电器与电气控制简化

被动元件被动元件 Passive ComponentPassive Component严格来说电路元件分为无源元件和有源元件，但习惯上称被动原件和主动元件严格来说电路元件分为无源元件和有源元件，但习惯上称被动原件和主动元件无源器件：无源器件：如果电子元器件工作时，其内部没有任何形式的电源如果电子元器件工作时，其内部没有任何形式的电源 　从电路性质上看，无源器件有两个基本特点：　从电路性质上看，无源器件有两个基本特点： 　（　（1 1）） 自身或消耗电能，或把电能转变为不同形式的其他能量自身或消耗电能，或把电能转变为不同形式的其他能量 　（　（2 2）） 只需输入信号，不需要外加电源就能正常工作只需输入信号，不需要外加电源就能正常工作有源器件：有源器件：如果电子元器件工作时，其内有电源存在如果电子元器件工作时，其内有电源存在 　从电路性质上看，　从电路性质上看， 有源器件有两个基本特点：有源器件有两个基本特点： 　（　（1 1）） 自身也消耗电能自身也消耗电能 　（　（2 2）） 除了输入信号外，还需要外加电源才能正常工作除了输入信号外，还需要外加电源才能正常工作。

被动元件被动元件：相对于主动元件来说的，是指不影响信号基本特佂，而仅令讯号通过：相对于主动元件来说的，是指不影响信号基本特佂，而仅令讯号通过而未加以改动的电路元件而未加以改动的电路元件 主动元件主动元件：电路元件中能够执行资料运算、处理的元件　：电路元件中能够执行资料运算、处理的元件　1被动元件子族系被动元件子族系Passive Component Sub-familyPassive Component Sub-family◆◆电阻器（电阻器（resistorresistor））◆◆电容器（电容器（capacitorcapacitor））◆◆电感器（电感器（inductorinductor）：包括线圈（）：包括线圈（coilcoil）、电抗器（）、电抗器（reactorreactor）） 、扼流圈（、扼流圈（chokechoke）等）等◆◆变压器（变压器（transformertransformer）：指原始、狭义的变压器，即传统的交）：指原始、狭义的变压器，即传统的交流变压器不包括电源转接器、电源供应器都统称变压器的通俗流变压器不包括电源转接器、电源供应器都统称变压器的通俗广义用法。

广义用法◆◆忆阻器（忆阻器（memristormemristor），又名记忆电阻），又名记忆电阻◆◆石英晶体、压晶体管或压电片、及其作成的滤波器石英晶体、压晶体管或压电片、及其作成的滤波器◆◆二极管（二极管（diodediode）一般不归入被动元件，但在某些定义下，二极）一般不归入被动元件，但在某些定义下，二极管也可视为被动元件管也可视为被动元件2被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点按用途不同分为：按用途不同分为：通用电阻：功率通用电阻：功率0.1-10w0.1-10w，阻值，阻值1010ΩΩ-10M-10MΩ,Ω,电压电压＜＜1KV1KV精密电阻精密电阻: :精度精度0.10.1％％-2 -2 ％，箔式电阻％，箔式电阻0.0050.005％％高频电阻：电感电容小，用于无线电电路高频电阻：电感电容小，用于无线电电路功率电阻功率电阻：功率小于：功率小于300w300w，阻值较小，阻值较小敏感电阻敏感电阻：热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻根据材料构造可分为根据材料构造可分为 Definition by material constructionDefinition by material construction 薄膜电阻器薄膜电阻器 Thin film resistorThin film resistor 合金电阻器合金电阻器 alloy resistoralloy resistor 合成电阻器合成电阻器 Composition resistorComposition resistor薄膜电阻器薄膜电阻器：：薄膜是在真空中采用蒸发和溅射等工艺将电阻性材料淀积在绝缘基薄膜是在真空中采用蒸发和溅射等工艺将电阻性材料淀积在绝缘基体工艺（真空镀膜技术）制成。

体工艺（真空镀膜技术）制成v碳膜电阻器碳膜电阻器 Carbon film resistorCarbon film resistorv金属膜电阻器金属膜电阻器 Metal film resistorMetal film resistorv金属氧化膜电阻器金属氧化膜电阻器 Metal oxide film resistorMetal oxide film resistor3被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点特点特点：高频性能好，电流噪声低，非线性较小，温度系数小，性：高频性能好，电流噪声低，非线性较小，温度系数小，性能稳定，缺点是功率较小用在要求高稳定、长寿命、高精度的能稳定，缺点是功率较小用在要求高稳定、长寿命、高精度的场合，适用于高频电路应用场合，适用于高频电路应用合金型电阻器：合金型电阻器：用块状的电阻合金拉制成电阻合金线或碾压成电阻用块状的电阻合金拉制成电阻合金线或碾压成电阻合金箔所制成的电阻器，包括用合金线制成的线绕电阻器和用合合金箔所制成的电阻器，包括用合金线制成的线绕电阻器和用合金箔制成的电阻器。

它们均具有块状金属的优良性能金箔制成的电阻器它们均具有块状金属的优良性能 绕线电阻又分为被釉线绕电阻、被漆线绕电阻、瓷壳线绕电阻绕线电阻又分为被釉线绕电阻、被漆线绕电阻、瓷壳线绕电阻（水泥电阻）线绕电阻因其额定功率较大，又称功率型电阻器水泥电阻）线绕电阻因其额定功率较大，又称功率型电阻器 合成电阻器合成电阻器 ：电阻体是导电颗粒和有机（或无机）黏合剂的混合：电阻体是导电颗粒和有机（或无机）黏合剂的混合物，可以制成薄膜和实心两种形式，如合成碳膜、合成实心和金物，可以制成薄膜和实心两种形式，如合成碳膜、合成实心和金属玻璃釉电阻器等属玻璃釉电阻器等特点：特点：价格低廉，体积小，过载能量强，但阻值稳定性差，热噪价格低廉，体积小，过载能量强，但阻值稳定性差，热噪声和电流噪声均比较大，电压系数和温度系数也大，主要用于初声和电流噪声均比较大，电压系数和温度系数也大，主要用于初始容差不高于始容差不高于±5±5％，长期稳定性要求不高于％，长期稳定性要求不高于±15±15％的电路中％的电路中 4被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点 外形封装：直插电阻和片式电阻外形封装：直插电阻和片式电阻片式固定电阻器：俗称贴片电阻俗称贴片电阻(SMD Resistor)(SMD Resistor)，是金属玻，是金属玻璃铀电阻器中的一种。

是将金属粉和玻璃铀粉混合，采用丝网璃铀电阻器中的一种是将金属粉和玻璃铀粉混合，采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器耐潮湿，高温，温度系数小印刷法印在基板上制成的电阻器耐潮湿，高温，温度系数小 最常用的允差为最常用的允差为J J级级( (精度为精度为5%)5%)超精密贴片电阻超精密贴片电阻arar系列系列, ,温度系温度系数只有数只有±5ppm-±50ppm±5ppm-±50ppm，超精密性，超精密性±0.01%±0.01%，常应用于精密量测仪，常应用于精密量测仪器器, ,电子通讯等电子通讯等. . 高精密贴片电阻器抗蚀薄膜高精密贴片电阻器抗蚀薄膜prpr系列系列, ,具有特殊抗酸抗湿的镍具有特殊抗酸抗湿的镍铬皮膜，非常小的公差精度铬皮膜，非常小的公差精度±0.1%±0.1%，最低温度系数为，最低温度系数为5ppm/°c5ppm/°c，常，常应用于自动化设备、医疗设备、通讯设备、自动控制设备及高科技应用于自动化设备、医疗设备、通讯设备、自动控制设备及高科技多媒体电子设备等多媒体电子设备等5被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点 碳膜电阻碳膜电阻 ：：用碳氢化合物在高温真空下热分解，使其在陶瓷骨架用碳氢化合物在高温真空下热分解，使其在陶瓷骨架上沉积一层碳膜形成碳膜电阻。

通过控制厚度和刻槽来控制阻值，上沉积一层碳膜形成碳膜电阻通过控制厚度和刻槽来控制阻值，表面一般涂有缘色保护漆表面一般涂有缘色保护漆, ,最后在外层涂上环氧树脂密封保护而成最后在外层涂上环氧树脂密封保护而成有良好的稳定性，有一不大的负温度系数，有良好的稳定性，有一不大的负温度系数，受电压和频率影响小，脉冲负载稳定、阻受电压和频率影响小，脉冲负载稳定、阻值误差大于金属膜电阻，但价钱便宜值误差大于金属膜电阻，但价钱便宜阻值范围：阻值范围：1Ω-10MΩ 1Ω-10MΩ 额定功率：额定功率：0.125W0.125W、、0.25W0.25W、、05W05W、、1W1W、、2W2W、、5W5W、、10W 10W 负温度系数，负温度系数，碳膜的为土黄色或是其他的颜色 6被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点 金属膜电阻：在真空中加热合金，合金在真空中加热合金，合金蒸发，使瓷棒表面形成一层导电金属膜蒸发，使瓷棒表面形成一层导电金属膜刻槽和改变金属膜厚度可以控制阻值刻槽和改变金属膜厚度可以控制阻值这种电阻和碳膜电阻相比，耐热性能、这种电阻和碳膜电阻相比，耐热性能、噪声指标、温度系数和电压系数都比碳噪声指标、温度系数和电压系数都比碳膜电阻好，膜电阻好，体积小（同样额定功率下约体积小（同样额定功率下约为碳膜电阻器的一半），精度可达为碳膜电阻器的一半），精度可达±0.5% -±0.05%±0.5% -±0.05%，可用于高额。

可用于高额但成本较高，但成本较高，正温度系数正温度系数多为淡蓝色多为淡蓝色阻值范围：阻值范围：1Ω-620MΩ1Ω-620MΩ功率：功率：0.125W0.125W、、0.25W0.25W、、0.5W0.5W、、1W1W、、2W2W，7被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点金属氧化膜电阻器：用高温真空镀膜技术将金属氧化物紧密附在瓷棒表面形成碳膜，然后加适当接头切割，并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的其性能与金属膜电阻器类似，但电阻值范其性能与金属膜电阻器类似，但电阻值范围窄围窄1Ω-200kΩ1Ω-200kΩ它能够在高温下仍保持它能够在高温下仍保持其稳定性，其典型的特点是金属氧化膜与其稳定性，其典型的特点是金属氧化膜与陶瓷基体结合的更牢耐酸碱能力强，抗陶瓷基体结合的更牢耐酸碱能力强，抗盐雾，因而适用于在恶劣的环境下工作盐雾，因而适用于在恶劣的环境下工作它还兼备低噪声，过载能力强，高频特性它还兼备低噪声，过载能力强，高频特性好的优点温度系数较金属膜大好的优点温度系数较金属膜大阻值范围：1Ω~200kWΩ 额定功率：0.125~10W，25~50kW 8被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点 压敏电阻器压敏电阻器VaristorVaristor ：是由：是由variable variable resistors resistors 两字合并而来，所以也称其为可变两字合并而来，所以也称其为可变电阻器。

它是一种因外加电压的改电阻器它是一种因外加电压的改 变而呈现变而呈现非线性电阻变化的电阻器，具有双向非线性电阻变化的电阻器，具有双向﹑﹑对称的对称的V/I V/I 特性金属氧化物压敏电阻器金属氧化物压敏电阻器简称为简称为MOV﹐MOV﹐是一种是一种以氧化锌为主体，添加多种金属氧以氧化锌为主体，添加多种金属氧 化物，化物，经典型的电子陶瓷工艺制成的多经典型的电子陶瓷工艺制成的多 晶半导体晶半导体陶瓷元件陶瓷元件多层片式压敏电阻器（多层片式压敏电阻器（MLVMLV））是一种浪涌是一种浪涌 电压抑制器它是采用先进的叠层片式电压抑制器它是采用先进的叠层片式 化化技术制造的半导体陶瓷元件技术制造的半导体陶瓷元件9被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点压敏电阻器压敏电阻器特性特性◆◆电压与电流不遵守欧姆定律，而成电压与电流不遵守欧姆定律，而成特殊的非线性关系特殊的非线性关系◆◆当两端所加电压低于标称额定电压当两端所加电压低于标称额定电压值时，压敏电阻器的阻值接近无穷大，内部几乎无电流流过；值时，压敏电阻器的阻值接近无穷大，内部几乎无电流流过；◆◆当两端所加电压略高于标称额定电压值时，压敏电阻器迅速当两端所加电压略高于标称额定电压值时，压敏电阻器迅速击穿导通，并由高阻状态变为低阻状态，工作电流急剧增大；击穿导通，并由高阻状态变为低阻状态，工作电流急剧增大；◆◆当两端所加电压低于标称额定电压值时，压敏电阻器又恢复当两端所加电压低于标称额定电压值时，压敏电阻器又恢复为高阻状态；为高阻状态；◆◆当两端所加电压超过最大限制电压值时，压敏电阻器将完全当两端所加电压超过最大限制电压值时，压敏电阻器将完全击穿损坏，无法再自行恢复。

击穿损坏，无法再自行恢复10被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点压敏电阻器压敏电阻器应用应用广泛应用在电子产品中，起过电压保护、防广泛应用在电子产品中，起过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等作用高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等作用主要参数：主要参数：压敏电压：压敏电压：规定温度和直流电流下，压敏电阻器两端的电压值规定温度和直流电流下，压敏电阻器两端的电压值漏电流：漏电流：25℃25℃下，施加最大连续直流电压时，流过的电流值下，施加最大连续直流电压时，流过的电流值通流容量：通流容量：施加规定的脉冲电流（施加规定的脉冲电流（8 8／／20μs20μs）波形时的峰值电流）波形时的峰值电流 结电容：结电容：交流电路的保护中时，其结电容较大会增加漏电流交流电路的保护中时，其结电容较大会增加漏电流 响应时间：响应时间：为为nsns级，比空气放电管快，比级，比空气放电管快，比TVSTVS管稍慢管稍慢 8／／20μs脉冲脉冲11被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点热敏电阻器热敏电阻器Thermistor对温度极为敏感的电阻器对温度极为敏感的电阻器. .分为分为正温度系数（正温度系数（PTC）和负温度系和负温度系数（数（NTC）电阻器。

选用时不仅电阻器选用时不仅要注意其额定功率、最大工作电要注意其额定功率、最大工作电压、标称阻值压、标称阻值, ,更要注意最高工更要注意最高工作温度和电阻温度系数等参数作温度和电阻温度系数等参数, ,并注意阻值变化方向并注意阻值变化方向 NTC：可制成测温、温度补偿和可制成测温、温度补偿和控温组件，又可制成功率型组件，控温组件，又可制成功率型组件，抑制电路的浪涌电流抑制电路的浪涌电流PTC：过热过流保护、恒温加热、过热过流保护、恒温加热、温度补偿及延时等作用温度补偿及延时等作用 12被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点PTC热敏电阻器热敏电阻器应用应用电路正常工作时，热敏电阻温度与室温电路正常工作时，热敏电阻温度与室温相近、电阻很小，串联在电路中不会阻相近、电阻很小，串联在电路中不会阻碍电流通过；当电路出现过电流时，热碍电流通过；当电路出现过电流时，热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升，敏电阻由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过开关温度时，电阻瞬间会变当温度超过开关温度时，电阻瞬间会变得很大，把电路中的电流限制到很低的得很大，把电路中的电流限制到很低的水平此时电路中的电压几乎都加在热水平。

此时电路中的电压几乎都加在热敏电阻两端，因而可以起到保护其它元敏电阻两端，因而可以起到保护其它元件的作用当电路排除故障后，热敏电件的作用当电路排除故障后，热敏电阻的阻值迅速恢复到原来水平，热敏电阻的阻值迅速恢复到原来水平，热敏电阻无需更换而可以继续使用同时起到阻无需更换而可以继续使用同时起到过温保护和过流保护两种作用，和镍氢过温保护和过流保护两种作用，和镍氢电池的过流及过温保护电池的过流及过温保护. .温度测量(NTC/PTC）13NTC热敏电阻器热敏电阻器应用应用 为了避免电子电路中在开机的瞬间产生的浪涌电流，在电源电路中串接一个功为了避免电子电路中在开机的瞬间产生的浪涌电流，在电源电路中串接一个功率型率型NTCNTC热敏电阻器，能有效地抑制开机时的浪涌电流，并且在完成抑制浪涌热敏电阻器，能有效地抑制开机时的浪涌电流，并且在完成抑制浪涌电流作用以后，由于通过其电流的持续作用，功率型电流作用以后，由于通过其电流的持续作用，功率型NTCNTC热敏电阻器的电阻值热敏电阻器的电阻值将下降到非常小的程度，它消耗的功率可以忽略不计，不会对正常的工作电将下降到非常小的程度，它消耗的功率可以忽略不计，不会对正常的工作电流造成影响，所以，在电源回路中使用功率型流造成影响，所以，在电源回路中使用功率型NTCNTC热敏电阻器，是抑制开机时热敏电阻器，是抑制开机时的浪涌，以保证电子设备免遭破坏的最为简便而有效的措施的浪涌，以保证电子设备免遭破坏的最为简便而有效的措施 被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点14被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点线绕电阻：线绕电阻：用高阻用高阻合金合金线绕在绝缘骨架上线绕在绝缘骨架上制成，外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。

制成，外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆 　　 绕线电阻具有较低的温度系数，阻值绕线电阻具有较低的温度系数，阻值精度高，精度高， 稳定性好，耐热耐腐蚀，主要稳定性好，耐热耐腐蚀，主要做精密大功率电阻使用，做精密大功率电阻使用，缺点缺点是高频性能是高频性能差，时间常数大差，时间常数大 方形线绕电阻（钢丝缠绕电阻）又俗称为方形线绕电阻（钢丝缠绕电阻）又俗称为水泥电组水泥电组，采用镍，铬，，采用镍，铬，铁等电阻较大的合金铁等电阻较大的合金电阻线电阻线绕在无碱性耐热瓷件上，外面加上耐热，绕在无碱性耐热瓷件上，外面加上耐热，耐湿，无腐蚀之材料保护而成，再把绕线电阻体放入瓷器框内，用耐湿，无腐蚀之材料保护而成，再把绕线电阻体放入瓷器框内，用特殊不燃性耐热水泥充填密封而成而不燃性涂装线绕电阻的差别特殊不燃性耐热水泥充填密封而成而不燃性涂装线绕电阻的差别只是外层涂装改由矽利康树脂或不燃性涂料它们的优点是阻值精只是外层涂装改由矽利康树脂或不燃性涂料它们的优点是阻值精确，低杂音，有良好散热及可以承受甚大的确，低杂音，有良好散热及可以承受甚大的功率消耗功率消耗，大多使用于，大多使用于放大器放大器功率级部份。

缺点是阻值不大，成本较高，亦因存在电感不功率级部份缺点是阻值不大，成本较高，亦因存在电感不适宜在高频的电路中使用适宜在高频的电路中使用 方形线绕电阻方形线绕电阻15被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点零欧姆电阻零欧姆电阻：并非零欧，大约几十毫欧并非零欧，大约几十毫欧1.1.做为跳线使用这样既美观，安装也方便做为跳线使用这样既美观，安装也方便2.2.在数字和模拟等混合电路中，往往要求两个地分开，并且单点在数字和模拟等混合电路中，往往要求两个地分开，并且单点连接我们可以用一个连接我们可以用一个0 0欧的电阻来连接这两个地，而不是直接欧的电阻来连接这两个地，而不是直接连在一起这样做的好处就是，地线被分成了两个网络，在大面连在一起这样做的好处就是，地线被分成了两个网络，在大面积铺铜等处理时，就会方便得多这样的场合，有时也会用电感积铺铜等处理时，就会方便得多这样的场合，有时也会用电感或者磁珠等来连接或者磁珠等来连接3.3.做保险丝用由于做保险丝用由于PCBPCB上走线的熔断电流较大，如果发生短路上走线的熔断电流较大，如果发生短路过流等故障时，很难熔断，可能会带来更大的事故由于过流等故障时，很难熔断，可能会带来更大的事故。

由于0 0欧电欧电阻电流承受能力比较弱（其实阻电流承受能力比较弱（其实0 0欧电阻也是有一定的电阻的，只欧电阻也是有一定的电阻的，只是很小而已），过流时就先将是很小而已），过流时就先将0 0欧电阻熔断了，从而将电路断开，欧电阻熔断了，从而将电路断开，防止了更大事故的发生有时也会用一些阻值为零点几或防止了更大事故的发生有时也会用一些阻值为零点几或者几欧者几欧的小电阻来做保险丝的小电阻来做保险丝160 0欧姆作用欧姆作用4.4.在匹配电路参数不确定的时候在匹配电路参数不确定的时候, ,以以0 0欧姆代替欧姆代替, ,实际调试的时候实际调试的时候, ,确确定参数定参数, ,再以具体数值的元件代替再以具体数值的元件代替. . 5.5.想测某部分电路的耗电流的时候想测某部分电路的耗电流的时候, ,可以去掉可以去掉0ohm0ohm电阻电阻, ,接上电流表接上电流表, ,这样方便测耗电流这样方便测耗电流. . 6.6.在布线时在布线时, ,如果实在布不过去了如果实在布不过去了, ,也可以加一个也可以加一个0 0欧的电阻欧的电阻 7.7.在高频信号下在高频信号下, ,充当电感或电容充当电感或电容.(.(与外部电路特性有关与外部电路特性有关) )电感用电感用, ,主要是解决主要是解决EMCEMC问题问题. .如地与地如地与地, ,电源和电源和IC IC 脚间脚间 8.8.单点接地单点接地( (指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开, ,各自成为独立系统各自成为独立系统.).)被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点17被动元件被动元件- -电阻电阻- -种类与特点种类与特点分流器分流器是一种量值很小的标准电阻。

当是一种量值很小的标准电阻当被测电流流过分流器时，通过测量分流被测电流流过分流器时，通过测量分流器两端电压端电压钮上的电压降就可得器两端电压端电压钮上的电压降就可得出被测电流的大小，分流器广泛用于扩出被测电流的大小，分流器广泛用于扩大仪表测量电流范围，有固定式定值分大仪表测量电流范围，有固定式定值分流器和精密合金电阻器流器和精密合金电阻器( (康铜、锰铜康铜、锰铜) )18被动元件被动元件- -电阻电阻- -主要特性参数主要特性参数1.1.电阻值：电阻值：不仅要了解生产厂家给出的电阻器的标准电阻值，还应了解工作温度，不仅要了解生产厂家给出的电阻器的标准电阻值，还应了解工作温度，过电压及使用环境均能使阻值漂移对于不同结构、不同工艺水平的电阻器，过电压及使用环境均能使阻值漂移对于不同结构、不同工艺水平的电阻器，电阻值的精度及漂移值都会不同电阻值的精度及漂移值都会不同2.2.额定功率额定功率：在正常的大气压力：在正常的大气压力90-106.6KPa90-106.6KPa及环境温度为－及环境温度为－55℃55℃～＋～＋70℃70℃的条的条件下，电阻器长期工作所允许耗散的最大功率件下，电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。

