，鍺管約為0.1V。導(dǎo)通時的正向壓降，硅管約為0.6～0.8V，鍺管約為0.2～0.3V。11月3035學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路特性參數(shù)

1、最大整流電流（平均值）IOMIOM是指二極管長期正常使用時允許流過二極管的最大正向平均電流。使用時必須注意，通過二極管的正向平均電流不能超過這個數(shù)值，否則將損壞二極管。

2、最高反向工作電壓URMURM是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是反向擊穿電壓的一半或三分之二。11月3036學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路特性參數(shù)

3、反向電流IRIR是指二極管上加上一定的反向工作電壓時的反向電流值。IR小，說明管子單向?qū)щ娞匦院谩R受溫度的影響大。硅管的IR較小，一般在幾個μA以下；鍺管的IR較大，是硅管的幾十到幾百倍，例如，在20±5℃時，2CZ52A有IR≤5μA，而2AP6的IR≤250μA。

4、正向壓降UON

UON是指通過最大整流電流時二極管兩端的正向電壓（平均值）。一般鍺管為0.2～0.3V，硅管為0.6～0.8V。5、最高工作頻率fM二極管在高頻工作時，由于PN結(jié)的電容效應(yīng)，單向?qū)щ娮饔猛嘶?，最高工作頻率就是指二極管的單向?qū)щ娮饔瞄_始明顯退化時的交流信號的頻率。11月3037學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路引導(dǎo)問題3：

Si、Ge和Se二極管的特點(diǎn)

二極管根據(jù)制作材料不同分為Si、Ge和Se二極管，表1.3.1列出幾種管子的參數(shù)及特性曲線。11月3038學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路特性參數(shù)

Se二極管常用在一些整流設(shè)備中作過壓保護(hù)器件，一般并接在整流器輸入端或輸出端。它常由單個硒片串并聯(lián)而成，所以又叫硒堆。如圖1.3.3，硒片的主體是一片鋁的底板，硒層通過高溫蒸發(fā)工藝覆蓋在鋁質(zhì)基片上。硒片過載能力很強(qiáng)，工作中若出現(xiàn)過電壓，它只是局部擊穿，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后，它仍恢復(fù)功能，只在擊穿處留下疤痕。每一硒片允許承受反向電壓（有效值）約為20～30V，允許通過電流約為25～40mA/cm2。圖1.3.3硒片

11月3039學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路原始參數(shù)表舉例

11月30

40學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路引導(dǎo)問題4：

二極管如何命名？二極管的分類和極性的識別方法？好壞判別方法?

11月3041學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

二極管的分類半導(dǎo)體二極管的種類很多，按材料來分，最常用的有硅管和鍺管兩種；按結(jié)構(gòu)不同可分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型等幾種。如圖1.3.4所示。圖1.3.4

二極管結(jié)構(gòu)示意圖42學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

二極管極性的識別方法目視法判斷半導(dǎo)體二極管的極性：一般在實物的電路圖中可以通過眼睛直接看出半導(dǎo)體二極管的正負(fù)極，在實物中如果看到一端有顏色標(biāo)示的是負(fù)極，另外一端是正極。用萬用表(指針表)判斷半導(dǎo)體二極管的極性：通常選用萬用表的歐姆檔(R﹡100或R﹡1K)，然后分別用萬用表的兩表筆分別出接到二極管的兩個極上出,當(dāng)二極管導(dǎo)通，測的阻值較小(一般幾十歐姆至幾千歐姆之間)，這時黑表筆接的是二極管的正極，紅表筆接的是二極管的負(fù)極，當(dāng)測的阻值很大(一般為幾百至幾千歐姆)，這時黑表筆接的是二極管的負(fù)極，紅表筆接的是二極管的正極。測試注意事項：用數(shù)字式萬用表去測二極管時，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負(fù)極，此時測得的數(shù)值才是二極管的正向?qū)妷褐担@與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。