线绕电阻器额定功率系列为（线绕电阻器额定功率系列为（W W）：）：1/201/20、、1/81/8、、1/41/4、、1/21/2、、1 1、、2 2、、4 4、、8 8、、1010、、1616、、2525、、4040、、5050、、7575、、100100、、150150、、250250、、500500非线绕电阻器额定功率系列为（非线绕电阻器额定功率系列为（W W）：）：1/201/20、、1/81/8、、1/41/4、、1/21/2、、1 1、、2 2、、5 5、、1010、、2525、、5050、、100100电路设计所需电阻器的最小额定功率是另一个重要因素直流下功率电路设计所需电阻器的最小额定功率是另一个重要因素直流下功率P=IP=I2 2R R ，，其中其中I I为流经电阻上的电流值选用电阻的额定功率应大于这个值为流经电阻上的电流值选用电阻的额定功率应大于这个值 脉冲条件下和间歇负荷下脉冲条件下和间歇负荷下能承受的实际功率应大于额定功率，但需注意：能承受的实际功率应大于额定功率，但需注意： (1)(1)跨接在电阻器上的最高电压不应超过允许值；跨接在电阻器上的最高电压不应超过允许值； (2)(2)不允许连续过负荷；不允许连续过负荷； 19被动元件被动元件- -电阻电阻- -主要特性参数主要特性参数 (3)(3)平均功率不得超额定值；平均功率不得超额定值； (4)(4)电位器的额定功率是考虑整个电位器在电路的加载的情况，电位器的额定功率是考虑整个电位器在电路的加载的情况，对部分加载的情况下额定功率值应相应下降。

对部分加载的情况下额定功率值应相应下降3 3、、允许误差允许误差：标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分：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，它表示电阻器的精度数称阻值偏差，它表示电阻器的精度允许误差与精度等级对应关系如下：允许误差与精度等级对应关系如下：±0.5%-0.05±0.5%-0.05、、±1%-0.1(±1%-0.1(或或00)00)、、±2%-0.2(±2%-0.2(或或0)0)、、±5%-Ⅰ±5%-Ⅰ级、级、±10%-Ⅱ±10%-Ⅱ级、级、±20%-Ⅲ±20%-Ⅲ级级4 4、、高频特性：高频特性：在高频时，阻值会随频率而变化线绕电阻器的高在高频时，阻值会随频率而变化线绕电阻器的高频性能最差，合成电阻器次之，薄膜电阻器具有最好的高频性能，频性能最差，合成电阻器次之，薄膜电阻器具有最好的高频性能，大多数薄膜电阻器的有效直流电阻的阻值在频率高达大多数薄膜电阻器的有效直流电阻的阻值在频率高达100MHz100MHz时尚时尚能保持基本不变，频率进一步升高时阻值越大，频率影响也越大能保持基本不变，频率进一步升高时阻值越大，频率影响也越大5 5、、温度系数温度系数：温度每变化：温度每变化1℃1℃所引起的电阻值的相对变化。

温度系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高而增大的为正温度数越小，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，反之为负温度系数系数，反之为负温度系数20被动元件被动元件- -电阻电阻- -主要特性参数主要特性参数6 6、、老化系数老化系数：电阻器在额定功率长期负荷下，阻值相对变化的百：电阻器在额定功率长期负荷下，阻值相对变化的百分数，它是表示电阻器寿命长短的参数分数，它是表示电阻器寿命长短的参数7 7、、电压系数电压系数：在规定的电压范围内，电压每变化：在规定的电压范围内，电压每变化1 1伏，电阻器的相伏，电阻器的相对变化量对变化量8 8、、额定电压额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压由阻值和额定功率换算出的电压9 9、、最高工作电压最高工作电压：：由电阻器、电位器最大电流密度、电阻体击穿由电阻器、电位器最大电流密度、电阻体击穿及其结构等因素所规定的工作电压限度对阻值较大的电阻器，及其结构等因素所规定的工作电压限度对阻值较大的电阻器，当工作电压过高时，虽功率不超过规定值但内部会发生电弧火当工作电压过高时，虽功率不超过规定值但内部会发生电弧火花放电，导致电阻变质损坏。

一般花放电，导致电阻变质损坏一般1/8w1/8w碳膜电阻器或金属膜电阻碳膜电阻器或金属膜电阻器最高工作电压分别不能超过器最高工作电压分别不能超过150V150V或或200V200V在低气压工作时，最在低气压工作时，最高工作电压较低高工作电压较低1010、、噪声噪声：产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏，包括热噪声：产生于电阻器中的一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则的电子自由运和电流噪声两部分，热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动，使导体任意两点的电压不规则变化动，使导体任意两点的电压不规则变化21被动元件被动元件- -电阻电阻- -阻值标示方法阻值标示方法 四、电阻器阻值标示方法四、电阻器阻值标示方法 1 1、、直标法直标法：用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值，其允许误差直接用百分：用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值，其允许误差直接用百分数表示，若电阻上未注偏差，则均为数表示，若电阻上未注偏差，则均为±20%±20%2 2、、文字符号法文字符号法：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，其允许偏差也用文字符号表示。

符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字其允许偏差也用文字符号表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最后文字符号表示允许的误差依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值最后文字符号表示允许的误差允许偏差允许偏差 D ±0.5% D ±0.5% ，，F ±1%F ±1%，， G ±2% G ±2% ，，J ±5% J ±5% ，，K ±10%K ±10%，， M ±20%M ±20%例如：例如：2R2K2R2K表示阻值是表示阻值是2.2Ω2.2Ω允许偏差是允许偏差是±10% ±10% 3 3、、数码法数码法：在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法数码从左到右，第：在电阻器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表示文字符号表示101——101——表示表示100Ω100Ω的电阻；的电阻； 102——102——表示表示1KΩ1KΩ的电阻；的电阻； 103——103——表示表示10KΩ10KΩ的的电阻；电阻； 104——104——表示表示100KΩ100KΩ的电阻；的电阻； 105——105——表示表示1MΩ1MΩ的电阻的电阻224 4、色标法、色标法：用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻：用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。

国外电阻大部分采用色标法值和允许偏差国外电阻大部分采用色标法黑黑-0-0、棕、棕-1-1、红、红-2-2、橙、橙-3-3、黄、黄-4-4、绿、绿-5-5、蓝、蓝-6-6、紫、紫-7-7、灰、灰-8-8、白、白-9-9、金、金-±5%-±5%、银、银-±10%-±10%、无色、无色-±20%-±20%当电阻为四环时，最后一环必为金色或银色，前两位为有效当电阻为四环时，最后一环必为金色或银色，前两位为有效数字，数字， 第三位为乘方数，第四位为偏差第三位为乘方数，第四位为偏差 当电阻为五环当电阻为五环时，最後一环与前面四环距离较大前三位为有效数字，时，最後一环与前面四环距离较大前三位为有效数字， 第四位为乘方数，第四位为乘方数， 第五位为偏差第五位为偏差 被动元件被动元件- -电阻电阻- -阻值标示方法阻值标示方法 23等效电路， R为理想电阻被动元件被动元件- -电阻电阻----等效电路 一个实际的电阻器，在低频时主要表现为电阻特性，但在高频一个实际的电阻器，在低频时主要表现为电阻特性，但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面，而且还表现有电抗特性的一使用时不仅表现有电阻特性的一面，而且还表现有电抗特性的一面，即同一个电阻元件在通以直流和交流电时测得的电阻值是不面，即同一个电阻元件在通以直流和交流电时测得的电阻值是不相同的。

在高频交流下，须考虑电阻元件的引线电感相同的在高频交流下，须考虑电阻元件的引线电感L0L0和分布电和分布电容容C0C0的影响式中ω＝2πf， Re和Xe分别为等效电阻分量和电抗分量，且24n分布电容和引线电感越小，表明电阻的高频特性越好电阻器的分布电容和引线电感越小，表明电阻的高频特性越好电阻器的高频特性与制作电阻的材料、电阻的封装形状和大小有密切的关系高频特性与制作电阻的材料、电阻的封装形状和大小有密切的关系一般来说，金属膜电阻比线绕电阻的高频特性好；贴片（一般来说，金属膜电阻比线绕电阻的高频特性好；贴片（SMDSMD）电）电阻比普通电阻的高频特性要好；小尺寸电阻比大尺寸电阻的高频特阻比普通电阻的高频特性要好；小尺寸电阻比大尺寸电阻的高频特性要好频率越高，电阻器的高频特性就越明显在实际使用时，性要好频率越高，电阻器的高频特性就越明显在实际使用时，要尽量减少电阻器高频特性的影响，使之表现为纯电阻要尽量减少电阻器高频特性的影响，使之表现为纯电阻被动元件被动元件- -电阻电阻----等效电路式可知式可知ReRe除与除与f f有关外，还与有关外，还与L L0 0、、C C0 0有关这表明当有关。

这表明当L L0 0、、C C0 0不可忽不可忽略时，在交流下测此电阻元件的电阻值，得到的将是略时，在交流下测此电阻元件的电阻值，得到的将是ReRe而非而非R R值25v中国中国国家标准国家标准GB/T 4706.1-2005GB/T 4706.1-2005规定的电线负载电流值规定的电线负载电流值（部分）（部分） v　　　　1 1平方毫米铜芯线允许长期负载电流为平方毫米铜芯线允许长期负载电流为:6A—8A :6A—8A v　　　　1.51.5平方毫米铜芯线允许长期负载电流为平方毫米铜芯线允许长期负载电流为:8A—15A :8A—15A v　　　　2.52.5平方毫米铜芯线允许长期负载电流为平方毫米铜芯线允许长期负载电流为:16A—25A :16A—25A v　　　　4 4平方毫米铜芯线允许长期负载电流为平方毫米铜芯线允许长期负载电流为:25A—32A :25A—32A v　　　　6 6平方毫米铜芯线允许长期负载电流为平方毫米铜芯线允许长期负载电流为:32A—40A :32A—40A 导线：可以视为特殊的电阻，其等效导线：可以视为特殊的电阻，其等效电路为纯电阻和寄生电感的串联电路为纯电阻和寄生电感的串联。

被动元件被动元件- -电阻电阻- -导线导线导线中通过的安全电流是根据线芯所允许的最高温度、冷却条导线中通过的安全电流是根据线芯所允许的最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的一般铜导线的安全载流量为件、敷设条件来确定的一般铜导线的安全载流量为5-8mm5-8mm2 2，铝，铝导线的安全载流量为导线的安全载流量为3-5mm3-5mm2 2. .26电容器是一种储能元件是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于是一种储能元件是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制电路等方面隔直，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制电路等方面 特性：“通交流阻直流通交流阻直流”， “充放电充放电”分类：从结构分从结构分：固定电容器、可变电容器和微调电容器固定电容器、可变电容器和微调电容器从电解质分从电解质分：有机介质电容、无机介质电容、电解电容和空气介质电容等有机介质电容、无机介质电容、电解电容和空气介质电容等从用途分从用途分：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合从构造分从构造分：： 有极性电容：铝电解电容、钽电容等有极性电容：铝电解电容、钽电容等 无极性电容：云母电容、纸质电容、瓷片电容无极性电容：云母电容、纸质电容、瓷片电容被动元件-电容-概述27被动元件-电容-等效电路等效电路交流条件下电容元件总有一定介质损耗，此外其引线也有一定电阻Rn和分布电感Ln，电容元件等效电路如下图，其中C是元件的固有电容，Rc是介质损耗的等效电阻（绝缘电阻）。

其等效阻抗为由于一般介质损耗甚小可忽略(即Rc→∞)，Ce可表示为电容等效电路等效电路28被动元件-电容-等效电路等效电路29电容器主要特性参数电容器主要特性参数1 1、、标称电容量和允许偏差标称电容量和允许偏差        标称电容量是标志在电容器上的电容量标称电容量是标志在电容器上的电容量电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度精度等级与允许误差对应关系：精度等级与允许误差对应关系：0000（（0101））-±1%-±1%、、0 0（（0202））-±2%-±2%、、Ⅰ-±5%Ⅰ-±5%、、Ⅱ-±10%Ⅱ-±10%、、Ⅲ-±20%Ⅲ-±20%、、 Ⅳ-Ⅳ-（（+20%-10%+20%-10%）、）、Ⅴ-Ⅴ-（（+50%-20%+50%-20%）、）、Ⅵ-Ⅵ-（（+50%-+50%-30%30%））一般电容器常用一般电容器常用ⅠⅠ、、ⅡⅡ、、ⅢⅢ级，电解电容器用级，电解电容器用ⅣⅣ、、ⅤⅤ、、ⅥⅥ级，根据用途选取级，根据用途选取 2 2、、额定电压额定电压        在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。

电容器击穿，造成不可修复的永久损坏 常用固定电容器的额定直流工作电压有：常用固定电容器的额定直流工作电压有：常用固定电容器的额定直流工作电压有：常用固定电容器的额定直流工作电压有： 1.61.61.61.6，，，，4 4 4 4，，，，6.36.36.36.3，，，，10101010，，，，16161616，，，，25252525，，，，32*32*32*32*，，，，40404040，，，，50505050，，，，63636363，，，，100100100100，，，，125*125*125*125*，，，，160160160160，，，，250250250250，，，，300*300*300*300*，，，，400400400400，，，，450*450*450*450*，，，，500500500500，，，，630630630630，，，，1000V1000V1000V1000V等等等等（（（（* * * *者只限于电解电容器使用）者只限于电解电容器使用）者只限于电解电容器使用）者只限于电解电容器使用） 被动元件-电容-特性参数特性参数303 3、绝缘电阻、绝缘电阻R Rc c  电容器两极板之间的介质并非绝对的绝缘体，电容器两极板之间的介质并非绝对的绝缘体，电容器两极板之间的介质并非绝对的绝缘体，电容器两极板之间的介质并非绝对的绝缘体，直流电压加在电容上，会产生直流电压加在电容上，会产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻，漏电电流，两者之比称为绝缘电阻，其阻值不是无穷大，这个阻值就叫电容其阻值不是无穷大，这个阻值就叫电容其阻值不是无穷大，这个阻值就叫电容其阻值不是无穷大，这个阻值就叫电容器的器的器的器的绝缘电阻或漏电阻绝缘电阻或漏电阻绝缘电阻或漏电阻绝缘电阻或漏电阻，一般应在，一般应在，一般应在，一般应在数百兆欧数百兆欧数百兆欧数百兆欧以上，电解电容的绝缘电阻也应以上，电解电容的绝缘电阻也应以上，电解电容的绝缘电阻也应以上，电解电容的绝缘电阻也应在在在在数百千欧数百千欧数百千欧数百千欧以上。

以上 漏电电阻愈小，漏电愈严重，漏电电流大，漏电损耗大，质量就不好，寿漏电电阻愈小，漏电愈严重，漏电电流大，漏电损耗大，质量就不好，寿漏电电阻愈小，漏电愈严重，漏电电流大，漏电损耗大，质量就不好，寿漏电电阻愈小，漏电愈严重，漏电电流大，漏电损耗大，质量就不好，寿命相应也短命相应也短命相应也短命相应也短当电容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量当电容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量〉〉0.1uf0.1uf时，时，主要取决于介质的性能，绝缘电阻越大越好主要取决于介质的性能，绝缘电阻越大越好 电容的时间常数：电容的时间常数：为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数，为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数，它等于电容的绝缘电阻与容量的乘积它等于电容的绝缘电阻与容量的乘积4 4、损耗、损耗        电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。

　损耗，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的　 在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏导损耗的形式存在，一般较小，在在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏导损耗的形式存在，一般较小，在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导有关，而且与周期性的极化建立交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导有关，而且与周期性的极化建立过程有关过程有关 被动元件-电容-特性参数特性参数31被动元件-电容-特性参数特性参数ESRESR：等效串联电阻：等效串联电阻RnRnESLESL：等效串联电感：等效串联电感LnLn电容阻抗频率特性电容阻抗频率特性电容的阻抗随信号频率的增加逐电容的阻抗随信号频率的增加逐渐变小，当达到最小阻抗点（谐渐变小，当达到最小阻抗点（谐振点）后，由于感抗的作用增强，振点）后，由于感抗的作用增强，总阻抗逐渐变大电容变大谐振总阻抗逐渐变大电容变大谐振频率变小，电容串联电感频率变小，电容串联电感LnLn越小越小谐振频率越高，而等效串联电阻谐振频率越高，而等效串联电阻RnRn越小其谐振点阻抗越小好的越小其谐振点阻抗越小好的电容应具备较小的电容应具备较小的ESR和和ESL频率特性频率特性32在选用滤波电容时一般期望电容谐振频率高些，因此可选用一大容量和一小容量两个电容，分别滤去低频和高频噪声，以达到最佳效果。

被动元件-电容-特性参数特性参数影响谐振点因素串联电感变小 谐振频率点变大串联电阻不影响谐振频率，变大电容变大 谐振频率点变小331 1 1 1、电解电容器、电解电容器、电解电容器、电解电容器 以附着在金属板上的氧化膜的薄层作介质，金属板片为铝、钽以附着在金属板上的氧化膜的薄层作介质，金属板片为铝、钽以附着在金属板上的氧化膜的薄层作介质，金属板片为铝、钽以附着在金属板上的氧化膜的薄层作介质，金属板片为铝、钽 、铌、钛等铌、钛等铌、钛等铌、钛等常用电解电容有常用电解电容有铝电解电容铝电解电容和和钽电解电容钽电解电容，其中钽电解电容分为固体型和液体型其中钽电解电容分为固体型和液体型固体型采用烧结工艺制作固体型采用烧结工艺制作主要特点：主要特点：主要特点：主要特点：容量大，体积大，耐压较低，有正负极性之分，容量大，体积大，耐压较低，有正负极性之分，容量大，体积大，耐压较低，有正负极性之分，容量大，体积大，耐压较低，有正负极性之分，正极接电源正极，负正极接电源正极，负正极接电源正极，负正极接电源正极，负极接电源负极，接反会造成电容损坏极接电源负极，接反会造成电容损坏极接电源负极，接反会造成电容损坏极接电源负极，接反会造成电容损坏，，，，容量误差大，且容量随频率而变，稳定性容量误差大，且容量随频率而变，稳定性容量误差大，且容量随频率而变，稳定性容量误差大，且容量随频率而变，稳定性差，绝缘电阻低，寿命短。

差，绝缘电阻低，寿命短差，绝缘电阻低，寿命短差，绝缘电阻低，寿命短用途：用途：用途：用途：直流电路或低频电路中的耦合电容、旁路电容、去耦电容，以及于电源滤直流电路或低频电路中的耦合电容、旁路电容、去耦电容，以及于电源滤直流电路或低频电路中的耦合电容、旁路电容、去耦电容，以及于电源滤直流电路或低频电路中的耦合电容、旁路电容、去耦电容，以及于电源滤波等，纯交流电路不能用波等，纯交流电路不能用波等，纯交流电路不能用波等，纯交流电路不能用被动元件-电容-种类特点种类特点容量范围：容量范围：直插式电解电容的容量范围一般从直插式电解电容的容量范围一般从0.47μF-10000μF0.47μF-10000μF，超级电容可以，超级电容可以达到法拉级表贴式电解电容的容量范围一般从达到法拉级表贴式电解电容的容量范围一般从0.1μF-330μF0.1μF-330μF电容容差：电容容差： 电容的容差一般在电容的容差一般在±20%±20%以内，很多达到以内，很多达到±10%±10%或更精确或更精确电压等级：电压等级：直插式电解电容的电压等级一般从直插式电解电容的电压等级一般从6.3V-600V6.3V-600V，超级电容一般是，超级电容一般是5V5V。

表贴式电解电容的电压等级一般从表贴式电解电容的电压等级一般从4V-50V4V-50V34铝电解电容器（铝电解电容器（CD））优点：优点：容量范围大（容量范围大（1~10 000 μF），额定工作电压范围为），额定工作电压范围为6.3 V~450 V成本是成本是钽电解电容的钽电解电容的1/3或更低；或更低；缺点：缺点：介质损耗、容量误差大，介质损耗、容量误差大， 耐高温性较差，存放时间长容易失效耐高温性较差，存放时间长容易失效漏电流是漏电流是钽电解电容的数倍以上；钽电解电容的数倍以上；结构：结构：极性极性铝电解电容是将附有氧化膜的铝箔（正极）和浸有电解液的衬垫纸，铝电解电容是将附有氧化膜的铝箔（正极）和浸有电解液的衬垫纸，与阴极（负极）箔叠片一起卷绕而成与阴极（负极）箔叠片一起卷绕而成铝电解电容的全温度范围的内阻变化达铝电解电容的全温度范围的内阻变化达到到3倍，低温时内阻远大于同规格的钽电解电容，高温时反而内阻小于同规格倍，低温时内阻远大于同规格的钽电解电容，高温时反而内阻小于同规格的钽电解电容安装方式有直插式和表贴式的钽电解电容安装方式有直插式和表贴式用途：用途： 通常在直流电源电路或中、低频电路中起滤波、退耦、信号耦合及时间常通常在直流电源电路或中、低频电路中起滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。

数设定、隔直流等作用注意注意:不能用不能用 于交流电源电路在直流电源中作滤波电于交流电源电路在直流电源中作滤波电容使用时极性不能接反容使用时极性不能接反外型外型实例实例基本元件-电容-种类特点种类特点35钽电解电容器（钽电解电容器（CA））结构：结构：有两种形式：有两种形式：1. 1. 箔式钽电解电容器箔式钽电解电容器 内部采用卷绕芯子内部采用卷绕芯子, ,负极为液体电解质，介质为氧化钽型号有负极为液体电解质，介质为氧化钽型号有 CA30CA30、、CA31CA31、、CA35CA35、、CAk35CAk35等系列 2. 2. 钽粉烧结式钽粉烧结式 阳极（正极）用颗粒很细的钽粉阳极（正极）用颗粒很细的钽粉压块后烧结而成封装形式有多种型号有压块后烧结而成封装形式有多种型号有CA40 CA40 、、CA41CA41、、CA42CA42、、CA42HCA42H、、CA49CA49、、CA70CA70（无极性）等系列无极性）等系列优点：优点：介质损耗小、频率特性好、漏电流小、介质损耗小、频率特性好、漏电流小、体积小、容量大、体积小、容量大、性能稳定、寿命长、温度特性好性能稳定、寿命长、温度特性好缺点：缺点：生产成本高、耐压低。

生产成本高、耐压低用途：用途： 应用于通信、航天、军工及家用电器上各种中应用于通信、航天、军工及家用电器上各种中 、低频、低频电路和时间常数设置电路中电路和时间常数设置电路中要求较高的设备中要求较高的设备中外型外型实例实例36安规电容安规电容：是指用于这样的场合，是指用于这样的场合，即即电容器电容器失效后，不会导致电击，失效后，不会导致电击，不危及人身安全不危及人身安全. . 它包括了它包括了X X电容电容和和Y Y电容 X X电容是跨接在电力线电容是跨接在电力线两线（两线（L-NL-N）之间的电容，一般选）之间的电容，一般选用金属用金属薄膜电容薄膜电容；；Y Y电容是分别跨电容是分别跨接在电力线两线和地之间（接在电力线两线和地之间（L-EL-E，，N-EN-E）的电容，一般是成对出现的电容，一般是成对出现基于漏电流的限制，基于漏电流的限制，Y Y电容值不能电容值不能太大，一般太大，一般X X电容是电容是uFuF级，级，Y Y电容电容是是nFnF级X X电容抑制差模干扰，电容抑制差模干扰，Y Y电容抑制共模干扰电容抑制共模干扰被动元件-电容-种类特点种类特点Y电容电容X电容电容安规电容应用安规电容应用37X安规电容安全等级 应用中允许的峰值脉冲电压 过电压等级（IEC664）vX1 >2.5kV ≤4.0kV ⅢvX2 ≤2.5kV ⅡvX3 ≤1.2kV ——Y安规电容安全等级 绝缘类型 额定电压范围vY1 双重绝缘或加强绝缘 ≥ 250VvY2/ Y3 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250VvY4 基本绝缘或附加绝缘 <150V被动元件-电容-种类特点种类特点由于火线与由于火线与0 0线直接电容，受电压峰值的影响，避免短路，线直接电容，受电压峰值的影响，避免短路， X电容电容注重耐压等级，注重耐压等级，采用塑封的方形高压采用塑封的方形高压CBB电容电容,电容值上没有定限制值。

电容值上没有定限制值火线与地线直接电容要涉及到漏电安全的问题，因此火线与地线直接电容要涉及到漏电安全的问题，因此Y Y电容注重绝缘等级电容注重绝缘等级 38被动元件-电容-电容的作用电容的作用1.1.旁路旁路 旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求出均匀化，降低负载需求 就像小型可充电电池一样，旁路电就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电容能够被充电，并向器件进行放电 为尽量减少阻抗，旁路电为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚 这能够很好这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声地弹是地连接处地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降在通过大电流毛刺时的电压降 旁路 去藕去藕 滤波滤波 储能储能 隔直隔直39被动元件-电容-电容的作用电容的作用2.2.去藕去藕又称解藕从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载如果负载电又称解藕。

从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的就是所谓的““耦合耦合””电源和地之间的去耦电容作用：电源和地之间的去耦电容作用：一、是作为本集成电路的蓄能电容；一、是作为本集成电路的蓄能电容；二、是滤除该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路；二、是滤除该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路；三、是防止电源携带的噪声对电路构成干扰三、是防止电源携带的噪声对电路构成干扰40旁路和去藕区别：旁路和去藕区别：将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。

旁路电容实际也是将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提供一条低阻抗泄防途径高频旁路电容一般比较小，根据谐噪声提供一条低阻抗泄防途径高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取振频率一般取0.1μF0.1μF、、0.01μF 0.01μF 等；而去耦合电容的容量一般较大，等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是可能是10μF 10μF 或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦化大小来确定旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源这应是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源这应该是他们的本质区别该是他们的本质区别. . 被动元件-电容-电容的作用电容的作用41被动元件-电容-电容的作用电容的作用3.3.滤波滤波 从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。

但实际上超过过的频率也越高但实际上超过1μF 1μF 的电容大多为电解电容，的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大有时会看到有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频频，小电容通高频电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频电容越大低频越容易通过具体用在滤波中电容越大低频越容易通过具体用在滤波中, ,大电容（大电容（1000μF1000μF））滤低频，小电容（滤低频，小电容（20pF20pF）滤高频曾有人形象地将滤波电容比作）滤高频曾有人形象地将滤波电容比作““水塘水塘””由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化它把电压的变动转化为电流的变加入或蒸发而引起水量的变化它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。

滤波就是充化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压滤波就是充电，放电的过程电，放电的过程 42被动元件-电容-电容的作用电容的作用4.4.储能储能 储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端换器引线传送至电源的输出端 电压额定值为电压额定值为4040～～450VDC450VDC、、电容值在电容值在220220～～150 000μF 150 000μF 之间的铝电解电容器（如之间的铝电解电容器（如EPCOS EPCOS 公司的公司的 B43504 B43504 或或B43505B43505）是较为常用的根据不同的电源）是较为常用的根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式， 对于功对于功率级超过率级超过10KW 10KW 的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器 5.5.隔直隔直本质是截止频率比较低的高通滤波器 431 1、直接标注法、直接标注法、直接标注法、直接标注法例：例：例：例：CY-8CY-8、、、、620pF620pF、、、、200V200V表示云母电容，标称容量表示云母电容，标称容量表示云母电容，标称容量表示云母电容，标称容量620pF620pF，额定电压，额定电压，额定电压，额定电压200V200V2 2、字母与数字混合标注法、字母与数字混合标注法、字母与数字混合标注法、字母与数字混合标注法 2~42~4位数字和一个字母混合表示，位数字和一个字母混合表示，位数字和一个字母混合表示，位数字和一个字母混合表示，数字表示有效数值，数字表示有效数值，数字表示有效数值，数字表示有效数值，字母表示数值量级和小数点，字母表示数值量级和小数点，字母表示数值量级和小数点，字母表示数值量级和小数点， mm（毫法）（毫法）（毫法）（毫法） µ µ （微法）（微法）（微法）（微法）n n（纳法）（纳法）（纳法）（纳法）p p（皮法）（皮法）（皮法）（皮法）数字前加数字前加数字前加数字前加R R或或或或P P表示零点几微法或皮法表示零点几微法或皮法表示零点几微法或皮法表示零点几微法或皮法例：例：例：例：100100mm表示表示表示表示100100毫法即毫法即毫法即毫法即100000100000微法微法微法微法 3p3 3p3表示表示表示表示3.3pF 3.3pF R22R22表示表示表示表示0.220.22微法微法微法微法 P50P50表示表示表示表示0.5pF0.5pF被动元件-电容-电容的电容的命名443 3、、、、3 3位数字表示法位数字表示法位数字表示法位数字表示法4 4、色环标注法、色环标注法、色环标注法、色环标注法 与电阻的色环法一致与电阻的色环法一致与电阻的色环法一致与电阻的色环法一致 一般为一般为三位数码表示三位数码表示电容器的电容器的容量容量，单位，单位pF 。

其中其中前两位数码前两位数码为电容量的为电容量的有效数字，有效数字， 第三位第三位为为倍乘数倍乘数，但第三位倍乘数是，但第三位倍乘数是9时表示时表示×10  1 如：如： 101 表示：表示：10 ×101 = 100 pF 102 表示：表示：10 ×102 = 1 000 pF 103 表示：表示：10 ×103 = 0. 01μF 104 表示：表示：10 ×104 = 0.1μF 223 表示：表示：10 ×103 = 0. 022μF 474 表示：表示：10 ×104 = 0. 47μF 159 表示：表示：10 ×10–1 = 1. 5 pF被动元件-电容-电容的电容的命名45其中，其中，ΨΨ：自感磁通量，单位为：自感磁通量，单位为WbWb；；I I：流过导体的电流，单位为：流过导体的电流，单位为A A；；L L：自感系数，单位为：自感系数，单位为H H。

当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线根据法是当圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线根据法拉弟电磁感应定律拉弟电磁感应定律————磁生电来分析，变化的磁力线圈两端会产生感应电势，磁生电来分析，变化的磁力线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一个此感应电势相当于一个““新电源新电源””当形成闭合回路时，此感应电势就要产生感当形成闭合回路时，此感应电势就要产生感应电流由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的应电流由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化，故从客观效果看，电变化的由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化，故从客观效果看，电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性电感线圈有与力学中的惯性相类似的感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性，在电学上取名为特性，在电学上取名为““自感应自感应””，通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间，，通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间，会发生火花，这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。

会发生火花，这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的基本元件基本元件- -电感电感- -基础基础电感电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比即通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比即46基本元件基本元件- -电感电感- -基础基础电感元件电感元件是储能元件，把电能转换成磁能并存储起来对直流呈很小阻抗，对是储能元件，把电能转换成磁能并存储起来对直流呈很小阻抗，对交流呈较大阻抗，具有阻止电流变化的特性交流呈较大阻抗，具有阻止电流变化的特性作用作用 （（1 1）作为线圈：主要作用是滤波、聚焦、偏转、延迟、补偿、与电容配合）作为线圈：主要作用是滤波、聚焦、偏转、延迟、补偿、与电容配合用于调谐、陷波、选频、震荡用于调谐、陷波、选频、震荡 （（2 2）作为变压器：主要用于耦合信号、变压、阻抗匹配等作为变压器：主要用于耦合信号、变压、阻抗匹配等电感的分类电感的分类 ：：电感形式分电感形式分：固定电感、可变电感固定电感、可变电感导磁体性质分导磁体性质分：空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。

空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈工作性质分工作性质分：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈绕线结构分绕线结构分：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈 47基本元件基本元件- -电感电感- -等效电路等效电路一般 精确 高频精确电感元件除电感L外，也总是有损耗电阻RL和分布电容CL一般情况下RL和CL的影响很小电感元件接于直流并达到稳态时，可视为电阻；若接于低频交流电路则可视为理想电感L和损耗电阻RL的串联；在高频时其等效电路如图所示Re和Le分别为电感元件的等效电阻和等效电感从上式知当CL甚小时或RL、CL和ω都不大时，Le才会等于L或接近等于L48ZL理想电感实际电感f 电感量电感量 （（ H H）） 谐振频率谐振频率 (MHZ)(MHZ) 3.43.4 4545 8.88.8 2828 6868 5.75.7 125125 2.62.6 500500 1.21.2 绕在铁粉芯上的电感1/2 LCLC基本元件基本元件- -电感电感- -频率特性频率特性寄生电容对频率特性的影响较大。

理想电感的阻抗随着频率的升高成正比增加，这正是电感对高频干扰信号衰减较大的根本原因实际的电感器等效电路是一个LC并联网络当角频率为1/√LC时，会发生并联谐振，这时电感的阻抗最大，超过谐振点后，电感器的阻抗特性呈现电容阻抗特性 — 随频率增加而降低电感的电感量越大，往往寄生电容也越大，电感的谐振频率 越低49基本元件基本元件- -电感电感- -基本参数基本参数1.1.电感量电感量L L：电感量：电感量L L表示线圈本身固有特性，与电流大小无关表示线圈本身固有特性，与电流大小无关2.2.感抗感抗XLXL ：：电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XLXL，单位是欧姆单位是欧姆它与电感量它与电感量L L和交流电频率和交流电频率f f的关系为的关系为XL=2πfLXL=2πfL 3 3、品质因素、品质因素Q Q ：品质因素：品质因素Q Q是表示线圈质量的一个物理量，是表示线圈质量的一个物理量，Q Q为感抗为感抗XLXL与其与其等效的电阻的比值，等效的电阻的比值， 即：即：Q=Q=ωL/R L/R （（ω=2πf）） 线圈的线圈的Q Q值愈高，回路的损耗愈小。

线圈的值愈高，回路的损耗愈小线圈的Q Q值与导线的直流电阻，骨架值与导线的直流电阻，骨架的介质损耗，屏蔽罩或铁芯引起的损耗，高频趋肤效应的影响等因素有关的介质损耗，屏蔽罩或铁芯引起的损耗，高频趋肤效应的影响等因素有关线圈的线圈的Q Q值通常为几十到几百值通常为几十到几百 4 4、分布电容、分布电容：线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电：线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容分布电容的存在使线圈的容被称为分布电容分布电容的存在使线圈的Q Q值减小，稳定性变差，因而值减小，稳定性变差，因而线圈的分布电容越小越好线圈的分布电容越小越好5.5.额定电流额定电流：：线圈中允许通过的最大电流线圈中允许通过的最大电流在如高频扼流圈，大功率谐振线在如高频扼流圈，大功率谐振线圈，以及作滤波用的低频扼流圈等场合，工作时需通过较大的电流，选用时圈，以及作滤波用的低频扼流圈等场合，工作时需通过较大的电流，选用时应注意 50基本基本元件元件- -电感电感- -标志方法标志方法电感器电感量的标志方法电感器电感量的标志方法1.1.直标法直标法单位H H（亨利）、（亨利）、mHmH（毫亨）、（毫亨）、μHμH（微亨）、（微亨）、2. 2. 数码表示法数码表示法。

方法与电容器的表示方法相同方法与电容器的表示方法相同3. 3. 色码表示法色码表示法这种表示法也与电阻器的色标法相似，色码一般这种表示法也与电阻器的色标法相似，色码一般有四种颜色，前两种颜色为有效数字，第三种颜色为倍率，单位为有四种颜色，前两种颜色为有效数字，第三种颜色为倍率，单位为μHμH，第四种颜色是误差位第四种颜色是误差位表面上电阻电容元件很相似表面上电阻电容元件很相似 ，但是电感有一个特点就是它的底，但是电感有一个特点就是它的底颜色是绿色的颜色是绿色的 51色环电色环电感色环电感(色码电感)：是指在电感器表面涂上不同的色环来代表电感量(与电阻器类似)的电感通常用四色环表示，紧靠电感体一端的色环为第一环，露着电感体本色较多的另一端为末环其第一色环是十位数，第二色环为个位数，第三色环为应乘的倍数(单位为mH)，第四色环为误差率特征：1.结构坚固，成本低廉，适合自动化生产2.特殊铁芯材质，高Q值及自共振频率3.外层用环氧树脂处理，可靠度高4.电感范围大，可自动插件基本元件基本元件- -电感电感- -种类种类52扼流圈扼流圈又称阻流线圈、差模电感器，是用来限制交流又称阻流线圈、差模电感器，是用来限制交流电通过的线圈，分高频阻流圈和低频阻流圈。

采用开磁路电通过的线圈，分高频阻流圈和低频阻流圈采用开磁路构造设计，有结构性佳、体积小、高构造设计，有结构性佳、体积小、高Q Q值、低成本等特点值、低成本等特点作用：作用：利用线圈电抗与频率成正比的关系，可扼制高频交流电流，让低频和直利用线圈电抗与频率成正比的关系，可扼制高频交流电流，让低频和直流通过根据频率高低，采用空气芯、铁氧体芯、硅钢片芯等用于整流时流通过根据频率高低，采用空气芯、铁氧体芯、硅钢片芯等用于整流时称称““滤波扼流圈滤波扼流圈””；用于扼制声频电流时称；用于扼制声频电流时称““声频扼流圈声频扼流圈””；用于扼制高频；用于扼制高频电流时称电流时称““高频扼流圈高频扼流圈””用于““通直流、阻交流通直流、阻交流””的电感线圈叫做低频扼的电感线圈叫做低频扼流圈，用于流圈，用于““通低频、阻高频通低频、阻高频””的电感线圈叫做高频扼流圈的电感线圈叫做高频扼流圈用途用途：笔记型电脑、喷墨印表机、影印机、显示监视器、、宽频数据机、：笔记型电脑、喷墨印表机、影印机、显示监视器、、宽频数据机、游戏机、彩色电视、录放影机、摄影机、微波炉、照明设备、汽车电子产品游戏机、彩色电视、录放影机、摄影机、微波炉、照明设备、汽车电子产品等等 基本元件基本元件- -电感电感- -种类种类53共模电感共模电感 也叫也叫共模扼流圈共模扼流圈，是在一个闭合磁环上对称绕制方向，是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。

信号电流或电源电流在两个绕相反、匝数相同的线圈信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反，产生的磁通量相互抵消，扼流圈呈现低阻抗共模噪声电组中流过时方向相反，产生的磁通量相互抵消，扼流圈呈现低阻抗共模噪声电流（包括地环路引起的骚扰电流，也处称作纵向电流）流经两个绕组时方向相流（包括地环路引起的骚扰电流，也处称作纵向电流）流经两个绕组时方向相同，产生的磁通量同向相加，扼流圈呈现高阻抗，从而起到抑制共模噪声的作用同，产生的磁通量同向相加，扼流圈呈现高阻抗，从而起到抑制共模噪声的作用共模电感实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一共模电感实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作设备的正常工作 共模扼流圈可以传输差模信号，直流和频率很低的差模信号都可以通过而对于共模扼流圈可以传输差模信号，直流和频率很低的差模信号都可以通过而对于高频共模噪声则呈现很大的阻抗，发挥了一个阻抗器的作用，所以它可以用高频共模噪声则呈现很大的阻抗，发挥了一个阻抗器的作用，所以它可以用来抑制共模电流干扰。

来抑制共模电流干扰 基本元件基本元件- -电感电感- -共模电感共模电感54阻抗特性对差模信号有用信号的阻抗很小 对共模噪声阻抗很大基本元件基本元件- -电感电感- -共模电感共模电感差模信号差模信号共模信号共模信号减少干扰•外部干扰进入•内部干扰发射55基本元件基本元件- -电感电感- -共模电感共模电感应用电源滤波电路共模信号 磁场加强 抑制共模信号变化差模信号 磁场抵消 对差模信号变化影响小56磁珠磁珠磁珠是一种抗干扰元件，其主要原料为铁氧磁珠是一种抗干扰元件，其主要原料为铁氧体，具有很高的体，具有很高的导磁率导磁率，滤除高频噪声效果，滤除高频噪声效果显著当磁珠中有电流穿过时，铁氧体对低当磁珠中有电流穿过时，铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗，而对较高频率的频电流几乎没有什么阻抗，而对较高频率的电流电流会产生较大的衰减会产生较大的衰减磁珠把交流信号转磁珠把交流信号转化为热能化为热能基本元件基本元件- -磁珠磁珠铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上如在铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰。

印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰 57磁珠对高频信号才有较大阻碍作用，一般规格有磁珠对高频信号才有较大阻碍作用，一般规格有100100欧欧/100mMHZ/100mMHZ，它在低频时电，它在低频时电阻比电感小得多电感的等效电阻可有阻比电感小得多电感的等效电阻可有Z=2X3.14*fZ=2X3.14*f来求得铁氧体磁珠来求得铁氧体磁珠(Ferrite Bead)(Ferrite Bead)是目前应用发展很快的一种抗干扰元件，廉价、易用，滤除是目前应用发展很快的一种抗干扰元件，廉价、易用，滤除高频噪声效果显著高频噪声效果显著铁氧体磁珠铁氧体磁珠  (Ferrite Bead) (Ferrite Bead) 是目前应用发展很快的一种抗干扰元件，廉价、是目前应用发展很快的一种抗干扰元件，廉价、易用，滤除高频噪声效果显著在电路中只要导线穿过它即当导线中电流穿易用，滤除高频噪声效果显著在电路中只要导线穿过它即当导线中电流穿过时，铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗，而对较高频率的电流会产生较过时，铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗，而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。

高频电流在其中以热量形式散发，其等效电路为一个电感和一大衰减作用高频电流在其中以热量形式散发，其等效电路为一个电感和一个电阻串联，两个元件的值都与磁珠的长度成比例个电阻串联，两个元件的值都与磁珠的长度成比例 在电路中只要导线穿过它即可（我用的都是象普通电阻模样的，导线已穿过并在电路中只要导线穿过它即可（我用的都是象普通电阻模样的，导线已穿过并胶合，也有表面贴装的形式，但很少见到卖的）当导线中电流穿过时，铁胶合，也有表面贴装的形式，但很少见到卖的）当导线中电流穿过时，铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗，而对较高频率的电流会产生较大衰减作氧体对低频电流几乎没有什么阻抗，而对较高频率的电流会产生较大衰减作用高频电流在其中以热量形式散发，其等效电路为一个电感和一个电阻串用高频电流在其中以热量形式散发，其等效电路为一个电感和一个电阻串联，两个元件的值都与磁珠的长度成比例磁珠种类很多，制造商应提供技联，两个元件的值都与磁珠的长度成比例磁珠种类很多，制造商应提供技术指标说明，特别是磁珠的阻抗与频率关系的曲线术指标说明，特别是磁珠的阻抗与频率关系的曲线 基本元件基本元件- -磁珠磁珠58高频段高频段，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯磁芯的磁导率降的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小。

这时磁芯的损耗增低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加当高频信号通过铁氧体加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉磁珠有很高的电阻率和磁导率，磁珠有很高的电阻率和磁导率， 等效等效于电阻和电感串联，于电阻和电感串联， 但电阻值和电感但电阻值和电感值都随频率变化值都随频率变化感阻抗在形式上是随感阻抗在形式上是随着频率的升高而增加着频率的升高而增加 低频段低频段，阻抗由电感的感抗构成电阻，阻抗由电感的感抗构成电阻R R很小磁芯的磁导率较高，因此电感很小磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，量较大，L L起主要作用，电磁干扰被反起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制，并且这时磁芯的损射而受到抑制，并且这时磁芯的损磁珠阻抗特性磁珠阻抗特性耗较小．整个器件是一个低损耗，高耗较小．整个器件是一个低损耗，高Q Q特性的电感这种电感容易造成谐振．因特性的电感这种电感容易造成谐振．因此在低频段有时可能出现使用铁氧体磁珠后．干扰增强的现象此在低频段有时可能出现使用铁氧体磁珠后．干扰增强的现象。

59电感和磁珠的联系与区别电感和磁珠的联系与区别1 1、电感是储能元件，而、电感是储能元件，而磁珠磁珠是能量转换（消耗）是能量转换（消耗）器件器件；； 2 2、电感多用于电源滤波回路，磁珠多用于、电感多用于电源滤波回路，磁珠多用于信号回路信号回路，用于，用于EMCEMC对对策；策； 3 3、磁珠主要用于抑制电磁、磁珠主要用于抑制电磁辐射辐射干扰，而电感用于这方面则侧重于干扰，而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰，两者都可用于处理抑制传导性干扰，两者都可用于处理EMCEMC、、EMIEMI问题；问题；EMIEMI的两的两个途径，即：辐射和个途径，即：辐射和传导传导，不同的途径采用不同的抑制方法，，不同的途径采用不同的抑制方法，前者用磁珠，后者用电感；前者用磁珠，后者用电感； 4 4、磁珠是用来吸收超高频信号，象一些、磁珠是用来吸收超高频信号，象一些RFRF电路，电路，PLLPLL，，振荡电路振荡电路，，含超高频存储器电路（含超高频存储器电路（DDRSDRAMDDRSDRAM，，RAMBUSRAMBUS等）都需要在电源输等）都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在LCLC振荡电路振荡电路，中，中低频的低频的滤波电路滤波电路等，其应用等，其应用频率范围频率范围很少超过很少超过50MHZ50MHZ；； 5 5、电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上，一般地的连接、电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上，一般地的连接和电源的连接。

在模拟地和数字地结合的地方用磁珠对和电源的连接在模拟地和数字地结合的地方用磁珠对信号信号线线也采用磁珠也采用磁珠 　　　　基本元件基本元件- -电感电感- -磁珠磁珠60基本元件基本元件- -电感电感- -磁珠磁珠应用应用 有的磁珠上有多个孔洞，用导线穿过可增加元件阻抗（穿过磁有的磁珠上有多个孔洞，用导线穿过可增加元件阻抗（穿过磁珠次数的平方），不过在高频时所增加的抑制噪声能力不可能如珠次数的平方），不过在高频时所增加的抑制噪声能力不可能如预期的多，而用多串联几个磁珠的办法会好些预期的多，而用多串联几个磁珠的办法会好些 铁铁氧体是磁性材料，会因通过电流过大而产生磁饱和，导磁率氧体是磁性材料，会因通过电流过大而产生磁饱和，导磁率急剧下降大电流滤波应采用结构上专门设计的磁珠，还要注意急剧下降大电流滤波应采用结构上专门设计的磁珠，还要注意其散热措施其散热措施 铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声（可用于直铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声（可用于直流和交流输出），还可广泛应用于其他电路，其体积可以做得很流和交流输出），还可广泛应用于其他电路，其体积可以做得很小。