43學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

二極管好壞的判別方法測量二極管的正向電阻要求在1K左右,反向電阻應(yīng)在100K以上。總之,正向電阻越小,越好。反向電阻越大越好。

若正向電阻無窮大,說明二極管內(nèi)部斷路；

若反向電阻為零,表明二極管已擊穿；

內(nèi)部斷開或擊穿的二極管均不能使用。44學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

引導(dǎo)問題5：常見二極管的外形？

45學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

二極管外殼上一般印有符號表示極性，正、負(fù)極的引線與符號一致。有的在表示負(fù)極；但也有的在正極端打印標(biāo)記或用紅點(diǎn)來表示正極。這一點(diǎn)在使用時要特別注意。普通二極管圖片如圖3-2-6圖3-2-6普通二極管46學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

引導(dǎo)問題6：二極管有哪些應(yīng)用場合？一整流電路

47學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

1、單相半波整流電路48學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

2、單相全波整流電路

49學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

3、單相橋式整流電路50學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

4、三相交流整流電路整流原理和過程51學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

二開關(guān)二極管1二極管的近似等效電路52學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

三脈沖整形這里介紹二極管在脈沖整形電路中的應(yīng)用。整形電路可以對正弦信號和脈沖信號的波形進(jìn)行變換，因而也叫做波形變換電路。

1、二極管限幅器53學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

2、微分電路54學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

拓展：其它的半導(dǎo)體二極管？一、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓管二極管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管。由于它在電路中與適當(dāng)數(shù)值的電阻配合后能起穩(wěn)定電壓的作用，故稱為穩(wěn)壓管，如圖3-2-3。穩(wěn)壓二極管的測量方法與普通二極管相同。但須注意穩(wěn)壓二極管的反向電阻較普通二極管小。

55學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

基本工作原理 穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)。當(dāng)穩(wěn)壓二極管兩端的反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時，反向電流很小。當(dāng)反向電壓增高到擊穿電壓時，流過穩(wěn)壓管的反向電流突然劇增，穩(wěn)壓管反向擊穿。此后，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小。利用這一特性，穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。56學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

穩(wěn)壓管的主要參數(shù)有：

1、穩(wěn)定電壓UZ

UZ是穩(wěn)壓管反向擊穿后的穩(wěn)定工作電壓值。例如穩(wěn)壓管2CW1的穩(wěn)定電壓是7～8.5V。由于工藝上的困難，同一類型號的管子，穩(wěn)定電壓值有一定的分散性，就是說，同樣都是2CW1型的管子，一個穩(wěn)定電壓是7V，而另一個卻可能是8.5V。57學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

58學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

59學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

60學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

應(yīng)用舉例1穩(wěn)壓作用穩(wěn)壓二極管反向擊穿后，電流可在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，而電壓變化很小，這就是穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓機(jī)理，也叫做穩(wěn)壓特性。利用這個特性，穩(wěn)壓二極管常用于穩(wěn)壓電路。2限壓作用61學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

62學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

二、發(fā)光二極管LED

63學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

LED的內(nèi)在結(jié)構(gòu)特征決定其本身具備的優(yōu)點(diǎn)：64學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

LED在汽車上的應(yīng)用LED汽車用燈：汽車LED前照燈、儀表板及其他各種照明部分的光源、音響指示燈、開關(guān)背光源、外部剎車燈、尾燈、中央后置高位剎車燈等。LED汽車尾燈模組可以隨意組合成各種汽車尾燈。三、光電（敏）二極管65學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

四、變?nèi)荻O管基本工作原理66學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30

應(yīng)用舉例

67學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30五、肖特基二極管（熱載流子二極管）68學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30特性參數(shù)及應(yīng)用肖特基二極管具有較低的正向?qū)妷?，是一種響應(yīng)極快的開關(guān)二極管，它被用在開關(guān)過程必須很快進(jìn)行的所有場合。主要應(yīng)用領(lǐng)域是微波技術(shù)。此外，肖特基二極管還用作微波檢波器、微波調(diào)制器和微波混頻器。肖特基二極管的反向電流較大，而且所允許的最高反向電壓（約70V）低于普通的硅二極管，它的導(dǎo)通電流最大可達(dá)3000A。因此，它可用于低壓整流。