特别是在数字电路中，由于脉冲信号含有频率很高的高次谐小特别是在数字电路中，由于脉冲信号含有频率很高的高次谐波，也是电路高频辐射的主要根源，所以可在这种场合发挥磁珠波，也是电路高频辐射的主要根源，所以可在这种场合发挥磁珠的作用铁氧体磁珠还广泛应用于信号电缆的噪声滤除铁氧体磁珠还广泛应用于信号电缆的噪声滤除61变压器变压器变压器是利用互感现象的电感器，在电路中起电压变换和阻抗变换变压器是利用互感现象的电感器，在电路中起电压变换和阻抗变换的作用分类分类 （（1 1）按用途分：电源变压器、隔离变压器、调压器、输入）按用途分：电源变压器、隔离变压器、调压器、输入/ /输出输出变压器（音频变压器、中频变压器、高频变压器）、脉冲变压器变压器（音频变压器、中频变压器、高频变压器）、脉冲变压器 （（2 2）按导磁材料分：硅钢片变压器、低频磁芯变压器、高频磁芯）按导磁材料分：硅钢片变压器、低频磁芯变压器、高频磁芯变压器3 3）按铁芯形状分：）按铁芯形状分：E E型变压器、型变压器、C C型变压器型、型变压器型、R R变压器、变压器、O O型变型变压器 基本元件基本元件- -变压器变压器62 高频变压器高频变压器是作为开关电源最主要的组成部分。

工作频率超过是作为开关电源最主要的组成部分工作频率超过中频（中频（10kHz10kHz）的）的电源变压器电源变压器，主要用于，主要用于高频开关电源高频开关电源中作高中作高频开关电源变压器，也有用于频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源高频逆变电源和高频逆变焊机和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的按工作频率高低，可分为几个中作高频逆变电源变压器的按工作频率高低，可分为几个档次：档次：10kHz- 50kHz10kHz- 50kHz、、50kHz-100kHz50kHz-100kHz、、100kHz100kHz～～500kHz500kHz、、500kHz500kHz～～1MHz1MHz、、1MHz1MHz以上传送功率比较大的情况下，功率以上传送功率比较大的情况下，功率器件一般采用器件一般采用 IGBTIGBT，由于，由于IGBTIGBT存在关断电流拖尾现象，所以存在关断电流拖尾现象，所以工作频率比较低；传送功率比较小的，可以采用工作频率比较低；传送功率比较小的，可以采用MOSFETMOSFET，工，工作频率就比较高作频率就比较高 基本元件基本元件- -变压器变压器- -高频变压器高频变压器63开关电源中的拓扑结构有很多。

比如半桥式功率转换开关电源中的拓扑结构有很多比如半桥式功率转换电路电路，，工作时两个开关三极管轮流导通来产生工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz100kHz的高频的高频脉冲脉冲波波，然后通过高频变压器进行变压，输出，然后通过高频变压器进行变压，输出交流电交流电，高频变，高频变压器各个绕组压器各个绕组线圈线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少的匝数比例则决定了输出电压的多少典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器：典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器：主变压器主变压器、驱动变压器和辅助变压器（待机变压器），每、驱动变压器和辅助变压器（待机变压器），每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准，比如主变压种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准，比如主变压器，只要是器，只要是200W200W以上的电源，其磁芯直径（高度）就不得以上的电源，其磁芯直径（高度）就不得小于小于35mm35mm而辅助变压器，在电源功率不超过而辅助变压器，在电源功率不超过300W300W时其磁时其磁芯直径达到芯直径达到16mm16mm就够了 基本元件基本元件- -变压器变压器- -高频变压器高频变压器高频变压器应用高频变压器应用64变压器的主要参数有变压器的主要参数有电压比电压比、频率特性、、频率特性、额定功率额定功率和效率等。

和效率等 电压比电压比n n：：变压器的电压比变压器的电压比n n与一次、二次绕组的匝数和电压之与一次、二次绕组的匝数和电压之间的关系如下：间的关系如下：n=V1/V2=N1/N2n=V1/V2=N1/N2式中式中N1N1为变压器一次（初级）绕为变压器一次（初级）绕组，组，N2N2为二次（次级）绕组，为二次（次级）绕组，V1V1为一次绕组两端的电压，为一次绕组两端的电压，V2V2是是二次绕组两端的电压二次绕组两端的电压 　　升压变压器的电压比　　升压变压器的电压比n n小于小于1 1，降压变压器的电压比，降压变压器的电压比n n大于大于1 1，隔离变压器的电压比等于，隔离变压器的电压比等于1 1 额定功率额定功率P P：：此参数一般用于电源变压器它是指电源变压器在此参数一般用于电源变压器它是指电源变压器在规定的工作频率和电压下，能长期工作而不超过限定温度时的规定的工作频率和电压下，能长期工作而不超过限定温度时的输出功率输出功率 　　变压器的额定功率与铁心截面积、漆包线直径等有关变　　变压器的额定功率与铁心截面积、漆包线直径等有关变压器的铁心截面积大、漆包线直径粗，其输出功率也大。

压器的铁心截面积大、漆包线直径粗，其输出功率也大　　基本元件基本元件- -变压器变压器- -参数参数65频率特性频率特性是指变压器有一定有工作是指变压器有一定有工作频率范围频率范围，不同工作频率范围的变压器，，不同工作频率范围的变压器，一般不能互换使用因为变压器有其频率范围以外工作时，会出现一般不能互换使用因为变压器有其频率范围以外工作时，会出现工作时温度升高或不能正常工作等现象工作时温度升高或不能正常工作等现象效率效率 是指在额定负载时，变压器输出功率与输入功率的比值该值是指在额定负载时，变压器输出功率与输入功率的比值该值与变压器的输出功率成正比，即变压器的输出功率越大，效率也越与变压器的输出功率成正比，即变压器的输出功率越大，效率也越高；变压器的输出功率越小，效率也越低高；变压器的输出功率越小，效率也越低 变压器的效率值一般在变压器的效率值一般在60%~100%60%~100%之间之间基本元件基本元件- -变压器变压器- -参数参数66U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器升压变压器n1n2U1U2降压变压器降压变压器 自耦变压器：普通变压器的一、二次线圈是相互绝缘的，只有磁的耦合而没有电的直接联系。

如果将双绕组变压器的一、二次绕组串联起来作为新的一次侧，而二次绕组仍作二次侧与负载阻抗相连接，便得到一台降压自耦变压器，的原副线圈共用一个线圈基本元件基本元件- -变压器变压器- -自耦变压器自耦变压器使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压注意：注意：注意：注意：一次、二次侧千万不能对调使用，一次、二次侧千万不能对调使用，一次、二次侧千万不能对调使用，一次、二次侧千万不能对调使用，以防变压器损坏因为以防变压器损坏因为以防变压器损坏因为以防变压器损坏因为N N N N变小变小变小变小时，磁通增大，电流会迅速增加时，磁通增大，电流会迅速增加时，磁通增大，电流会迅速增加时，磁通增大，电流会迅速增加67　　　自耦变压器的主要优点：自耦变压器的主要优点：　　　　（（1 1））由由于于自自耦耦变变压压器器的的绕绕组组容容量量小小于于额额定定容容量量，，故故在在同同样样的的额额定定容容量量下下，，自自耦耦变变压压器器的的主主要要尺尺寸寸小小，，有有效效材材料料( (硅硅钢钢片和铜线片和铜线) )和结构材料和结构材料( (钢材钢材) )都较节省，从而降低了成本。

都较节省，从而降低了成本 　　　　（（2 2）） 因因为为材材料料消消耗耗少少，，使使得得铜铜损损耗耗和和铁铁损损耗耗也也相相应应减减少少，， 故自耦变压器的效率较高故自耦变压器的效率较高 　　（　　（3 3）） 减小了变压器的体积、重量，有利于大型变压器的减小了变压器的体积、重量，有利于大型变压器的运输和安装，运输和安装， 且占地面积也小且占地面积也小 基本元件基本元件- -变压器变压器- -自耦变压器自耦变压器68　　自耦变压器的主要缺点：自耦变压器的主要缺点：　　　　（（1 1））和和相相应应的的普普通通双双绕绕组组变变压压器器相相比比较较，， 自自耦耦变变压压器器的的短路阻抗标么值较小，因此短路电流较大短路阻抗标么值较小，因此短路电流较大 　　　　（（2 2）） 一一、、二二次次绕绕组组之之间间有有电电的的直直接接联联系系，，当当一一次次侧侧过过电电压压时时，，必必然然导导致致二二次次侧侧严严重重过过电电压压，，存存在在高高低低压压窜窜边边的的潜潜在在危危险险，， 因因此此运运行行时时一一、、二二次次侧侧都都需需装装设设避避雷雷器器，，以以防防高高压压侧侧产产生生过电压时引起低压绕组绝缘的损坏。

过电压时引起低压绕组绝缘的损坏 　　　　（（3 3）） 为为防防止止高高压压侧侧发发生生单单相相接接地地时时引引起起低低压压侧侧非非接接地地相相对对地地电电压压升升得得较较高高，，造造成成对对地地绝绝缘缘击击穿穿，，自自耦耦变变压压器器中中性性点点必必须可靠接地须可靠接地 基本元件基本元件- -变压器变压器- -自耦变压器自耦变压器69变压器的作用是将交流电源的电压升高或降低变压器的作用是将交流电源的电压升高或降低互感器是特殊变压器互感器是特殊变压器，，是一种测量用的设备，它们的作用原理和变是一种测量用的设备，它们的作用原理和变压器相同压器相同主要功能主要功能v变换功能变换功能v隔离保护功能隔离保护功能v扩大仪表、继电器等二次设备应用范围扩大仪表、继电器等二次设备应用范围 互感器种类：电流互感器、电压互感器互感器种类：电流互感器、电压互感器基本元件基本元件- -变压器变压器- -互感器互感器70基本元件基本元件- -变压器变压器- -互感器互感器工作原理：工作原理：它的原绕组由一匝或几匝截面较它的原绕组由一匝或几匝截面较大的导线构成，并串入需要测量电流的电路大的导线构成，并串入需要测量电流的电路。

副边的匝数较多，可将线路上的大电流变为副边的匝数较多，可将线路上的大电流变为小电流来测量小电流来测量测量精度：测量精度：按照误差的大小，分为按照误差的大小，分为0.20.2，，0.50.5，，1.01.0，，3.03.0和和1010等五个标等五个标准等级例如，准等级例如，0.50.5级准确度就表级准确度就表示在额定电流时，原、副边电流变示在额定电流时，原、副边电流变比的误差不超过比的误差不超过0.50.5％ 电流互感器的原理图电流互感器的原理图电流互感器电流互感器71电流互感器电流互感器绕组结构特点绕组结构特点v一次绕组匝数很少，导线粗一次绕组匝数很少，导线粗v二次绕组导体细，额定电流一般为二次绕组导体细，额定电流一般为5A5Av一次绕组串接在一次电路中一次绕组串接在一次电路中 v二次绕组串联仪表、继电器等二次绕组串联仪表、继电器等 型号型号vL——L——电流互感器电流互感器 vF——F——风压式风压式 M——M——母线式母线式( (穿芯式穿芯式) )vC——C——瓷绝缘式瓷绝缘式 Z——Z——浇注式浇注式vB——B——保护保护 D——D——差动差动 v数字数字————电压等级电压等级kVkV 基本元件基本元件- -变压器变压器- -互感器互感器72电流互感器注意事项：电流互感器注意事项：1 1）为了使用安全，电流互感器的副边必须可靠的接地，以防止）为了使用安全，电流互感器的副边必须可靠的接地，以防止由于绝缘损坏后，原边的高压传到副边，发生人身事故。

由于绝缘损坏后，原边的高压传到副边，发生人身事故2 2）电流互感器的副边）电流互感器的副边绝对不容许开路绝对不容许开路因为副边开路时，互感因为副边开路时，互感器成为空载运行，此时，原边被测线路电流成了激磁电流，器成为空载运行，此时，原边被测线路电流成了激磁电流，使铁心内的磁密比额定情况增加许多倍它一方面将使副使铁心内的磁密比额定情况增加许多倍它一方面将使副边感应出边感应出很高的电压很高的电压，可能使绝缘击穿同时对测量人员，可能使绝缘击穿同时对测量人员也很危险；另一方面，铁心内磁密增大以后，铁耗会大大也很危险；另一方面，铁心内磁密增大以后，铁耗会大大增加，使铁心过热，影响电流互感器的性能，甚至把它烧增加，使铁心过热，影响电流互感器的性能，甚至把它烧坏也可能使坏也可能使继电器误动作继电器误动作3 3））极性、接线不能接错极性、接线不能接错基本元件基本元件- -变压器变压器- -互感器互感器73基本元件基本元件- -变压器变压器- -互感器互感器电压互感器电压互感器工作原理：工作原理：图是电压互感器的原理图原边直接接到被测高压电图是电压互感器的原理图原边直接接到被测高压电路，副边接电压表或功率表的电压线圈。

利用原、副边不同的匝路，副边接电压表或功率表的电压线圈利用原、副边不同的匝数比可将线路上的高电压变为低电压来测量数比可将线路上的高电压变为低电压来测量 测量精度测量精度：：我国目前生产的电力系我国目前生产的电力系统用电压互感器，按准确度分为统用电压互感器，按准确度分为0.50.5，，1.01.0和和3.03.0等三级电压互感器有等三级电压互感器有一定的额定容量使用时副边不宜一定的额定容量使用时副边不宜接过多的仪表，以免电流过大引起接过多的仪表，以免电流过大引起较大的漏抗压降而影响互感器的较大的漏抗压降而影响互感器的准确度 74电压互感器使用的注意事项电压互感器使用的注意事项 1 1．电压互感器在投入运行前要按照规程规定的项目进行试验检查．电压互感器在投入运行前要按照规程规定的项目进行试验检查例如，例如，测极性、连接组别、摇绝缘、核相序测极性、连接组别、摇绝缘、核相序等 2 2．电压互感器的接线应保证其正确性，一次绕组和被测电路并联，．电压互感器的接线应保证其正确性，一次绕组和被测电路并联，二次绕组应和所接的测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈并二次绕组应和所接的测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈并联，同时要注意极性的正确性。

联，同时要注意极性的正确性 3 3．接在电压互感器二次侧负荷的容量应合适，接在电压互感器二次侧．接在电压互感器二次侧负荷的容量应合适，接在电压互感器二次侧的负荷不应超过其额定容量，否则，会使互感器的误差增大，难以达到测的负荷不应超过其额定容量，否则，会使互感器的误差增大，难以达到测量的正确性量的正确性 4 4．．电压互感器二次侧不允许短路电压互感器二次侧不允许短路由于电压互感器内阻抗很小，若二由于电压互感器内阻抗很小，若二次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏在可能的情况下，一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器坏在可能的情况下，一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全高压绕组或引线故障危及一次系统的安全 5 5．为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，．为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，电压互感器二次绕电压互感器二次绕组必须有一点接地。

组必须有一点接地因为接地后，当一次和二次绕组间的绝缘损坏时，可因为接地后，当一次和二次绕组间的绝缘损坏时，可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全 基本元件基本元件- -变压器变压器- -互感器互感器75 隔离保护隔离保护 扩大仪表及继电器等功能扩大仪表及继电器等功能 基本组成都是铁芯、绕组基本组成都是铁芯、绕组 外壳和二次部分都必须可靠接地外壳和二次部分都必须可靠接地v不同之处不同之处作用作用：： 电流互感器：变换电流电流互感器：变换电流 电压互感器：变换电压电压互感器：变换电压接线方式：接线方式：电流互感器：一次绕组串联接在一条线路中，二次接电电流互感器：一次绕组串联接在一条线路中，二次接电流表或电流线圈，不许开路流表或电流线圈，不许开路电压互感器：一次绕组并联接在两条线路中，二次接电电压互感器：一次绕组并联接在两条线路中，二次接电压表或电压线圈，不许短路！压表或电压线圈，不许短路！基本元件基本元件- -变压器变压器- -互感器互感器电流互感器和电压互感器电流互感器和电压互感器相同之处相同之处76掺杂性掺杂性掺杂性掺杂性：：：：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变能力明显改变能力明显改变能力明显改变( ( ( (可做成各种不同用途的半导可做成各种不同用途的半导可做成各种不同用途的半导可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。

体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）光敏性：光敏性：光敏性：光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化当受到光照时，导电能力明显变化当受到光照时，导电能力明显变化当受到光照时，导电能力明显变化 ( ( ( (可做成各种光敏可做成各种光敏可做成各种光敏可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等) ) ) )热敏性：热敏性：热敏性：热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强当环境温度升高时，导电能力显著增强当环境温度升高时，导电能力显著增强当环境温度升高时，导电能力显著增强( ( ( (可做成温度敏感元件，如热敏电阻可做成温度敏感元件，如热敏电阻可做成温度敏感元件，如热敏电阻可做成温度敏感元件，如热敏电阻) ) ) )半导体半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点基本元件基本元件—半导体概述半导体概述77二极管的一般符号二极管的一般符号 二极管的符号二极管的符号发光二极管发光二极管 稳压二极管稳压二极管 光电二极管光电二极管 变容二极管变容二极管 隧道二极管隧道二极管 温度效应温度效应二极管二极管 t º 双向击穿二极管双向击穿二极管 磁敏二极管磁敏二极管 体效应二极管体效应二极管 双向二极管双向二极管 交流开关二极管交流开关二极管基本元件基本元件—二极管二极管—符号符号78硅管硅管硅管硅管0.5V,0.5V,锗管锗管锗管锗管0 0.1V.1V。

反向击穿反向击穿电压电压U(BR)导通压降导通压降导通压降导通压降 外加电压大于死区电外加电压大于死区电外加电压大于死区电外加电压大于死区电压二极管才能导通压二极管才能导通压二极管才能导通压二极管才能导通 外加电压大于反向击穿电外加电压大于反向击穿电外加电压大于反向击穿电外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向压二极管被击穿，失去单向压二极管被击穿，失去单向压二极管被击穿，失去单向导电性正向特性正向特性正向特性正向特性反向特性反向特性特点：非线性特点：非线性特点：非线性特点：非线性硅硅硅硅0 0 0 0.6~0.8V.6~0.8V锗锗锗锗0 0.2~.2~0.3V0.3VUI死区电压死区电压死区电压死区电压PN+–PN–+ 反向电流反向电流反向电流反向电流在一定电压在一定电压在一定电压在一定电压范围内保持范围内保持范围内保持范围内保持常数基本元件基本元件—二极管二极管--伏安特性伏安特性791. 1. 最大整流电流最大整流电流最大整流电流最大整流电流 I IOMOM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。

二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流2. 2. 反向工作峰值电压反向工作峰值电压反向工作峰值电压反向工作峰值电压U URWMRWM是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极管反向击穿电压极管反向击穿电压极管反向击穿电压极管反向击穿电压U UBRBR的一半二极管击穿后单向导电性被破的一半二极管击穿后单向导电性被破的一半二极管击穿后单向导电性被破的一半二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏坏，甚至过热而烧坏坏，甚至过热而烧坏坏，甚至过热而烧坏3. 3. 反向峰值电流反向峰值电流反向峰值电流反向峰值电流I IRMRM指二极管加最高反向工作电压时的反向电流反向电流大，指二极管加最高反向工作电压时的反向电流反向电流大，指二极管加最高反向工作电压时的反向电流反向电流大，指二极管加最高反向工作电压时的反向电流反向电流大，说明管子的单向导电性差，说明管子的单向导电性差，说明管子的单向导电性差，说明管子的单向导电性差，I IRMRM受温度的影响，温度越高反向电受温度的影响，温度越高反向电受温度的影响，温度越高反向电受温度的影响，温度越高反向电流越大。

硅管的反向电流较小流越大硅管的反向电流较小流越大硅管的反向电流较小流越大硅管的反向电流较小，，，，锗管的反向电流较大，为硅管的锗管的反向电流较大，为硅管的锗管的反向电流较大，为硅管的锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍几十到几百倍几十到几百倍几十到几百倍基本元件基本元件—二极管二极管--主要参数主要参数80一一 整流电路整流电路 1 、、 作用作用:把交流电转换成脉动直流电把交流电转换成脉动直流电. 半波整流半波整流 2、分类、分类: 全波整流全波整流 桥式整流桥式整流 倍压整流倍压整流基本元件基本元件—二极管二极管--应用81io + uo= uc  RLV1V4V3V2+u 电容滤波电容滤波V 导通时给导通时给 C 充电，充电，V 截止时截止时 C 向向 RL 放电放电；；1. 电路和工作原理电路和工作原理滤波后滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高的波形变得平缓，平均值提高电容电容充电充电电容电容放电放电C基本元件基本元件—二极管二极管--应用82 1. RL未接入时未接入时u2tuot设设t1时刻接时刻接通电源通电源t1整流电路为整流电路为电容充电电容充电充电结束充电结束没有电容没有电容时的输出时的输出波形波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–83 2. RL接入（且接入（且RLC较大）较大）u2tuotau1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–滤波输出滤波输出整流电路的整流电路的输出电流输出电流iDiD84 一般取一般取(T:电源电压的周期电源电压的周期)近似估算近似估算:Uo=（（1.1-1.2））U2。

2) 流过二极管瞬时电流很大流过二极管瞬时电流很大RLC 越大越大  Uo越高越高 负载电流的平均值越大负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短整流管导电时间越短  iD的峰值电流越大的峰值电流越大电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点(1) 输出电压输出电压 Uo与放电时间常数与放电时间常数 RLC 有关RLC 愈大愈大 电容器放电愈慢电容器放电愈慢  Uo(平均值平均值)愈大愈大85 输出波形随负载输出波形随负载 电阻电阻 RL 或或 C 的变化而改变的变化而改变, Uo 也随之也随之改变如如: RL 愈小愈小( IL 越大越大), Uo下降多结论：结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合较小且负载变动不大的场合3) 输出特性输出特性(外特性外特性)uo电容电容滤波滤波纯电阻负载纯电阻负载1.4U20.9U20IL基本元件基本元件—二极管二极管--应用86 元件选择元件选择 (1) (1) 电容选择电容选择: : 滤波电容滤波电容C C的大小取决于放电回路的时间常的大小取决于放电回路的时间常数数, , R RL LC C愈大愈大, , 输出电压脉动就愈小输出电压脉动就愈小, , 通常取通常取R RL LC C为脉动电压中最低为脉动电压中最低次谐波周期的次谐波周期的3 3～～5 5倍倍, , 即即（桥式、全波）          （半波）                      (2) 整流二极管的选择。

 正向平均电流为 基本元件基本元件—二极管二极管--应用（半波）                      （桥式、全波）          87例例：： 单单相相桥桥式式电电容容滤滤波波整整流流，，交交流流电电源源频频率率 f = 50 Hz，，负负载载电电阻阻 RL = 40  ，要求直流输出电压，要求直流输出电压 UO = 20 V，选择，选择整流二极管整流二极管及及滤波电容滤波电容 [ [解解] ]1. 选二极管选二极管选二极管应满足：选二极管应满足：IF   (2   3) ID可选：可选：2CZ55C( (IF = 1 A，，URM = 100 V) )或或 1 A、、100 V 整流桥整流桥电流平均值：电流平均值：承受最高反压：承受最高反压：2. 选滤波电容选滤波电容可选可选：： 1 000  F，耐压，耐压 50 V 的电解电容的电解电容基本元件基本元件—二极管二极管--应用88 倍压整流电路1 二倍压整流电路二倍压整流电路u2的正半周时：的正半周时：D1导通，导通，D2截止，理截止，理想情况下，电容想情况下，电容C1的电压充到：的电压充到：u2的负半周时：的负半周时：D2导通，导通，D1截止，理截止，理想情况下，电容想情况下，电容C2的电压充到：的电压充到：负载上的电压：负载上的电压：+–u1u2+–D1C2C1D2uoRL基本元件基本元件—二极管二极管--应用89UZIZIZM  UZ  IZ 稳压二极管伏安特性稳压二极管伏安特性稳压二极管伏安特性稳压二极管伏安特性 稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作时加反向电压时加反向电压时加反向电压时加反向电压使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻 稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两电流变化很大，但其两电流变化很大，但其两电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用端电压变化很小，利用端电压变化很小，利用端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路此特性，稳压管在电路此特性，稳压管在电路此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。

中可起稳压作用中可起稳压作用中可起稳压作用UIO基本元件基本元件——二极管二极管——稳压二极管稳压二极管稳定电压uoiZDZRiLiuiRL稳压二极管工作原理稳压二极管工作原理稳压二极管工作原理稳压二极管工作原理D DZ Z：稳压管，：稳压管，：稳压管，：稳压管，ui i保障其保障其保障其保障其处于反向击穿状态处于反向击穿状态处于反向击穿状态处于反向击穿状态R R：限流电阻，保证：限流电阻，保证：限流电阻，保证：限流电阻，保证D DZ Z中电流不超过最大稳定中电流不超过最大稳定中电流不超过最大稳定中电流不超过最大稳定电流电流电流电流 I IZMZMRL L：负载电阻：负载电阻：负载电阻：负载电阻工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：当输入电压当输入电压当输入电压当输入电压uiui变化时，如：变化时，如：变化时，如：变化时，如：      RLuouiuRuoiziuouDuo可维持不变可维持不变当负载变化时，如：当负载变化时，如：当负载变化时，如：当负载变化时，如：      uDuRiziuouo可维持不变可维持不变91基本元件基本元件——二极管二极管——稳压二极管稳压二极管3. 3. 主要参数主要参数稳定电压稳定电压稳定电压稳定电压U UZ Z : : 稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作( (反向击穿反向击穿反向击穿反向击穿) )时管子两端的电压时管子两端的电压时管子两端的电压时管子两端的电压电压温度系数电压温度系数电压温度系数电压温度系数   ｕｕｕｕ: : 环境温度每变化环境温度每变化环境温度每变化环境温度每变化1 1   C C引起引起引起引起稳压值变化的稳压值变化的稳压值变化的稳压值变化的百分数百分数百分数百分数。

低于低于6V的稳压管，电压温度系数为负；高于的稳压管，电压温度系数为负；高于6V的稳压管，电压温度系数为的稳压管，电压温度系数为 正；正；而而6V左右的管子稳压值受温度变化影响的比较小左右的管子稳压值受温度变化影响的比较小 对于温度变化范围比较大，又要求稳压值的温度稳定性好，对于温度变化范围比较大，又要求稳压值的温度稳定性好，可选用具有温度补偿的稳压管也可以将两个同型号稳压管反可选用具有温度补偿的稳压管也可以将两个同型号稳压管反向串接起来使用，方可达到目的向串接起来使用，方可达到目的 动态电阻动态电阻动态电阻动态电阻: : : :稳压管电压的变化量与电流变化量的比值稳压管电压的变化量与电流变化量的比值 r rZ Z愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好稳定电流稳定电流稳定电流稳定电流 I IZ Z 、最大稳定电流、最大稳定电流、最大稳定电流、最大稳定电流 I IZMZM最大允许耗散功率最大允许耗散功率最大允许耗散功率最大允许耗散功率 P PZM ZM = = U UZ Z I IZMZM2 21 192R RI IR R+ +v vo ov vi i- -+ +- -D DZ ZR RL LI IO O在在在在R R R RL L L L= = = =    时（即负载开路），流经稳压时（即负载开路），流经稳压时（即负载开路），流经稳压时（即负载开路），流经稳压管的电流最大，此时的最大管耗值为：管的电流最大，此时的最大管耗值为：管的电流最大，此时的最大管耗值为：管的电流最大，此时的最大管耗值为：在流经稳压管的电流为其稳定电流值时，稳压管在流经稳压管的电流为其稳定电流值时，稳压管在流经稳压管的电流为其稳定电流值时，稳压管在流经稳压管的电流为其稳定电流值时，稳压管的管耗最小，其值为：的管耗最小，其值为：的管耗最小，其值为：的管耗最小，其值为：（（（（1 1 1 1）稳压管功率）稳压管功率）稳压管功率）稳压管功率（（（（2 2 2 2））））（（（（3 3 3 3））））基本元件基本元件—稳压二极管稳压二极管—应用稳压电路参数计算L93R RI IR RV VI I= =9V9VD DZ ZV VZ Z=6V=6VR RL LI IO O=20mA=20mA选择的稳压管应为：选型号选择的稳压管应为：选型号选择的稳压管应为：选型号选择的稳压管应为：选型号为为为为2DZ7A2DZ7A2DZ7A2DZ7A中中中中V V V VZ Z Z Z=6V=6V=6V=6V的稳压管。

的稳压管的稳压管的稳压管查查查查2DZ7A2DZ7A2DZ7A2DZ7A的有关参数：的有关参数：的有关参数：的有关参数：V V V VZ Z Z Z=6V=6V=6V=6V，，，，I I I IZ Z Z Z=10mA=10mA=10mA=10mA，，，，I I I IZMZMZMZM=30mA=30mA=30mA=30mA，对照题，对照题，对照题，对照题意，该稳压管可以满足要求意，该稳压管可以满足要求意，该稳压管可以满足要求意，该稳压管可以满足要求对于限流电阻对于限流电阻对于限流电阻对于限流电阻R R R R，其压降为，其压降为，其压降为，其压降为3V3V3V3V，其电流为，其电流为，其电流为，其电流为I I I IO O O O+ + + +I I I IZ Z Z Z＝＝＝＝30mA30mA30mA30mA，因，因，因，因此限流电阻此限流电阻此限流电阻此限流电阻R R R R的值为的值为的值为的值为3V/30mA=1003V/30mA=1003V/30mA=1003V/30mA=100ΩΩΩΩ，功耗为，功耗为，功耗为，功耗为90mW90mW90mW90mW，所以应，所以应，所以应，所以应选选选选100100100100ΩΩΩΩ ，，，，1/4W1/4W1/4W1/4W的电阻。

的电阻基本元件基本元件—稳压二极管稳压二极管--应用限流电阻参数设计限流电阻参数设计94UZW=10V        ui=12VR=200      Izmax=12mAIzmin=2mA  RL=2k (1.5 k ~4 k) 负载变化负载变化,但但iZ仍在仍在12mA和和2mA之间之间,所以稳压管仍所以稳压管仍能起稳压作用能起稳压作用iL=         =          =         =5（mA）i=               =               =10(mA ） iZ = i - iL=10-5=5 （mA）RL=1.5 k , iL=        =6.7（mA）, iZ =10-6.7=3.3（mA）RL=4 k ,    iL=       =2.5（mA）,   iZ =10-2.5=7.5（mA）稳压管动态范围计算稳压管动态范围计算iiL95ak和普通二极管的区别和普通二极管的区别 1.1.多数载流子导电器件，不存在少数载流多数载流子导电器件，不存在少数载流子在子在PNPN结附近积累和消散的过程，所以，结附近积累和消散的过程，所以，结电容非常小，工作速度非常快。

结电容非常小，工作速度非常快2.2.耗尽层相对较薄，其门坎电压和正向压降都比耗尽层相对较薄，其门坎电压和正向压降都比PNPN结二极管低结二极管低( (约低约低0.2V)0.2V)反向击穿电压也较低，不高于反向击穿电压也较低，不高于60V60VPN结二极管结二极管肖特基二极管肖特基二极管基本元件基本元件——二极管二极管——肖特基二极管肖特基二极管肖特基二极管肖特基二极管是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管，其反向恢复时是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管，其反向恢复时间更短，一般为间更短，一般为1010～～40 ns40 ns肖特基二极管在正向恢复过程中不会有明显的电压肖特基二极管在正向恢复过程中不会有明显的电压过冲，在反向耐压较低的情况下正向压降也很小，明显低于快速恢复二极管，因过冲，在反向耐压较低的情况下正向压降也很小，明显低于快速恢复二极管，因此，其开关损耗和正向导通损耗都很小肖特基二极管的不足是，当所承受的反此，其开关损耗和正向导通损耗都很小肖特基二极管的不足是，当所承受的反向耐压提高时，其正向电压有较大幅度提高它适用于较低输出电压和要求较低向耐压提高时，其正向电压有较大幅度提高。

它适用于较低输出电压和要求较低正向管压降的换流器电路中正向管压降的换流器电路中96放大原理：放大原理：把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用体管的电流放大作用体管的电流放大作用体管的电流放大作用 实质实质实质实质: : : :用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化 三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件B BEC CN NN NP PEBRBE EC CRC发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏 PNPPNP发射结正偏发射结正偏发射结正偏发射结正偏 V VB B< >V VE E集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 V VC C> >V VB B 发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏基本元件基本元件----三极管三极管 VC

硅管优增大一倍硅管优增大一倍硅管优增大一倍硅管优 于锗管2 2 2 2、温度每升高、温度每升高、温度每升高、温度每升高 1 1   C C，，，，U UBEBE将减小将减小将减小将减小 –(2–(2~ ~2.5)mV2.5)mV，，，， 即晶体管具有负温度系数即晶体管具有负温度系数即晶体管具有负温度系数即晶体管具有负温度系数3 3、温度每升高、温度每升高、温度每升高、温度每升高 1 1   C C，，，，    增加增加增加增加 0.5%~1.0%0.5%~1.0%98vMOSFETMOSFET（（Metal Oxide Semiconductor FETMetal Oxide Semiconductor FET）分为结型和绝缘栅）分为结型和绝缘栅型 结型电力场效应晶体管结型电力场效应晶体管一般称作一般称作静电感应晶体管静电感应晶体管SITSIT（（Static Static Induction Transistor——SITInduction Transistor——SIT））v根据导电沟道的类型可分为根据导电沟道的类型可分为N N沟道和沟道和P P沟道两大类；沟道两大类；v根据零栅压时器件的导电状态又可分为耗尽型和增强型两类根据零栅压时器件的导电状态又可分为耗尽型和增强型两类 耗尽型耗尽型——当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道。

增强型增强型——对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道v电力场效应管电力场效应管（（Power MOSFETPower MOSFET）通常主要指）通常主要指绝缘栅型绝缘栅型MOSFETMOSFET，， N N沟道增强型沟道增强型 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管电力场效应管的结构和工作原理99v电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很大区别小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯片表面，横向导电v电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器件的耐电压和耐电流的能力按垂直导电结构的不同，又可分为2 种： V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管电力场效应管的结构和工作原理100v电力场效应晶体管有3 个端子：漏极D、源极S 和栅极Gv当漏极接电源正，源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子处于截止v如果在栅极和源极之间加一正向电压UGS，并且使UGS 大于或等于管子的开启电压UT，则管子开通，在漏源极间流过电流ID。

vUGS 超过UT 越大，导电能力越强，漏极电流越大 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管电力场效应管的结构和工作原理101功率场效应晶体管的特性 Power MOSFET 静态特性主要指输出特性和转移特性与静态特性对应的主要参数有漏极击穿电压、漏极额定电压、漏极额定电流和栅极开启电压等(1) (1) 功率功率MOSFETMOSFET的转移特性的转移特性v转移特性表示功率转移特性表示功率MOSFETMOSFET的输入栅源电压的输入栅源电压U UGSGS与输出漏极电流与输出漏极电流I ID D之间的关系之间的关系转移特性表示功率转移特性表示功率MOSFETMOSFET的放大能力，与的放大能力，与GTRGTR中的电流增益相仿，由于功中的电流增益相仿，由于功率率MOSFETMOSFET是电压控制器件，因此用跨导这一参数来表示是电压控制器件，因此用跨导这一参数来表示 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管跨导定义跨导定义功率功率MOSFETMOSFET的转移特性的转移特性102(3) (3) 功率功率MOSFETMOSFET的开关特性的开关特性因为因为MOSFETMOSFET存在输入电容存在输入电容C Ci i，， C Ci i有充电过程，栅极电压有充电过程，栅极电压U UGSGS呈指呈指数曲线上升数曲线上升, ,当当U UGSGS上升到开启电压上升到开启电压U UT T时，开始出现漏极电流时，开始出现漏极电流i iD D，从脉冲电压的前沿到，从脉冲电压的前沿到i iD D出现，这段时间称为开通延迟时间出现，这段时间称为开通延迟时间t td d。

v随着随着U UGSGS增加，增加，i iD D上升，从有上升，从有i iD D到到i iD D达到稳态值所用时间称为上达到稳态值所用时间称为上升时间升时间t tr r开通时间开通时间t tonon可表示为可表示为 t tonon＝＝t td d＋＋t tr r 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管103v当脉冲电压下降到零时，栅极输入电容当脉冲电压下降到零时，栅极输入电容C Ci i通过信号源内阻通过信号源内阻R RS S和栅极电阻和栅极电阻R RG G开开始放电，栅极电压始放电，栅极电压U UGSGS按指数曲线下降，当下降到按指数曲线下降，当下降到U UGSPGSP时，漏极电流才开始减时，漏极电流才开始减小，这段时间称为关断延迟时间小，这段时间称为关断延迟时间t ts sv之后，之后，C Ci i 继续放电，从继续放电，从i iD D减小，到减小，到U UGSGS＜＜U UT T沟道关断，沟道关断，i iD D下降到零这段时间下降到零这段时间称为下降时间称为下降时间t tf f。

关断时间关断时间t toffoff可表示为可表示为 t toffoff＝＝t ts s＋＋t tf fv由上分析可知，改变信号源内阻由上分析可知，改变信号源内阻R RS S，可改变，可改变C Ci i 充、放电时间常数，影响开关充、放电时间常数，影响开关速度 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管功率功率MOSFETMOSFET的开关特性的开关特性1042. 功率场效应晶体管的主要参数(1) (1) 漏源击穿电压漏源击穿电压U UDSDS：决定了功率：决定了功率MOSFETMOSFET的最高工作电压的最高工作电压2) (2) 栅源击穿电压栅源击穿电压U UGSGS ：表征功率：表征功率MOSFETMOSFET栅源之间能承受的最高电栅源之间能承受的最高电压该参数很重要：因为人体常常带有高压静电，所以在接触压该参数很重要：因为人体常常带有高压静电，所以在接触MOSMOS型器件，包括电力型器件，包括电力MOSFETMOSFET、普通、普通MOSFETMOSFET、、MOSMOS型集成电路时，型集成电路时，可以先用手接触一下接地的导体，将身体的静电放掉，否则容易可以先用手接触一下接地的导体，将身体的静电放掉，否则容易将将GSGS间的绝缘层击穿。

另外，在用烙铁焊间的绝缘层击穿另外，在用烙铁焊MOSMOS型器件时，应将烙型器件时，应将烙铁加热后，拔铁加热后，拔下电源插座，再焊器件下电源插座，再焊器件3) (3) 漏极最大电流漏极最大电流I ID D：表征功率：表征功率MOSFETMOSFET的电流容量一般厂家给定的电流容量一般厂家给定的漏极直流（额定）电流的漏极直流（额定）电流I ID D 是外壳温度为是外壳温度为2525度时的值，所以要考度时的值，所以要考虑裕量，一般为虑裕量，一般为3-53-5倍4) (4) 开启电压开启电压U UT T：又称阈值电压，指功率：又称阈值电压，指功率MOSFETMOSFET流过一定量的漏极流过一定量的漏极电流时的最小栅源电压电流时的最小栅源电压 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管105(5) (5) 通态电阻通态电阻R Ronon：通态电阻：通态电阻R Ronon是指在确定栅源电压是指在确定栅源电压U UGSGS下，下，功率功率MOSFETMOSFET处于恒流区时的直流电阻，是影响最大输出功处于恒流区时的直流电阻，是影响最大输出功率的重要参数率的重要参数6) (6) 极间电容：极间电容：功率功率MOSFETMOSFET的极间电容是影响其开关速度的的极间电容是影响其开关速度的主要因素。

其极间电容分为两类；一类为主要因素其极间电容分为两类；一类为C CGSGS和和C CGDGD，它们，它们由由MOSMOS结构的绝缘层形成的，其电容量的大小由栅极的几结构的绝缘层形成的，其电容量的大小由栅极的几何形状和绝缘层的厚度决定；另一类是何形状和绝缘层的厚度决定；另一类是C CDSDS，它由，它由PNPN结构成，结构成，其数值大小由沟道面积和有关结的反偏程度决定其数值大小由沟道面积和有关结的反偏程度决定v一般生产厂家提供的是漏源短路时的输入电容一般生产厂家提供的是漏源短路时的输入电容C Ci i、共源极、共源极输出电容输出电容C Coutout及反馈电容及反馈电容C Cf f，它们与各极间电容关系表达，它们与各极间电容关系表达式为式为 C Ci i＝＝C CGSGS＋＋C CGDGD C Coutout＝＝C CDSDS＋＋C CGDGD C Cf f＝＝C CGDGDv显然，显然，C Ci i﹑﹑C Coutout和和C Cf f均与漏源电容均与漏源电容C CGDGD有关。

有关 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管106门极驱动电路和缓冲电路门极驱动电路和缓冲电路MOSFET是单极型压控器件，开关速度快但存在极间电容，器件功率越大，极间电容也越大为提高其开关速度，要求驱动电路必须有足够高的输出电压、较高的电压上升率、较小的输出电阻另外，还需要一定的栅极驱动电流 开通时，栅极电流可由下式计算： IGon=CISSUgs/tr=(Ggs+Cgd)ucs/tr 关断时，栅极电流由下式计算： IGoff=CgdUDS/tf 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管1071. 功率场效应晶体管的门极驱动电路功率功率MOSFETMOSFET对栅极驱动电路的要求对栅极驱动电路的要求①①保证功率保证功率MOSFETMOSFET可靠开通和关断，触发脉冲前、后沿要求陡峭可靠开通和关断，触发脉冲前、后沿要求陡峭② ② 减小驱动电路的输出电阻，提高功率减小驱动电路的输出电阻，提高功率MOSFETMOSFET的开关速度的开关速度③③触发脉冲电压应高于管子的开启电压，为了防止误导通，在功触发脉冲电压应高于管子的开启电压，为了防止误导通，在功率率MOSFETMOSFET截止时，能提供负的栅源电压。

截止时，能提供负的栅源电压④ ④ 功率功率MOSFETMOSFET开关时所需的驱动电流为栅极电容的充、放电电流开关时所需的驱动电流为栅极电容的充、放电电流 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管108v⑤ ⑤ 驱动电路应实现主电路与控制电路之间的隔离，避免驱动电路应实现主电路与控制电路之间的隔离，避免功率电路对控制信号造成干扰功率电路对控制信号造成干扰v⑥ ⑥ 驱动电路应能提供适当的保护功能，使得功率管可靠驱动电路应能提供适当的保护功能，使得功率管可靠工作，如低压锁存保护、过电流保护、过热保护及驱动电工作，如低压锁存保护、过电流保护、过热保护及驱动电压箝位保护等压箝位保护等v⑦ ⑦ 驱动电源必须并联旁路电容，它不仅滤除噪声，也用驱动电源必须并联旁路电容，它不仅滤除噪声，也用于给负载提供瞬时电流，加快功率于给负载提供瞬时电流，加快功率MOSFETMOSFET的开关速度的开关速度 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管功率功率MOSFETMOSFET对栅极驱动电路的要求对栅极驱动电路的要求109MOSMOS管的门极驱动电路：管的门极驱动电路： 　　1) 1) 直接驱动直接驱动　　　　V147 R1Q1IRF53020kR2D1D4D3　　电阻电阻R1R1的作用是限流和抑制寄生的作用是限流和抑制寄生振荡，一般为振荡，一般为10ohm10ohm到到100ohm100ohm，，R2R2是为是为关断时提供放电回路的；稳压二极管关断时提供放电回路的；稳压二极管D1D1和和D2D2是保护是保护MOSMOS管的门极和源极；二管的门极和源极；二极管极管D3D3是加速是加速MOSMOS的关断。

的关断 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管110 2) 2) 互补三极管驱动互补三极管驱动 　　　　电阻电阻R1R1和和R3R3的作用是限流和抑制寄生振荡，一般为的作用是限流和抑制寄生振荡，一般为10ohm10ohm到到100ohm100ohm，，R2R2是为关断时提供放电回路的；二极管是为关断时提供放电回路的；二极管D1D1是加速是加速MOSMOS的的关断　　当当MOSMOS管的功率很大时，管的功率很大时，而而PWMPWM芯片输出的芯片输出的PWMPWM信号不足信号不足已驱动已驱动MOSMOS管时，加互补三极管管时，加互补三极管来提供较大的驱动电流来驱动来提供较大的驱动电流来驱动MOSMOS管管　PWMPWM为高电平时，三极管为高电平时，三极管Q3Q3导通，驱动导通，驱动MOSMOS管导通；管导通； PWMPWM为低电平时，三极管为低电平时，三极管Q2Q2导通，加速导通，加速MOSMOS管的关断；管的关断； 111 3) 3) 耦合驱动（利用驱动变压器耦合驱动）耦合驱动（利用驱动变压器耦合驱动）     当驱动信号和功率当驱动信号和功率MOSMOS管不管不共地或者共地或者MOSMOS管的源极浮地的管的源极浮地的时候，比如时候，比如BuckBuck变换器或者双变换器或者双管正激变换器中的管正激变换器中的MOSMOS管，利管，利用变压器进行耦合驱动如右图：用变压器进行耦合驱动如右图：驱动变压器的作用：驱动变压器的作用：1. 1. 解决驱动解决驱动MOSMOS管浮地的问题；管浮地的问题； 2. 2. 解决解决PWMPWM信号与信号与MOSMOS管不共地的问题；管不共地的问题； 3. 3. 一个驱动信号可以分成两个驱动信号；一个驱动信号可以分成两个驱动信号； 4. 4. 减少干扰。

减少干扰112vMOSFET 的集成驱动电路种类很多，下面简单介绍其中几种：vIR2130 /2136是美国生产的28 引脚集成驱动电路，可以驱动电压不高于600V 电路中的MOSFET，内含过电流、过电压和欠电压等保护，输出可以直接驱动6 个MOSFET或IGBT单电源供电，最大20V广泛应用于三相MOSFET 和IGBT 的逆变器控制中功能相同的还有fan7888集成芯片IR2103，IR2110 为半桥式驱动芯片 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管功率功率MOSFET驱动电路驱动电路113功率MOSFET的保护(1) (1) 静电保护静电保护v在静电较强的场合，容易静电击穿，造成栅源短路在静电较强的场合，容易静电击穿，造成栅源短路v① ① 应存放在防静电包装袋、导电材料包装袋或金属容器中取应存放在防静电包装袋、导电材料包装袋或金属容器中取用器件时，应拿器件管壳，而不要拿引线用器件时，应拿器件管壳，而不要拿引线v② ② 工作台和烙铁都必须良好接地，焊接时电烙铁功率应不超过工作台和烙铁都必须良好接地，焊接时电烙铁功率应不超过25W25W，最好使用，最好使用12V12V～～24V24V的低电压烙铁，且前端作为接地点，先的低电压烙铁，且前端作为接地点，先焊栅极，后焊漏极与源极。