69學(xué)習(xí)任務(wù)二二極管及整流電路11月30六、PIN二極管在PIN二極管中，P型和N型半導(dǎo)體都是高摻雜的，因此具有很好的導(dǎo)電性能。在這兩層半導(dǎo)體之間，還有一層高阻的I型導(dǎo)體，它是完全不摻雜的或極微量摻雜的N型半導(dǎo)體。在頻率直至約1MHZ為止時，PIN二極管的特性與常見的二極管相似，具有很低的損耗和很小的結(jié)電容；在較高的頻率（約大于10MHZ）時，PIN二極管不再具有單向?qū)щ娮饔?，其特性就如同一個電阻，而且阻值隨著導(dǎo)通電流的增大而減小。因此，對于高頻信號來說，PIN二極管可以作為可變電阻（衰減電路）。在電視機(jī)和天線放大器中，可以用來作為開關(guān)，實現(xiàn)幾乎無失真的幅度調(diào)節(jié)。

70學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30引導(dǎo)問題1什么是電容器？電容內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？電容的容量與什么有關(guān)？電容是衡量導(dǎo)體儲存電荷能力的物理量。電容器（簡稱電容C(capacitor)）也是電子電路中常用的電子元件之一。電容器的特性電容的伏安特性71學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30上式表明：只有電容上的電壓變化時，電容兩端才有電流。在直流電路中，電容上即使有電壓，但其對時間的變化率為0，即i=0，此時電容相當(dāng)于開路狀態(tài)，因此電容具有隔直通交的作用。72學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30上式說明，電容元件在某時刻儲存的電場能量與元件在該時刻所承受的電壓的平方成正比。電容元件不消耗能量，故稱為儲能元件。

電容器容量的大小就是表示能貯存電能的大小，電容對交流信號的阻礙作用稱為容抗，它與交流信號的頻率和電容量有關(guān)。電容的特性主要是隔直流通交流。電容的應(yīng)用電路由于電容器具有隔直流、通交流、儲能等特性，常用它來組成濾波、耦合、旁路、振蕩等電子電路。73學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30電容內(nèi)部結(jié)構(gòu)電容器由兩塊金屬板中間隔一層絕緣介質(zhì)所構(gòu)成。兩個金屬導(dǎo)體叫極板，絕緣物質(zhì)叫介質(zhì)，如蠟紙、云母、塑料、玻璃、陶瓷等。電容內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電路符號如圖3-3-1.電容器能存儲直流電路的電荷。電容器是直流電壓的存儲元件。設(shè)計電容可用來吸收電路中的電壓變化控制電壓的峰值。大多數(shù)電容并聯(lián)在負(fù)載電路中。74學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月3075學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30引導(dǎo)問題2電容的充放電特性是怎樣的？電容的充放電特性電容的充放電特性：電容將電能轉(zhuǎn)換為電場能儲存在電容中，當(dāng)電壓增大時，電場能增大，電容元件從電源取用電能；當(dāng)電壓減小時，電場能減小，電容元件向電源放還能量。電容器的充放電就是電荷的儲存和釋放過程或者電能的儲存和釋放過程。76學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30引導(dǎo)問題3有哪些常見電容？電容器通常用最大額定電壓和電容值來標(biāo)示。標(biāo)準(zhǔn)電容量單位是F（法拉）。一般車用電容容量的級別為百分之一法拉，單位是uF（微法）。電容器的單位換算：1法拉=103毫法=106微法=109納法=1012皮法

1pF=10-3nF=10-6uF=10-9mF=10-12F電容器上一般標(biāo)有其容量值。常用電容器由塑料、陶瓷或電解質(zhì)材料介質(zhì)制成。圖1-2-1所示為常見電容的外形。

77學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月3078學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30引導(dǎo)問題4電容的標(biāo)示方法？電容元件參數(shù)標(biāo)注方法電容量識別方法與電阻值識別方法基本相同，分直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法3種。直標(biāo)法：一般只標(biāo)注數(shù)值而省去單位：小于10000PF的電容，以PF為單位；10000~100000PF的電容，以uF為單位；以小數(shù)點(diǎn)為標(biāo)志，也只標(biāo)注數(shù)值而省去單位。如：220表示220PF；.01表示0.01uF；

R56uF表示0.56uF；6n8表示6800PF.79學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30數(shù)字表示法：一般用三位數(shù)字表示容量的大小,前兩位表示有效數(shù)字,第三位表示10的倍冪，其單位為PF

如：102表示10*102=1000PF;224表示22*104=220000PF=0.22uF

用色環(huán)或色點(diǎn)表示；電容器的色標(biāo)法與電阻相同。沿電容器引線方向，第1、2色環(huán)表示電容量的有效數(shù)字，第3色環(huán)表示有效數(shù)字后面零的個數(shù)，其單位為PF。

80學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30引導(dǎo)問題5電容器的選用？選用電容器要依據(jù)電容的主要性能指標(biāo)，主要有電容量、額定電壓和耐溫值。電容器的容量：即儲存電荷的容量。額定電壓值：指在額定溫度范圍內(nèi)電容能長時間可靠工作的最大直流電壓或最大交流電壓的有效值。耐溫值：表示長時間可靠工作時電容所能承受的最高工作溫度。

使用時，當(dāng)電容器額定電壓能滿足電路的要求，但容量不足時，可將幾個容量不同的電容器并聯(lián)起來，以獲得較大容量。

81學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

引導(dǎo)問題6電容器的檢測？電容器好壞鑒別?82學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

引導(dǎo)問題7電容器在汽車上的應(yīng)用？電容器作為存儲電荷的元件，在汽車電路上有著廣泛的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的點(diǎn)火系中，斷電器觸點(diǎn)兩端常并聯(lián)一電容器起保護(hù)觸點(diǎn)的作用。在汽車轉(zhuǎn)向燈閃光器中使用的電容器，起到使閃光器閃爍的目的。在汽車安全氣囊中使用的電容器，在電路中起著備用電源的作用。當(dāng)氣囊需要充氣時向點(diǎn)火器供電，使氣囊充氣保護(hù)乘員。83學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

電容器在汽車上的典型應(yīng)用電容式門鎖控制84學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

電容式閃光器85學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

什么是電感？電感內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？電感量與什么有關(guān)？引導(dǎo)問題8電感的定義電感器和電容器一樣也是儲能元件，在電路中具有通直流、阻隔交流的作用。它是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，由導(dǎo)線繞制而成。電感器用符號L表示，它的基本單位是亨利（H），常用毫亨（mH）為單位。它經(jīng)常和電容器一起工作，構(gòu)成LC濾波器、LC振蕩器等。另外，人們還利用電感的特性，制造了阻流圈、變壓器、繼電器等。小小的收音機(jī)上就有不少電感線圈，幾乎都是用漆包線繞成的空心線圈或在骨架磁芯、鐵芯上繞制而成的。86學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

電感的特性電感的伏安特性電感元件是從實際電感線圈抽象出來的電路模型。當(dāng)電感線圈通以電流時，將產(chǎn)生磁通，在其內(nèi)部及周圍建立磁場，儲存磁場能量。即：

當(dāng)忽略導(dǎo)線電阻及線圈匝與匝之間的電容時，可將其抽象為只具有儲存磁場能量性質(zhì)的電感元件。87學(xué)習(xí)任務(wù)三電容、電感及交直流變換電路11月30

上式表明，只有電感上的電流變化時，電感兩端才有電壓。在直流電路