焊栅极，后焊漏极与源极v③ ③ 在测试在测试MOSFETMOSFET时，测量仪器和工作台都必须良好接地，时，测量仪器和工作台都必须良好接地，MOSFETMOSFET的三个电极未全部接入测试仪器或电路前，不要施加电压，的三个电极未全部接入测试仪器或电路前，不要施加电压，改换测试范围时，电压和电流都必须先恢复到零改换测试范围时，电压和电流都必须先恢复到零 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管114(2) (2) 栅源间的过电压保护栅源间的过电压保护v适当降低驱动电路的阻抗，在栅源间并接阻尼电阻适当降低驱动电路的阻抗，在栅源间并接阻尼电阻3) (3) 短路、过电流保护短路、过电流保护v功率功率MOSFETMOSFET的过电流和短路保护与的过电流和短路保护与GTRGTR基本类似，仅是快速性要基本类似，仅是快速性要求更高，在故障信号取样和布线上要考虑抗干扰，并尽可能减小求更高，在故障信号取样和布线上要考虑抗干扰，并尽可能减小分布参数的影响分布参数的影响4) (4) 漏源间的过电压保护漏源间的过电压保护 v在感性负载两端并接箝位二极管，在器件漏源两端采用二极管在感性负载两端并接箝位二极管，在器件漏源两端采用二极管VDVD及及RCRC箝位电路或采用箝位电路或采用RCRC缓冲电路。

缓冲电路 基本元件基本元件- -功率场效应晶体管功率场效应晶体管115基本元件基本元件- -绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管IGBTIGBTüGTRGTR和和GTOGTO的的特特点点————双双极极型型，，电电流流驱驱动动，，有有电电导导调调制制效效应应，，通通流流能能力力很强，开关速度较低，所需驱很强，开关速度较低，所需驱 动功率大，驱动电路复杂动功率大，驱动电路复杂üMOSFETMOSFET的的优优点点————单单极极型型，，电电压压驱驱动动，，开开关关速速度度快快，，输输入入阻阻抗抗高高，，热热稳定性好，所需驱动功率小而且驱动电路简单稳定性好，所需驱动功率小而且驱动电路简单Ø两类器件取长补短结合而成的复合器件两类器件取长补短结合而成的复合器件—Bi-MOS—Bi-MOS器件器件Ø  绝绝缘缘栅栅双双极极晶晶体体管管（（Insulated-gate Insulated-gate Bipolar Bipolar Transistor— Transistor— ——IGBT或或IGT））•  GTRGTR和和MOSFETMOSFET复合，结合二者的优点，具有好的特性复合，结合二者的优点，具有好的特性。

•    8080年年代代中中期期问问世世以以来来，，逐逐步步取取代代了了GTRGTR和和一一部部分分MOSFETMOSFET的的市市场场, ,中中小小功率电力电子设备的主导器件功率电力电子设备的主导器件116IGBTIGBT的结构、符号及等效电路的结构、符号及等效电路1.1.IGBTIGBT的结构的结构2.2.IGBTIGBT相当于一个由相当于一个由MOSFETMOSFET驱动的厚基区驱动的厚基区GTRGTR从图中我们还可以从图中我们还可以看到在集电极和发射极之间存在着一个寄生晶闸管，寄生晶闸看到在集电极和发射极之间存在着一个寄生晶闸管，寄生晶闸管有擎住作用采用空穴旁路结构并使发射区宽度微细化后可管有擎住作用采用空穴旁路结构并使发射区宽度微细化后可基本上克服寄生晶闸管的擎住作用基本上克服寄生晶闸管的擎住作用IGBTIGBT的低掺杂的低掺杂N N漂移区较宽，漂移区较宽，因此可以阻断很高的反向电压因此可以阻断很高的反向电压 基本元件基本元件- -IGBTIGBT1172. 绝缘栅双极型晶体管的工作原理v当当U UDSDS＜＜0 0时，时，J J3 3PNPN结处于反偏状态，结处于反偏状态，IGBTIGBT呈反向阻断状态。

呈反向阻断状态v当当U UDSDS＞＞0 0时，分两种情况：时，分两种情况：① ① 若门极电压若门极电压U UG G＜开启电压＜开启电压U UT T，，IGBTIGBT呈正向阻断状态呈正向阻断状态② ② 若门极电压若门极电压U UG G＞开启电压＞开启电压U UT T，，IGBTIGBT正向导通正向导通 基本元件基本元件- -IGBTIGBT118(4) (4) 擎住效应擎住效应vIGBTIGBT为四层结构，存在一个寄生晶闸管，在为四层结构，存在一个寄生晶闸管，在NPNNPN晶体管的晶体管的基极与发射极之间存在一个体区短路电阻，基极与发射极之间存在一个体区短路电阻， P P型体区的横型体区的横向空穴流过此电阻会产生一定压降，对向空穴流过此电阻会产生一定压降，对J J3 3结相当于一个正结相当于一个正偏置电压在规定的集电极电流范围内，这个正偏置电压偏置电压在规定的集电极电流范围内，这个正偏置电压不会使不会使NPNNPN晶体管导通；当晶体管导通；当I IC C大到一定程度时，该偏置电大到一定程度时，该偏置电压使压使NPNNPN晶体管开通，进而使晶体管开通，进而使NPNNPN和和PNPPNP晶体管处于饱和状晶体管处于饱和状态。

于是栅极失去控制作用，这就是所谓的擎住效应于是栅极失去控制作用，这就是所谓的擎住效应 基本元件基本元件- -IGBTIGBT119(5) (5) 安全工作区安全工作区IGBTIGBT开通时的正向偏置安全工作区由电流、电压和功耗三条边界极开通时的正向偏置安全工作区由电流、电压和功耗三条边界极限包围而成最大集电极电流限包围而成最大集电极电流I ICMCM是根据避免动态擎住而确定的，是根据避免动态擎住而确定的，最大集射极电压最大集射极电压U UCEMCEM是由是由IGBTIGBT中中PNPPNP晶体管的击穿电压所确定；最晶体管的击穿电压所确定；最大功耗则由最高允许结温所决定大功耗则由最高允许结温所决定vIGBTIGBT关断时的反向偏置安全工作区与关断时的反向偏置安全工作区与IGBTIGBT关断时的关断时的dudu/ /dtdt有关，有关，dudu/ /dtdt越高，越高，RBSOARBSOA越窄 基本元件基本元件- -IGBTIGBT120 IGBT驱动电路驱动电路1. IGBT的栅极驱动(1) (1) 栅极驱动电路对栅极驱动电路对IGBTIGBT的影响的影响① ① 正向驱动电压正向驱动电压+V+V增加时，增加时，IGBTIGBT输出级晶体管的导通压降和开输出级晶体管的导通压降和开通损耗值将下降，但并不是说通损耗值将下降，但并不是说+V+V值越高越好。

值越高越好② ② IGBTIGBT在关断过程中，栅射极施加的反偏压有利于在关断过程中，栅射极施加的反偏压有利于IGBTIGBT的快速的快速关断③ ③ 栅极驱动电路最好有对栅极驱动电路最好有对IGBTIGBT的完整保护能力的完整保护能力④ ④ 为防止造成同一个系统多个为防止造成同一个系统多个IGBTIGBT中某个的误导通，要求栅极中某个的误导通，要求栅极配线走向应与主电流线尽可能远，且不要将多个配线走向应与主电流线尽可能远，且不要将多个IGBTIGBT的栅极的栅极驱动线捆扎在一起驱动线捆扎在一起 基本元件基本元件- -IGBTIGBT121(2) IGBT(2) IGBT栅极驱动电路应满足的条件栅极驱动电路应满足的条件① ① 栅极驱动电压脉冲的上升率和下降率要充分大栅极驱动电压脉冲的上升率和下降率要充分大② ② 在在IGBTIGBT导通后，栅极驱动电路提供给导通后，栅极驱动电路提供给IGBTIGBT的驱动电压和的驱动电压和电流要具有足够的幅度电流要具有足够的幅度③ ③ 栅极驱动电路的输出阻抗应尽可能地低栅极驱动电路的输出阻抗应尽可能地低v栅极驱动条件与栅极驱动条件与IGBTIGBT的特性密切相关。

设计栅极驱动电路的特性密切相关设计栅极驱动电路时，应特别注意开通特性、负载短路能力和引起的误触发时，应特别注意开通特性、负载短路能力和引起的误触发等问题 基本元件基本元件- -IGBTIGBT1222. IGBT驱动电路 (1) (1) 阻尼滤波门极驱动电路：为了消除可能的振荡现象，阻尼滤波门极驱动电路：为了消除可能的振荡现象，IGBTIGBT的栅射极间接上的栅射极间接上RCRC网络组成阻尼滤波器且连线采用双绞线网络组成阻尼滤波器且连线采用双绞线 基本元件基本元件- -IGBTIGBT123(2) (2) 光耦合器门极驱动电路光耦合器门极驱动电路 ：驱动电路的输出级采用互补：驱动电路的输出级采用互补电路的型式以降低驱动源的内阻，同时加速电路的型式以降低驱动源的内阻，同时加速IGBTIGBT的关断过的关断过程 基本元件基本元件- -IGBTIGBT124(3) (3) 脉冲变压器直接驱动脉冲变压器直接驱动IGBTIGBT的电路的电路v由于是电磁隔离方式，驱动级不需要专门直流电源，简化由于是电磁隔离方式，驱动级不需要专门直流电源，简化了电源结构了电源结构 基本元件基本元件- -IGBTIGBT1253. IGBT的保护(1) (1) 静电保护静电保护vIGBTIGBT的输入级为的输入级为MOSFETMOSFET，所以，所以IGBTIGBT也存在静电击穿的问题。

也存在静电击穿的问题防静电保护极为必要可采用防静电保护极为必要可采用MOSFETMOSFET防静电保护方法防静电保护方法2) (2) 过电流保护过电流保护v与与GTRGTR一样，一样，IGBTIGBT过电流可采用集射极电压状态识别保护过电流可采用集射极电压状态识别保护方法 基本元件基本元件- -IGBTIGBT126功率功率MOSFETMOSFET的串并联的串并联1.1.功率功率MOSFETMOSFET的串联连接的串联连接v一般来说，因功率一般来说，因功率MOSFETMOSFET经常工作在高频开关电路中，常用的经常工作在高频开关电路中，常用的电阻与电容串并联在解决动态均压时，由于分布参数的影响，电阻与电容串并联在解决动态均压时，由于分布参数的影响，难以做到十分满意，所以除非必要，通常不将它们串联工作难以做到十分满意，所以除非必要，通常不将它们串联工作2. 2. 功率功率MOSFETMOSFET的并联连接的并联连接v由于功率由于功率MOSFETMOSFET的导通电阻是单极载流子承载的，具有正的电的导通电阻是单极载流子承载的，具有正的电阻温度系数当电流意外增大时，附加发热使导通电阻自行增阻温度系数。

当电流意外增大时，附加发热使导通电阻自行增大，对电流的正增量有抑制作用，所以功率大，对电流的正增量有抑制作用，所以功率MOSFETMOSFET对电流有一对电流有一定的自限流能力，比较适合于并联使用而不必采用并联均流措定的自限流能力，比较适合于并联使用而不必采用并联均流措施 基本元件基本元件- -电力电子器件的串并联技术电力电子器件的串并联技术 127IGBTIGBT的串并联的串并联1.1.IGBTIGBT的串联连接的串联连接与与MOSFETMOSFET一样，通常一样，通常IGBTIGBT不串联使用不串联使用2. 2. IGBTIGBT的并联连接的并联连接 (1) (1) 并联时的注意事项并联时的注意事项① ① 当并联使用时，使用同一等级当并联使用时，使用同一等级U UCESCES的的模块② ② 并联时，各并联时，各IGBTIGBT之间的之间的I IC C不平衡率不平衡率≤≤18%18%③ ③ 各各IGBTIGBT的开启电压应一致，如开启电压不同，则会产生严重的电流分配不均的开启电压应一致，如开启电压不同，则会产生严重的电流分配不均匀2) (2) 并联时的接线方法并联时的接线方法v在各模块的栅极上分别接上各模块推荐值的在各模块的栅极上分别接上各模块推荐值的R RG G。

栅极到各模块驱动级的配线栅极到各模块驱动级的配线长短及引线电感要相等，否则会引起各模块电流的分配不均匀，并会造成长短及引线电感要相等，否则会引起各模块电流的分配不均匀，并会造成工作过程中开关损耗的不均匀工作过程中开关损耗的不均匀v控制回路的接线应使用双芯线或屏蔽线控制回路的接线应使用双芯线或屏蔽线v主电路需采用低电感接线使接线尽量靠近各模块的引出端，使用铜排或主电路需采用低电感接线使接线尽量靠近各模块的引出端，使用铜排或扁条线，以尽可能降低接线的电感量扁条线，以尽可能降低接线的电感量 基本元件基本元件- -电力电子器件的串并联技术电力电子器件的串并联技术 128集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标 指标参数指标参数 F007 F007典型值典型值 理想值理想值v开环差模增益Aod 106dB ∞v差模输入电阻rid 2MΩ ∞v共模抑制比KCMRR 90dB ∞v输入失调电压UIO 1mV 0vUIO的温漂dUIO/dT(℃) 几μV/ ℃ 0v输入失调电流 IIO(│IB1-IB2│) 20nA 0vIIO的温漂dIIO/dT(℃) 几nA/ ℃ 0 v最大共模输入电压UIcmax ±13Vv最大差模输入电压UIdmax ±30Vv开环-3dB带宽 fH 10Hz ∞v转换速率 SR(=duO/dt│max) 0.5V/μS ∞基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -基础基础129 主要参数1. 1. 开环差模电压增益开环差模电压增益 A Au uo o 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。

运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数 A Au uo o愈高，所构成的运算愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高一般运放的电路越稳定，运算精度也越高一般运放的A Audud在在6060～～120dB120dB之间之间 2.差模输入电阻差模输入电阻Rid是指输入差模信号时运放的输入电阻是指输入差模信号时运放的输入电阻RidRid越大，对信越大，对信号源的影响越小，运放的输入电阻号源的影响越小，运放的输入电阻RidRid一般都在几百千欧以上一般都在几百千欧以上3.3.共模抑制比共模抑制比K KCMRCMRR R :是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，常用是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，常用分贝数来表示不同功能的运放，分贝数来表示不同功能的运放， K KCMRCMRR R也不相同，有的在也不相同，有的在6060～～70dB70dB之间，有之间，有的高达的高达180dB180dB K KCMRCMRR R越大，对共模干扰抑制能力越强越大，对共模干扰抑制能力越强4.最大共模输入电压最大共模输入电压Uicmax :是指在保证运放正常工作条件下，运放所能承受是指在保证运放正常工作条件下，运放所能承受的最大共模输入电压。

共模电压超过此值时，输入差分对管的工作点进入非的最大共模输入电压共模电压超过此值时，输入差分对管的工作点进入非线性区，放大器失去共模抑制能力，共模抑制比显著下降线性区，放大器失去共模抑制能力，共模抑制比显著下降 最大共模输入电压最大共模输入电压UicmaxUicmax定义为，标称电源电压下将运放接成电压跟随器时，定义为，标称电源电压下将运放接成电压跟随器时，使输出电压产生使输出电压产生1 1％跟随误差的共模输入电压值；或定义为下降％跟随误差的共模输入电压值；或定义为下降6dB6dB时所加的时所加的共模输入电压值共模输入电压值 基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -基础基础130 主要参数5.最大差模输入电压最大差模输入电压Uidmax :是指运放两输入端能承受的最大差模输入电压是指运放两输入端能承受的最大差模输入电压超过此电压超过此电压, ,运放输入级对管将进入非线性区，而使运放的性能显著恶化，甚运放输入级对管将进入非线性区，而使运放的性能显著恶化，甚至造成损坏至造成损坏6开环带宽开环带宽BW ：：又称－又称－3dB3dB带宽，是指运算放大器的差模电压放大倍数带宽，是指运算放大器的差模电压放大倍数AudAud在高频段下降在高频段下降3dB3dB所对应的频率所对应的频率f fH H。

7.单位增益带宽单位增益带宽B BWGWG: :是指信号频率增加，使是指信号频率增加，使AudAud下降到下降到1 1时所对应的频率时所对应的频率fTfT，即，即AudAud为为0dB0dB时的信号频率时的信号频率fTfT它是集成运放的重要参数它是集成运放的重要参数741741型运放的型运放的 fTfT＝＝7Hz7Hz，是比较低的是比较低的 基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -基础基础8.输入失调电压输入失调电压:是指为了使输出电压为零而在输入端加的补偿电压实际上是指为了使输出电压为零而在输入端加的补偿电压实际上是指输入电压为零时，将输出电压除以电压放大倍数，折算到输入端的数值称是指输入电压为零时，将输出电压除以电压放大倍数，折算到输入端的数值称为输入失调电压为输入失调电压, ,即即U UIOIO的大小反应了运放的对称程度和电位配合情况的大小反应了运放的对称程度和电位配合情况 U UIOIO越小越好，其量级在越小越好，其量级在2mV-20mV2mV-20mV之间，超低失调和低漂移运放的之间，超低失调和低漂移运放的U UIOIO一般在一般在1μV-20μV1μV-20μV之间之间 131输入失调电压输入失调电压输入失调电压：输入失调电压：为使输出为零，为使输出为零，须在输入端加某一电压。

须在输入端加某一电压基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -基础基础实际是指输入电压为零时，输出电压折合到输入端的电压的负值实际是指输入电压为零时，输出电压折合到输入端的电压的负值输出失调电压：输出失调电压：输入电压为零，运放的输出电压输入电压为零，运放的输出电压增益越大，输出失调电压越大，增益越大，输出失调电压越大，所以，失调电压的调整很重要所以，失调电压的调整很重要 理想集成运放，当输入电压为零时，输理想集成运放，当输入电压为零时，输出电压也应为零（不加调零装置）但出电压也应为零（不加调零装置）但实际上集成运放的差分输入级很难做到实际上集成运放的差分输入级很难做到完全对称，通常在输入电压为零时，存完全对称，通常在输入电压为零时，存在一定的输出电压在一定的输出电压1329.输入失调电流输入失调电流由于输入端有直流偏置电流由于输入端有直流偏置电流、、流过，于是在流过，于是在和和两端产生电压降两端产生电压降和和，， 所以输出端产生的失调电压为所以输出端产生的失调电压为 若取若取，则，则 ——输入失调电流基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -基础基础13310.转换速率转换速率：：放大器的输入信号为高频正弦波，而输出呈三角波时，其放大器的输入信号为高频正弦波，而输出呈三角波时，其三角波的斜率称为转换速率。

表示了输出电压能够跟踪输入电压的能力三角波的斜率称为转换速率表示了输出电压能够跟踪输入电压的能力 转换速率和最大不失真频率转换速率和最大不失真频率转换速率和最大不失真频率转换速率和最大不失真频率转换速率转换速率可用下式表示可用下式表示：：若输出信号为正弦波若输出信号为正弦波，则，则的最大变化速率为的最大变化速率为 为使输出不失真，为使输出不失真，的值应小于或等于转换速率的值应小于或等于转换速率所以所以 ∴∴最大不失真频率最大不失真频率随信号幅值的增加而减少随信号幅值的增加而减少134反相比例运算反相比例运算运算放大器性应用运算放大器性应用时同时存在虚短和虚断时同时存在虚短和虚断虚断虚断虚地虚地为使两输入端对地直流电阻相等为使两输入端对地直流电阻相等：：R2 = R1 // R f平衡电阻平衡电阻特点：特点：1. .为深度电压并联负反馈，为深度电压并联负反馈，Auf =   Rf / R 12. 输入电阻较小输入电阻较小RifR ifR if = R13. uIC = 0，对，对 KCMR 的要求低的要求低u+ = u  = 0虚地虚地基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -反相比例运算反相比例运算135 因此，因此，当当R Rs s达到数千欧时，这个电路难以获得高增益达到数千欧时，这个电路难以获得高增益。

另外，反相放大器是另外，反相放大器是并联负反馈电路，该放大器的输入电阻小，故它不能应用到高内阻信号源上并联负反馈电路，该放大器的输入电阻小，故它不能应用到高内阻信号源上 上图为上图为高增益高增益的反相放大器，反馈电压从分压电阻的反相放大器，反馈电压从分压电阻R R3 3和和R R4 4的连接点引出，这仍的连接点引出，这仍是一个电压并联负反馈电路是一个电压并联负反馈电路 由于由于R R3 3/R/R4 4可以取很大值，因此这个电路可以获得很高的电压增益可以取很大值，因此这个电路可以获得很高的电压增益 基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -反相比例运算反相比例运算R R1 1R R2 2u ui i+ +- -R R’ ’- -u u0 0+ +-+AR R4 4R R3 3 对于具有内阻对于具有内阻RsRs的信号源，上面公式中的的信号源，上面公式中的R1R1应应当用当用R1+RsR1+Rs代替，为了不使电压增益受代替，为了不使电压增益受RsRs的太大影的太大影响，响，R1R1应该取大一些但为了保证输入电流远大应该取大一些但为了保证输入电流远大于偏置电流，于偏置电流，R1R1应远小于运放的内阻，对于通用应远小于运放的内阻，对于通用型运放，型运放，R1R1不宜超过数十千欧，反馈电阻不宜超过数十千欧，反馈电阻RFRF越大越大则电压增益越大，则电压增益越大，但要求反馈电流也应远大于偏但要求反馈电流也应远大于偏置电流置电流，，所以所以R Rf f也不能取得过大，通常不宜超过也不能取得过大，通常不宜超过兆欧。

兆欧136分析图示电路输出电压分析图示电路输出电压分析图示电路输出电压分析图示电路输出电压u uo o与输入电压与输入电压与输入电压与输入电压u ui i的关系的关系的关系的关系R R1 1R R2 2u ui i+ +- -R R’ ’- -u u0 0+ +-+AR R4 4R R3 3i i1 1i i2 2i i4 4i i3 3M解：解：解：解： 由虚断可得由虚断可得由虚断可得由虚断可得i i1 1=i=i2 2由虚接可得由虚接可得由虚接可得由虚接可得改进电路，可避免高输入阻抗与高增益的矛盾改进电路，可避免高输入阻抗与高增益的矛盾基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -反相比例运算反相比例运算137反相比例电路的特点：反相比例电路的特点：1. 共模输入电压为共模输入电压为0，因此对运放的共模抑制比，因此对运放的共模抑制比要求低2. 由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是是0，因此带负载能力强接近恒压源因此带负载能力强接近恒压源3. 由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此从由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此从信号源取的电流较大。

对信号源要求较高信号源取的电流较大对信号源要求较高5. 在放大倍数较大时，该电路结构不再适用在放大倍数较大时，该电路结构不再适用 4.输入和输出反相输入和输出反相基本电路-运算放大电路-反相比例运算反相比例运算138同相同相比例运算比例运算基本电路-运算放大电路-同相比例运算同相比例运算139输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻 r ro o 0 0R R1 1R Rf fu ui i+ +- -R R’ ’- -u u0 0+ +-+A基本电路-运算放大电路-同相比例运算同相比例运算•同相放大器实际上是一个电压串联负反馈放大器，因此其输入同相放大器实际上是一个电压串联负反馈放大器，因此其输入阻抗高、输出阻抗低带负载能力强而且增益不受信号源内阻阻抗高、输出阻抗低带负载能力强而且增益不受信号源内阻的影响•共模输入电压为共模输入电压为u ui i，因此对运放的共模抑制比要求较高因此对运放的共模抑制比要求较高•输入与输出同相，放大倍数大于等于输入与输出同相，放大倍数大于等于 1 1特点特点140u ui iR Rf fR Ru u0 0-+Au ui iu u0 0-+A基本电路-运算放大电路-同相比例运算同相比例运算电压跟随器：电压跟随器：电压跟随器：电压跟随器：反相输入端和输出反相输入端和输出反相输入端和输出反相输入端和输出端连接就构成跟随器，端连接就构成跟随器，端连接就构成跟随器，端连接就构成跟随器，特点为特点为特点为特点为高高输入电阻、低输出电阻、电压增输入电阻、低输出电阻、电压增益近似为益近似为1 1，电压跟随器起缓冲、，电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用，完隔离、提高带载能力的作用，完成阻抗匹配的功能。

成阻抗匹配的功能一般输入电阻R和Rf可以省去，但当输入信号较快且幅值大时，有些运放会产生脉冲干扰因此op27运放需加反馈电阻（0.5k-2k欧）I2I1I3VP141 R2 // R3 // R4 = R1// Rf若若 R2 = R3 = R4 ，，则则 uO = uI1+ uI2 Rf = 2R1 同相加法运算同相加法运算基本电路-运算放大电路-同相比例运算同相比例运算142基本差动放大器基本差动放大器                如果满足：如果满足：上式可写为上式可写为基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -减法运算减法运算143基基本本差差动动放放大大器等效电路器等效电路差模信号差模信号 共模信号共模信号144为共模电压增益为共模电压增益为差模电压增益为差模电压增益145共模抑制比共模抑制比CMRR为为为了得到最大的共模抑制比，令为了得到最大的共模抑制比，令，此时，此时，可得，可得146工程上为了减少器件品种和提高工艺性，常常使工程上为了减少器件品种和提高工艺性，常常使此时此时 即即电路只对差模信号进行放大电路只对差模信号进行放大 实实际际上上，，电电路路的的共共模模抑抑制制比比不不仅仅取取决决于于电电阻阻的的匹匹配配精精度度，，还还取取决决于于运运算算放放大大器器的的共共模模抑抑制制比比、、开开环环增增益益和和输输入入阻阻抗抗等等参参数数，，甚甚至至电电路路的的分分布布参参数数也也会会影影响响电电路路的的共共模抑制比。

模抑制比这这种种差差动动放放大大电电路路结结构构简简单单，，但但输输入入电电阻阻较较低低，，增增益益调调节困难，使其应用受到很大限制节困难，使其应用受到很大限制147   高共模抑制比放大电路:用来抑制传感器输出共模电压（包括干用来抑制传感器输出共模电压（包括干扰电压）的放大电路扰电压）的放大电路应用应用于要求共模抑制比大于于要求共模抑制比大于100dB的场合，例如人体心电测量的场合，例如人体心电测量 基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -高共模抑制比放大电路高共模抑制比放大电路 来来自自传传感感器器的的信信号号通通常常都都伴伴随随着着很很大大的的共共模模电电压压(包包括括干干扰扰电电压压)一一般般采采用用差差动动输输入入集集成成运运放放器器来来抑抑制制它它，，但但是是必必须须要要求求外外接接电电阻阻平平衡衡对对称称、、运运算算放放大大器器具具有有理理想想特特性性否否则则，，放放大大器器将将有有共共模模误误差差输输出出，，其其大大小小既既与与外外接接电电阻阻对对称称精精度度有有关关，，又又与与运运算算放放大大器器本本身身的的共模抑制能力有关共模抑制能力有关148Ø典型测量放大电路典型测量放大电路l高共模抑制比放大电路高共模抑制比放大电路lCMRR对电路的影响对电路的影响基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -高共模抑制比放大电路高共模抑制比放大电路共模信号差模信号输入复合信号149基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -高共模抑制比放大电路高共模抑制比放大电路150Ø典型测量放大电路典型测量放大电路l高共模抑制比放大电路高共模抑制比放大电路lCMRR对电路的影响对电路的影响基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -高共模抑制比放大电路高共模抑制比放大电路151CMRR对电路的影响对电路的影响基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -高共模抑制比放大电路高共模抑制比放大电路152ui2ui1R1R2R4R6R5R3=R1∥R2R7 =R4∥R5∥R6uo∞-++N1∞-++N2（一）双运放高共模抑制比放大电路（一）双运放高共模抑制比放大电路1、反相串联结构型、反相串联结构型输出电压为：输出电压为： 当当时输出出电压为零，共模信号得到了抑制。

零，共模信号得到了抑制 基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -高共模抑制比放大电路高共模抑制比放大电路且该电路路的的共共模模抑抑制制能能力力只只与与外外接接电阻阻对称称精精度度有有关关，，但但电路路的的输入阻抗低入阻抗低负载相同，取相同，取通常，为了使通常，为了使153为为了了获获得得零零共共模模增增益益，，上上式式等等号号右右边边第第一一项项必必须须为为零零可取可取此时，电路的差动闭环增益为此时，电路的差动闭环增益为 基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -高共模抑制比放大电路高共模抑制比放大电路154三运放高共模抑制比放大电路ui1ui2uo1uo2R1R0R2R7RPR8R3R4R6uoR5∞+-+N1IR∞-++N2∞-++N3基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -高共模抑制比放大电路高共模抑制比放大电路u单片集成运算放大器单片集成运算放大器AD621，，AD612,AD614155差模增益差模增益 基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -高共模抑制比放大电路高共模抑制比放大电路156这种电路由于这种电路由于、、输出级的外部电阻可以取得较小，有利于提高电阻输出级的外部电阻可以取得较小，有利于提高电阻 的匹配的匹配精度，提高整个电路的共模抑制比。

精度，提高整个电路的共模抑制比的隔离作用的隔离作用，，、、和和器，那么，该电路则可获得相当优良的性能器，那么，该电路则可获得相当优良的性能如果如果选用高精度、低漂移的集成选用高精度、低漂移的集成运算放大运算放大的两输入端之间接入的两输入端之间接入通过调节通过调节、、和和如果在如果在共模补偿电路，共模补偿电路，则可补偿电阻的不对称，获得更高则可补偿电阻的不对称，获得更高的共模抑制比的共模抑制比根据共模抑制比定义，输入级的共模抑制比根据共模抑制比定义，输入级的共模抑制比 分别为分别为、、的共模抑制比的共模抑制比基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -高共模抑制比放大电路高共模抑制比放大电路157电压比较器的电压比较器的电压比较器的电压比较器的功能功能功能功能：：：：利用输出信号的变化，比较两个电压的大小利用输出信号的变化，比较两个电压的大小利用输出信号的变化，比较两个电压的大小利用输出信号的变化，比较两个电压的大小电电电电压压压压比比比比较较较较u ui iU URRu uo o参考电压参考电压参考电压参考电压比较信号比较信号比较信号比较信号电压电压电压电压输出电压输出电压输出电压输出电压==+U+UOMOM-U-UOMOM电压比较器的电压比较器的电压比较器的电压比较器的阈值阈值阈值阈值：：：：指指指指u ui i与与与与U UR R比较时，使比较时，使比较时，使比较时，使输出发生跳变输出发生跳变输出发生跳变输出发生跳变时的时的时的时的u ui i值。

值电压比较器的电压比较器的电压比较器的电压比较器的分类分类分类分类：：：：单限比较器单限比较器单限比较器单限比较器滞回比较器滞回比较器滞回比较器滞回比较器窗口比较器窗口比较器窗口比较器窗口比较器三态比较器三态比较器三态比较器三态比较器基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -电压比较器电压比较器电压比较器电压比较器在频率响应要求不高的场合可采用普通运放（LM358,F108/308）构成的比较器，否则采用专用比较器（LM393/339）158滞回电压比较器滞回电压比较器单限电压比较器电路结构简单、灵敏度高，但抗干扰能力较差单限电压比较器电路结构简单、灵敏度高，但抗干扰能力较差单限电压比较器电路结构简单、灵敏度高，但抗干扰能力较差单限电压比较器电路结构简单、灵敏度高，但抗干扰能力较差优点优点优点优点缺点缺点缺点缺点0 0t tu uo o干扰引起系干扰引起系干扰引起系干扰引起系统误动作统误动作统误动作统误动作解决措施解决措施解决措施解决措施采用滞回采用滞回采用滞回采用滞回比较器比较器比较器比较器基本电路-运算放大电路-比较器比较器0 0t tu uo o回差电压回差电压回差电压回差电压越大，比较器抗干扰能力越强。

越大，比较器抗干扰能力越强越大，比较器抗干扰能力越强越大，比较器抗干扰能力越强U Uth1th1U Uth2th2+U+UOMOM-U-UOMOM只要干扰大小在只要干扰大小在只要干扰大小在只要干扰大小在回差以内，电路回差以内，电路回差以内，电路回差以内，电路不受影响不受影响不受影响不受影响0 0u ui iu uo oU Uth1th1++U UOMOM-U-UOMOMU Uth2th2基本电路-运算放大电路-比较器比较器160窗口比较器窗口比较器 Ui﹥UREF1，， u01 = UOM D1通通u02 = -UOM D2止止} u0 = UOM Ui﹤UREF2，， u01 = -UOM D1止止u02 = UOM D2通通} u0 = UOM UR2 ﹤ui﹤UR1，，u02 = -UOM D2止止} u0 = 0 u01 = -UOM D1止止基本电路-运算放大电路-比较器比较器161 比较器用通用运算放大器和专用集成比较器的区别比较器用通用运算放大器和专用集成比较器的区别 （（1 1）比较器的一个重要指标是它的）比较器的一个重要指标是它的响应时间响应时间，它一般低于，它一般低于10-10-20ns20ns。

响应时间响应时间与与放大器的上升速率和增益放大器的上升速率和增益- -带宽积带宽积有关因此，有关因此，必须选用这两项指标都高的运算放大器作比较器，并在应用中减必须选用这两项指标都高的运算放大器作比较器，并在应用中减小甚至不用相位补偿电容，以便充分利用通用运算放大器本身的小甚至不用相位补偿电容，以便充分利用通用运算放大器本身的带宽来提高响应速度带宽来提高响应速度 （（2 2）当在比较器后面连接数字电路时，专用集成比较器无需添加）当在比较器后面连接数字电路时，专用集成比较器无需添加任何元器件，就可以直接连接，但对通用运算放大器而言，必须任何元器件，就可以直接连接，但对通用运算放大器而言，必须对输出电压采取嵌位措施，使它的高，彽输出电位满足数字电路对输出电压采取嵌位措施，使它的高，彽输出电位满足数字电路逻辑电平的要求逻辑电平的要求基本电路-运算放大电路-比较器比较器162u隔隔离离放放大大电电路路的的输输入入、、输输出出和和电电源源电电路路之之间间没没有有直直接接的的电电路耦合路耦合，即信号在传输过程中没有公共的接地端即信号在传输过程中没有公共的接地端u信号与电源的传递都通过信号与电源的传递都通过变压器耦合变压器耦合或或光电耦合光电耦合。

u隔离放大电路主要用于隔离放大电路主要用于便携式测量仪器便携式测量仪器和和某些测控系统某些测控系统（如生物医学人体测量、自动化试验设备、工业过程控制（如生物医学人体测量、自动化试验设备、工业过程控制系统等）中，能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力系统等）中，能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号传送信号Ø隔离放大电路隔离放大电路l基本原理基本原理 基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -隔离放大电路隔离放大电路163－＋输入放大器R1R1R2RisoCisoR2uo隔离器输    出放大器－＋uducuisoØ隔离放大电路隔离放大电路l基本原理基本原理 特特点点：：普普通通差差动动放放大大电电路路和和测测量量放放大大电电路路，，虽虽然然也也能能抑抑制制共共模模干干扰扰，，但但不不允允许许共共模模干干扰扰电电压压超超过过电电源源电电压压但但隔隔离离放放大大器器不不仅有很强的共模抑制能力，而且能够承受上千伏的高共模电压仅有很强的共模抑制能力，而且能够承受上千伏的高共模电压基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -隔离放大电路隔离放大电路164a) a) 变压器耦合变压器耦合浮置电源输入调制放  大  器耦合变压器输出解调放  大  器输出输入－＋b) b) 光电耦合光电耦合浮置电源光耦合器输    入放大器－＋输    出放大器输出输入LEDVØ隔离放大电路隔离放大电路l基本原理基本原理 基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -隔离放大电路隔离放大电路165①①输入端保护输入端保护是当输入端所加的是当输入端所加的电压过高时会损坏输入级的晶体电压过高时会损坏输入级的晶体管。

在输入端处接入两个反向并管在输入端处接入两个反向并联的二极管，将输入电压限制在联的二极管，将输入电压限制在二极管的正向压降以下；二极管的正向压降以下；②②输出端保护输出端保护是为了防止输出电压过大，是为了防止输出电压过大，可利用稳压管来保护，将两个稳压管反可利用稳压管来保护，将两个稳压管反向串联，将输出电压限制在向串联，将输出电压限制在±(Uz+UD)±(Uz+UD)的范围内，其中，的范围内，其中，UzUz是稳压管的稳定电是稳压管的稳定电压，压，UDUD是它的正向管压降；是它的正向管压降； 3.保护保护基本电路基本电路- -运算放大电路运算放大电路- -使用使用使用使用③③电源保护电源保护 是为了防止正、负电源接反，可用是为了防止正、负电源接反，可用二极管进行保护二极管进行保护 166例题例题A/D变换器要求其输入电压的幅度为变换器要求其输入电压的幅度为0~+5V，现有信号变化范，现有信号变化范围为围为-5V~+5V试设计一电平抬高电路，将其变化范围变为试设计一电平抬高电路，将其变化范围变为0~+5V5V-5V+5V+2.5V电平抬高电路电平抬高电路A/D计算机计算机uiuouo = (ui /2)+2.5 V167例题例题A/D变换器要求其输入电压的幅度为变换器要求其输入电压的幅度为0~+5V，现有信号变化范，现有信号变化范围为围为-5V~+5V。

试设计一电平抬高电路，将其变化范围变为试设计一电平抬高电路，将其变化范围变为0~+5Vuo = (ui /2)+2.5 = (ui +5) /2 Vuo1=-(10/20)(ui+5)=- (ui+5)/2uo=-(20/20)uo1=- -uo1 =(ui+5)/2168基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路v2 2.2.1.2.1滤波器基本知识滤波器基本知识v2 2.2.2.2.2无源滤波电路无源滤波电路v2 2.2.3.2.3简单有源滤波电路简单有源滤波电路v2 2.2.4.2.4二阶压控电压源型滤波电路二阶压控电压源型滤波电路v2 2.2.5.2.5二阶无限增益多路反馈型滤波电路二阶无限增益多路反馈型滤波电路v2 2.2.6.2.6二阶双二阶环滤波电路二阶双二阶环滤波电路v2 2.2.7.2.7有源滤波电路中阻容元件参数的计算有源滤波电路中阻容元件参数的计算v2 2.2.8.2.8集成有源滤波器集成有源滤波器169 滤波器的功能和类型1 1、功能：、功能：滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统，具滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统，具有滤除噪声和分离各种不同信号的功能。

有滤除噪声和分离各种不同信号的功能基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -基本知识基本知识2 2、滤波电路的分类、滤波电路的分类1. 按信号性质分类按信号性质分类模拟滤波器和数字滤波器模拟滤波器和数字滤波器2. 按所用元件分类按所用元件分类无源滤波器和有源滤波器无源滤波器和有源滤波器3. 按电路功能分类按电路功能分类: 4. 按阶数分类按阶数分类: 低通滤波器；高通滤波器；低通滤波器；高通滤波器；带通滤波器；带阻滤波器带通滤波器；带阻滤波器一阶，二阶一阶，二阶 … 高阶高阶5. 按输出波形按输出波形的逼近分类的逼近分类: 巴特沃斯逼近，切比雪夫逼近，巴特沃斯逼近，切比雪夫逼近，贝赛尔逼近贝赛尔逼近170无源滤波器无源滤波器由无源元件由无源元件R、、L、、C组成组成缺点缺点1. 带负载能力差当带负载能力差当RL变化时变化时,输出信号的幅值将随之改变输出信号的幅值将随之改变,滤波滤波特性也随之变化特性也随之变化有源滤波器有源滤波器无源滤波器和有源滤波器无源滤波器和有源滤波器2. 无放大作用由于无放大作用由于R及及C上有信号压降上有信号压降,使输出信号幅值下降。

使输出信号幅值下降3. 过渡带较宽，幅频特性不理想，边沿不过渡带较宽，幅频特性不理想，边沿不陡由有源器件集成运放和无源元件由有源器件集成运放和无源元件R、、C组成组成优点：优点：1. .运放本身对运放本身对RCRC网络影响小网络影响小2. 有源滤波电路中可加电压串联负反馈，使输入电阻高、输出电阻有源滤波电路中可加电压串联负反馈，使输入电阻高、输出电阻低，输入输出之间具有良好的隔离只需把几个低阶滤波电路串起低，输入输出之间具有良好的隔离只需把几个低阶滤波电路串起来就可构成高阶滤波电路，无需考虑级间影响来就可构成高阶滤波电路，无需考虑级间影响3. 除滤波外，还可放大信号，放大倍数容易调节除滤波外，还可放大信号，放大倍数容易调节基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -基本知识基本知识171有源滤波器的缺点有源滤波器的缺点1. 不宜用于高频不宜用于高频因为通用型集成运放的带宽一般较窄因为通用型集成运放的带宽一般较窄一般使用频率在几千赫以下一般使用频率在几千赫以下2. 不宜在高电压、大电流情况下使用不宜在高电压、大电流情况下使用3. 可靠性较差可靠性较差4. 使用时需外接直流电源使用时需外接直流电源。

基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -基本知识基本知识172    无源滤波电路的滤波参数随负载变化；有源滤波电路的滤波无源滤波电路的滤波参数随负载变化；有源滤波电路的滤波参数不随负载变化，可放大，不能输出高电压大电流参数不随负载变化，可放大，不能输出高电压大电流有源滤波电路有源滤波电路    用电压跟随用电压跟随器隔离滤波电器隔离滤波电路与负载电阻路与负载电阻基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -基本知识基本知识无源滤波电路无源滤波电路173四种功能滤波器的幅频特性四种功能滤波器的幅频特性Aup0通带阻带实际理想(a)fHf|Au|低通低通理想实际阻带通带0fLf(b)|Au|Aup高通高通理想实际0f(c)|Au|AupfHfLf0带通带通理想实际0f(d)|Au|AupfHfLf0带阻带阻通带的电压增益截止频率基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -基本知识基本知识174 ω/ω000.51221341.0A-180°-360°0121234ω/ω0四种五价低通滤波器的频率特性四种五价低通滤波器的频率特性1、贝赛尔逼近2、巴特沃斯逼近3、通带波动为0.5dB切比雪夫逼近4、通带波动为2dB切比雪夫逼近第一节第一节 滤波器的基本知识滤波器的基本知识175（三）滤波器的主要特性指标（三）滤波器的主要特性指标1、特征频率：①①通带截频f fp p= =w wp p/(2/(2 ) )为通带与过渡带边界点的频率，在该点为通带与过渡带边界点的频率，在该点信号增益下降到一个人为规定的下限。

信号增益下降到一个人为规定的下限②②阻带截频f fr r= =w wr r/(2/(2 ) )为阻带与过渡带边界点的频率，在该点为阻带与过渡带边界点的频率，在该点信号衰耗信号衰耗( (增益的倒数增益的倒数) )下降到一人为规定的下限下降到一人为规定的下限③③转折频率f fc c= =w wc c/(2/(2 ) )为信号功率衰减到为信号功率衰减到1/2(1/2(约约3dB)3dB)时的频率，时的频率，在很多情况下，常以在很多情况下，常以f fc c作为通带或阻带截频作为通带或阻带截频④④固有频率f f0 0= =w w0 0/(2/(2 ) )为为电路没有损耗时，滤波器的谐振频率，电路没有损耗时，滤波器的谐振频率，复杂电路往往有多个固有频率复杂电路往往有多个固有频率 基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -基本知识基本知识1762 2、增益与衰耗、增益与衰耗滤波器在通带内的增益并非常数滤波器在通带内的增益并非常数①①对低通滤波器通带增益对低通滤波器通带增益K Kp p一般指一般指w w=0=0时的增益；高通指时的增益；高通指w w→∞→∞时的增益；带通则指中心频率处的增益。

时的增益；带通则指中心频率处的增益②②对带阻滤波器，应给出阻带衰耗，衰耗定义为增益的倒对带阻滤波器，应给出阻带衰耗，衰耗定义为增益的倒数③③通带增益变化量通带增益变化量△△K Kp p指通带内各点增益的最大变化量，如指通带内各点增益的最大变化量，如果果△△K Kp p以以dBdB为单位，则指增益为单位，则指增益dBdB值的变化量值的变化量 3 3、阻尼系数与品质因数、阻尼系数与品质因数 阻尼系数是表征滤波器对角频率为是表征滤波器对角频率为w w0 0信号的阻尼作用，是信号的阻尼作用，是滤波器中表示能量衰耗的一项指标滤波器中表示能量衰耗的一项指标阻尼系数的倒数称为品质因数，阻尼系数的倒数称为品质因数，是评价带通与带阻滤波器是评价带通与带阻滤波器频率选择特性的一个重要指标，频率选择特性的一个重要指标，Q= wQ= w0 0/△/△w w式中的式中的△△w w为带通或带阻滤波器的为带通或带阻滤波器的3dB3dB带宽，带宽， w w0 0为中心频率，在很为中心频率，在很多情况下中心频率与固有频率相等多情况下中心频率与固有频率相等三）滤波器的主要特性指标（三）滤波器的主要特性指标基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -基本知识基本知识1774 4、灵敏度、灵敏度 滤滤波波电电路路由由许许多多元元件件构构成成，，每每个个元元件件参参数数值值的的变变化化都都会会影影响响滤滤波波器器的的性性能能。

滤滤波波器器某某一一性性能能指指标标y y对对某某一一元元件件参参数数x x变变化化的的灵灵敏敏度度记作记作S Sx xy y，定义为：，定义为： S Sx xy y= =(d(dy y/ /y y)/(d)/(dx x/ /x x) ) 该该灵灵敏敏度度与与测测量量仪仪器器或或电电路路系系统统灵灵敏敏度度不不是是一一个个概概念念，，该该灵灵敏敏度度越小，标志着电路容错能力越强，稳定性也越高越小，标志着电路容错能力越强，稳定性也越高 5 5、群时延函数、群时延函数 当滤波器幅频特性满足设计要求时，为保证输出信号失真度不超当滤波器幅频特性满足设计要求时，为保证输出信号失真度不超过允许范围，对其相频特性过允许范围，对其相频特性∮∮( (w w) )也应提出一定要求在滤波器也应提出一定要求在滤波器设计中，常用群时延函数设计中，常用群时延函数d d∮∮( (w w)/d)/dw w评价信号经滤波后相位失真评价信号经滤波后相位失真程度群时延函数程度群时延函数d d∮∮( (w w)/d)/dw w越接近常数，信号相位失真越小越接近常数，信号相位失真越小 基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -基本知识基本知识（三）滤波器的主要特性指标（三）滤波器的主要特性指标178基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -基本知识基本知识无源滤波电路无源滤波电路- -二阶二阶二阶RC无源滤波电路可获得较陡的衰减斜率，更好的衰减通带以外的频率成分。

一般电路设计电路中常采用参数相同的电阻和电容，若要取得更好的滤波效果常采用R1=K*R2，C2=K*C1，，K=10这样既保证截止频率的一致性，又能错开电容的谐振频率点，起到更好的滤波效果179低通滤波器用来通过低频信号，抑制或衰减高频信号低通滤波器用来通过低频信号，抑制或衰减高频信号称为滤波电路增益称为滤波电路增益或电压传递函数或电压传递函数输出电压为输出电压为传递函数传递函数通带电压放大倍数通带电压放大倍数通带截止角频率通带截止角频率基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -简单有源滤波电路简单有源滤波电路180RPR1RC+-+反相比例放反相比例放大器大器传递函数：传递函数：通带电压增益通带电压增益基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -简单有源滤波电路简单有源滤波电路181 为了得到较好的滤波效果，通常采用两阶为了得到较好的滤波效果，通常采用两阶RC低通网络上再接一集成运放低通网络上再接一集成运放设设解得解得其中其中令令为通带截止角频率为通带截止角频率基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -简单有源滤波电路简单有源滤波电路( (二二) )简单二阶电路低通滤波简单二阶电路低通滤波182简单二阶低通滤波电路的幅频特性简单二阶低通滤波电路的幅频特性简单二阶低通滤波电路的幅频特性简单二阶低通滤波电路的幅频特性10ω/ω010.370.10-3dB-40dB/十倍十倍频频由幅频特性可见由幅频特性可见ω>>ω0时衰减时衰减的斜率为－的斜率为－40dB/十倍频。

但在十倍频但在ω0附近，其幅频特性与理想的附近，其幅频特性与理想的低通滤波特性相差较大低通滤波特性相差较大改进改进-+ 将电容将电容C1的接地端改的接地端改接到集成运放的输出端接到集成运放的输出端变成变成压控电压源压控电压源型滤波器型滤波器基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -简单有源滤波电路简单有源滤波电路183-+10ω/ω010.0110-30-3dB-40dB/十倍频十倍频0.13dB(1)当当ω<<ω0时，时，Af(ω)/Af=1, 即即20lg[Af(ω)/Af]=0dB(2)当当ω=ω0时，时，Af(ω)/Af=　　　　　　幅值下降了幅值下降了3dB,ω0是电路的通是电路的通带截止角频率带截止角频率阻尼系数:基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -压控电压源型滤波压控电压源型滤波电路电路压控低通滤波184压控压控带通带通滤波器滤波器带通滤波器只让某一频段的信号通过，而带通滤波器只让某一频段的信号通过，而将此频段外的信号加以抑制或衰减，其理将此频段外的信号加以抑制或衰减，其理想幅频特性如图：想幅频特性如图：Af(ω)ω1ω0ω2ω通通阻阻阻阻0带通滤波器可由以带通滤波器可由以ωω1 1为截为截止角频率的高通滤波器和止角频率的高通滤波器和以以ωω2 2为截止角频率的低通为截止角频率的低通滤波器串联而成。

其组成滤波器串联而成其组成原理为：原理为：低通低通高通高通低通低通高通高通通通阻阻阻阻基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -压控电压源型滤波压控电压源型滤波电路电路185压控压控带通带通滤波器滤波器-+HPFMLPF低通低通高通高通称为通带电压放大倍数称为通带电压放大倍数注意注意Abw不同于不同于Af，，Af应应小于小于3，否则电路不，否则电路不能稳定工作能稳定工作幅频特性幅频特性结论结论Q值越大，带通滤波器通带值越大，带通滤波器通带宽度越窄，选择性越好宽度越窄，选择性越好ω/ω010110010-1基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -压控电压源型滤波压控电压源型滤波电路电路186带阻滤波器用来专门抑制某一频段带阻滤波器用来专门抑制某一频段的信号，而让此频段以外的所有信的信号，而让此频段以外的所有信号通过，其理想幅频特性如图：号通过，其理想幅频特性如图：带阻滤波器可由一个高通滤波带阻滤波器可由一个高通滤波器和一个低通滤波器并联而成器和一个低通滤波器并联而成或由带通滤波器与一减法器相或由带通滤波器与一减法器相连而成Af(ω)ω1ω0ω2ω通通阻阻0通通低通低通高通高通低通低通高通高通通通阻阻通通基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -压控电压源型滤波压控电压源型滤波电路电路压控压控带阻带阻滤波器电路图滤波器电路图187压控电压源型滤波电路特点压控电压源型滤波电路特点（（1 1）元件数目相对较少；）元件数目相对较少；（（2 2）元件值分布范围小；）元件值分布范围小；（（3 3）正增益，可调，可获得较高数值和精度的增）正增益，可调，可获得较高数值和精度的增益；益；（（4 4）可使用电位器调整滤波器增益；）可使用电位器调整滤波器增益；（（5 5）输出阻抗低；）输出阻抗低；（（6 6）特性容易调整；）特性容易调整；（（7 7））Q Q值对元件变化的敏感度高（在低值对元件变化的敏感度高（在低Q Q电路不需电路不需要考虑此缺点）。

要考虑此缺点）基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -压控电压源型滤波压控电压源型滤波电路电路188∞-++NY4Y1Y3Y2Y5Rui(t)uo(t)构成：低通，高通，带通不能构成带阻无限增益多路反馈型滤波电路无限增益多路反馈型滤波电路(MFB- Multiple Feedback)基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -无限增益多路反馈型滤波无限增益多路反馈型滤波电路电路189lMFBMFB低通滤波电路低通滤波电路∞-++NC2R1R3R2C1Rui(t)uo(t)基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -无限增益多路反馈型滤波无限增益多路反馈型滤波电路电路190无限增益多路反馈型滤波电路特点（（1 1）负增益，可用于需要倒相的场合；）负增益，可用于需要倒相的场合；（（2 2）通带增益敏感度高，不易于实现精确增益；）通带增益敏感度高，不易于实现精确增益；（（3 3）所用元器件少；）所用元器件少；（（4 4）特性稳定；）特性稳定；（（5 5）输出阻抗低；）输出阻抗低；（（6 6）中心频率易于调整；）中心频率易于调整；（（7 7））Q Q值对元件变化敏感度低（可用于值对元件变化敏感度低（可用于Q Q较高的带通电路中）。

较高的带通电路中）基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -无限增益多路反馈型滤波无限增益多路反馈型滤波电路电路191有源滤波器设计有源滤波器的设计主要包括以下四个过程：有源滤波器的设计主要包括以下四个过程：v确定传递函数v选择电路结构v选择有源器件v计算无源元件参数基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -有源滤波器设计有源滤波器设计设计方法：Ø公式法，公式法， Ø图表法，图表法，Ø计算机辅助设计法和类比法计算机辅助设计法和类比法192典型滤波器的设计典型滤波器的设计 基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -有源滤波器设计有源滤波器设计设计过程应综合考虑如下因素193计算机辅助设计法计算机辅助设计法 1 1、通用、通用EDAEDA软件软件(multisim7)(multisim7)2、各IC公司的专业滤波器设计软件如：MAXIM公司， Burr-Brown的 filter42 Linear Technology :  FilterCAD 3.0基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -有源滤波器设计有源滤波器设计194开关电容滤波电路的工作原理开关电容滤波电路的工作原理u1T2T1C2C1−u2Φ2Φ1++−Φ1Φ2TC充电充电放电放电Φ1高电平Φ2低电平T1导通T2截止u1向C1充电Φ1低电平Φ2高电平T1截止T2导通C1向C2放电基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -集成集成有源滤波器有源滤波器195基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -集成集成有源滤波器有源滤波器如果周期足够小，可以认为充放电过程是连续的，由 一个周期内传递的电量可以求出平均电流 则T1，T2 和C1组成的电路之间可以构成等效电阻RC滤波气的截止频率为196用工作于开关状态的用工作于开关状态的MOS管（构成电子开关）和管（构成电子开关）和小电容组成的开关电容来取代有源滤波电路中的电小电容组成的开关电容来取代有源滤波电路中的电阻元件所构成的滤波电路称为开关电容滤波电路阻元件所构成的滤波电路称为开关电容滤波电路概念：概念：u1ReqC2u2+−+−u1T2T1C2C1−u2Φ2Φ1++−等效等效基本电路基本电路特点：特点：开关电容MOS管T1、T2受时钟信号Φ1、Φ2控制，导通或截止，截止频率与控制频率成正比。

开关电容滤波电路（开关电容滤波电路（SCF））基本电路基本电路- -滤波电路滤波电路- -集成集成有源滤波器有源滤波器单个电容容值不精密，但电容对可以做到精确197主要内容主要内容v2.3.12.3.1电源的主要技术指标电源的主要技术指标v2.3.22.3.2常用的整流滤波电路常用的整流滤波电路v2.3.32.3.3线性稳压电源及其应用线性稳压电源及其应用v2.3.42.3.4开关电源基础开关电源基础v2.3.5 DC-DC2.3.5 DC-DC变换器及其应用变换器及其应用v2.3.62.3.6电源滤波器电源滤波器电源电路—概述198稳压电源类型稳压电源类型输出纹波较小；输出纹波较小；噪声低；效率噪声低；效率较低较低 稳压二极管稳压二极管稳压电路稳压电路开关型开关型稳压电路稳压电路线性线性稳压电路稳压电路常用稳压电路常用稳压电路( (小功率设备小功率设备) )电路最简单，但是电路最简单，但是带负载能力差，一带负载能力差，一般只提供基准电压，般只提供基准电压，不作为电源使用不作为电源使用效率较高，效率较高，纹波较纹波较大，大，目前用的也比目前用的也比较多电源电路—概述199电源电路电源电路——直流稳压电源的主要技术指标直流稳压电源的主要技术指标v主要技术指标：性能参数主要技术指标：性能参数 工作参数工作参数v性能参数性能参数1 1、、稳压系数稳压系数SvSv：又称电压调整率，：又称电压调整率，当输入电压当输入电压VIVI变化时直流稳压电源输出电压变化时直流稳压电源输出电压VOVO稳定的程度稳定的程度 。

2 2、、输出系数输出系数RoRo：又称负载调整率，：又称负载调整率，体现了抗负载变化的能力体现了抗负载变化的能力3 3、、纹波抑制比纹波抑制比SripSrip：：输入纹波电压峰－峰值输入纹波电压峰－峰值与输出纹波电压峰－峰值之比，体现对交流纹波与输出纹波电压峰－峰值之比，体现对交流纹波电压的抑制能力电压的抑制能力4 4、、温度系数温度系数STST：：电源工作温度最大变化范电源工作温度最大变化范围内（围内（Tmin≤Ti≤TmaxTmin≤Ti≤Tmax）直流稳压电源输出电）直流稳压电源输出电压的相对变化的百分比值压的相对变化的百分比值200v主要技术指标：性能参数主要技术指标：性能参数 工作参数工作参数v工作参数工作参数1 1、输出电压及调节范围：、输出电压及调节范围： Uomax——UominUomax——Uomin2 2、最大输出电流、最大输出电流IomaxIomax：稳压电源能够向负载提供的最：稳压电源能够向负载提供的最大电流3 3、功耗、功耗P P：将交流变成直流的过程中要消耗功率，并将：将交流变成直流的过程中要消耗功率，并将消耗的功率转换成热，主要由稳压电路消耗消耗的功率转换成热，主要由稳压电路消耗。

电源电路电源电路——直流稳压电源的主要技术指标直流稳压电源的主要技术指标201１. RC – 型滤波器uoRu2u1C1C2uo1´RL电源电路电源电路——整流滤波电路的设计整流滤波电路的设计R R愈大，愈大，C C2 2愈大，滤波效果愈好但愈大，滤波效果愈好但R R太大，将使直流压降增加太大，将使直流压降增加主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合202uoRu2u1C1C2uo1´RLuo的交流分量的基波的幅值：的交流分量的基波的幅值：203２、２、 L L- -C C 型滤波电路型滤波电路u2u1LuoCRLuo1设设uo1的直流分量为的直流分量为U´O，交流分量的基波的幅值，交流分量的基波的幅值为为U´O1m，：，：电源电路电源电路——整流滤波电路的设计整流滤波电路的设计204３、３、LC LC ––  型滤波电路型滤波电路u2u1LuoC2RLuo1C1显然，显然， LC –  型滤波电路输出电压的脉动系数比只有型滤波电路输出电压的脉动系数比只有LC滤波时更小，滤波时更小，波形更加平滑波形更加平滑；由于在输入端接入了；由于在输入端接入了电容，因而较只有电容，因而较只有LC滤波时，滤波时，提高了输出电压提高了输出电压。

电源电路电源电路——整流滤波电路的设计整流滤波电路的设计滤波效果比滤波效果比LC 滤波器更好，但整流二极管中的滤波器更好，但整流二极管中的 冲击电流较大冲击电流较大205四． 倍压整流电路 利用滤波电容的充放电作用，将多个电容和二极利用滤波电容的充放电作用，将多个电容和二极管组合可获得倍数于变压器附边电压的输出电压管组合可获得倍数于变压器附边电压的输出电压1、二倍压整流电路、二倍压整流电路u2的正半周时：的正半周时：D1导通，导通，D2截止，理想情况下，电截止，理想情况下，电容容C1的电压：的电压：u2的负半周时：的负半周时：D2导通，导通，D1截止，理想情况下，电截止，理想情况下，电容容C2的电压：的电压：输出端的电压：输出端的电压：即二倍压电压即二倍压电压206v整流滤波电路的设计整流滤波电路的设计v桥式整流为例桥式整流为例1 1、整流二极管的选择：、整流二极管的选择：U Uimim为输入为输入交流电压的振幅交流电压的振幅2 2、滤波电容的选择：、滤波电容的选择：T T为周期、还要注为周期、还要注意耐压意耐压3 3、电压变压器的选择：、电压变压器的选择：UoUo、、I IL L为整流滤为整流滤波输出的电压电流、波输出的电压电流、U U2 2、、I I2 2为变压器次为变压器次级电压电流有效值。

级电压电流有效值4 4、输出纹波的估算、输出纹波的估算电源电路电源电路——整流滤波电路的设计整流滤波电路的设计207v整流滤波电路的设计整流滤波电路的设计v桥式整流为例：设计整流滤波电路，由市电供电，输出桥式整流为例：设计整流滤波电路，由市电供电，输出24V24V，，输出电流输出电流1A1A，纹波电压有效值小于，纹波电压有效值小于2V2V1 1、整流二极管的选择：、整流二极管的选择：1N4001 100V1N4001 100V反向电压反向电压 1A 1A的的I IF F2 2、滤波电容的选择：、滤波电容的选择：R RL L＝＝2424Ω、、22002200μμF F3 3、电压变压器的选择：、电压变压器的选择：U U2 2=20V=20V、、I I2 2＝＝1.5I1.5IL L=1.5A=1.5A、变压器功率、变压器功率需要大于需要大于30W30W4 4、输出纹波的估算：、输出纹波的估算：1.57v1.57v电源电路电源电路——整流滤波电路的设计整流滤波电路的设计208一、基本调整管稳压电路为了使稳压管稳压电路输出大电流，需要加晶体管放大为了使稳压管稳压电路输出大电流，需要加晶体管放大。

稳压原理：电路引入稳压原理：电路引入电压负反馈电压负反馈电压负反馈电压负反馈，稳定输出电压稳定输出电压串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路电源电路电源电路——线性稳压电路线性稳压电路209设设R R2 2的下半部分为的下半部分为R R2 2””控控制制基基极极电电位位，，从从而而就就控控制制了了三三极极管管的的管管压压降降V VCECE，，V VCECE相相当当于于V VR R电电路路由由调调整整管管、、放放大大环环节节、、比比较较环环节节、、基基准准电电压压源源几几个个部分组成部分组成Vbe2Ic2vc2210（（1）稳压原理：若由于某种原因使）稳压原理：若由于某种原因使UO增大增大（（2）输出电压的调节范围）输出电压的调节范围同相比例同相比例运算电路运算电路则则 UO↑→ UN↑→ UB↓→ UO↓二、二、具有放大环节的串联型稳压电路具有放大环节的串联型稳压电路电源电路电源电路——线性稳压电路线性稳压电路211调整管调整管取样电阻取样电阻调整管调整管调整管调整管：是电路的核：是电路的核心，心，UCE随随UI和负载和负载产生变化以稳定产生变化以稳定UO比较放大比较放大基准电压基准电压基准电压基准电压基准电压基准电压：是：是UO的的参考电压。

参考电压取样电阻取样电阻取样电阻取样电阻：： 对对UO 的取样，与基准电压共同决定的取样，与基准电压共同决定UO 比较放大比较放大比较放大比较放大：将：将UO 的取样电压与基准电压比较后放大，决定的取样电压与基准电压比较后放大，决定电路的稳压性能电路的稳压性能三、三、串联型稳压电路串联型稳压电路的基本组成及其作用的基本组成及其作用电源电路电源电路——线性稳压电路线性稳压电路212串联稳压电源串联稳压电源Uce1R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2Uce2UzB1稳压原理分析：稳压原理分析：UoUo增大增大 取样电压取样电压 T2T2导通程度导通程度 Uce2 Uce2 UB1 =Uce2+Uz T1的导通程度的导通程度 Uce1 Uo=Ui-Uce1 UoUce1 Uo=Ui-Uce1 Uo稳定取样取样电压电压电源电路电源电路——线性稳压电路线性稳压电路改进213限流型过流限流型过流保护电路保护电路输出电流输出电流取样电阻取样电阻电源电路电源电路——线性稳压电路线性稳压电路限流保护电路保护电路保护电路R+-UoRL+–T1IB1T2IC2URUBIo比较放大环节比较放大环节I+–Ui正常正常工作区工作区0UOIOIOmax当当Io增大增大, , T2导通。

导通IB1减小，限制了减小，限制了Io的增大214线性三端线性三端集成稳压器集成稳压器的分类的分类1 1. .三端固定正输出三端固定正输出 ，，国标型号国标型号为为CW78--/CW78M--/CW78L--CW78--/CW78M--/CW78L--2.三端固定负输出三端固定负输出  ，，国标型号国标型号为为CW79--/CW79M--/CW79L--CW79--/CW79M--/CW79L--3.三端可调正输出三端可调正输出  ，，国标型号国标型号为为CWCW1 117--/CW17--/CW1 117M--/CW17M--/CW1 117L-17L- CWCW2 217--/CW17--/CW2 217M--/CW17M--/CW2 217L--17L-- CW CW3 317--/CW17--/CW3 317M--/CW17M--/CW3 317L--17L--4.4.三端可调负输出三端可调负输出  ，，国标型号国标型号为为CWCW1 137--/CW37--/CW1 137M--/CW37M--/CW1 137L-37L- CW CW2 237--/CW37--/CW2 237M--CW37M--CW2 237L--37L-- CW CW3 337--/CW37--/CW3 337M--/CW37M--/CW3 337L--37L--5.5.三端低压差三端低压差  1.5A 0.5A 0.1A1.5A 0.5A 0.1A6. 6. 大电流三端大电流三端  以上以上1 1------为军品级为军品级；；2 2------为工业品级为工业品级；；3 3------为民品级为民品级。

军品级军品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-55℃-55℃～～150℃150℃；； 工业品级工业品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-25℃-25℃～～150℃150℃；； 民品级民品级多为塑料封装，工作温度范围多为塑料封装，工作温度范围0℃0℃～～125℃125℃电源电路电源电路——线性稳压电路线性稳压电路215线性集成稳压应用电路线性集成稳压应用电路v三端集成稳压电路的输入、输三端集成稳压电路的输入、输出和接地端绝不能接错，不然出和接地端绝不能接错，不然容易烧坏容易烧坏v一般最小输入、输出电压差约一般最小输入、输出电压差约为为2V2V，否则不能输出稳定的电，否则不能输出稳定的电压，一般应使电压差保持在压，一般应使电压差保持在4-4-5V 5V v安装足够大的散热器安装足够大的散热器 ，散热，散热片总是和最低电位的第片总是和最低电位的第③③脚相脚相连连 vC1C1，， C C4 4改善纹波特性，改善纹波特性，C2C2消消除芯片自激震荡和改善瞬态响除芯片自激震荡和改善瞬态响应，应， C3C3减小高频干扰。

减小高频干扰LM78052UoU1C2C3C4C三端集成稳压电路的典型应用123LM79052UoU1C2C3C4C123INOUTGNDINOUTGNDDμF  33 . 0μF  1 . 0μF 001μF 202由于稳压管反相电压较低，当输入无电压时，反并联二极管D用于泄放C4电容能量电源电路电源电路——线性稳压电路线性稳压电路216v散热器问题散热器问题 例如：例如：7878系列稳压器，压差系列稳压器，压差4V4V，最大电流，最大电流1A1A，，TOTO－－220220封装封装最高结温最高结温125125°C°C，管芯到环境的热阻为，管芯到环境的热阻为5454°C/W°C/W（结到管壳（结到管壳4 4°C/W°C/W，管壳到环境，管壳到环境5050°C/W°C/W），），如果环境为如果环境为2525°C°C，管芯则为，管芯则为241241°C°C，集成电路进入过热保护状，集成电路进入过热保护状态 54*4+25=24154*4+25=241°C °C ，大于，大于 125°C 125°C 问：如果压差为问：如果压差为3V3V，不加散热器时，最大电流不能超过多少，不加散热器时，最大电流不能超过多少？？ （（125-25125-25））/54/3V=600mA/54/3V=600mA电源电路电源电路——线性稳压电路线性稳压电路217v散热器的选择散热器的选择 例：使用例：使用TOTO－－3 3封装的封装的LM117LM117进行可调稳压，电网电压波动进行可调稳压，电网电压波动1010％，选择次级输出％，选择次级输出17V17V的变压器，要求稳压范围在的变压器，要求稳压范围在1.5V—1.5V——15V—15V之间，最大输出电流为之间，最大输出电流为1A1A，问对散热器有何要求。

已，问对散热器有何要求已知结到外壳热阻为知结到外壳热阻为2.32.3°C/W°C/W，稳压器到散热器不绝缘，并充，稳压器到散热器不绝缘，并充以硅胶导热，其热阻为以硅胶导热，其热阻为0.1 0.1 2.32.3°C/W°C/W，， LM117LM117工作结温为工作结温为125125°C/W°C/W，环境温度为，环境温度为25°C/W25°C/W 计算过程：计算过程： 1 1、、 电网电压波动电网电压波动1010％，选择次级输出％，选择次级输出17V17V的变压器，的变压器， 17*1.2=20.4V 17*1.2=20.4V 稳压器输入电压稳压器输入电压 10% 10%的电压波动，的电压波动，20.4V20.4V±2.04V= 18.36V±2.04V= 18.36V到到22.44V22.44V 2 2、稳压范围在、稳压范围在1.5V——15V1.5V——15V之间之间 故压差范围为故压差范围为 18.36—15=3.36V 18.36—15=3.36V 22.44-1.5=20.94V22.44-1.5=20.94V 3 3、最大输出电流为、最大输出电流为1A1A，则最大耗散，则最大耗散 20.94V20.94V *1A=20.94W *1A=20.94W 4 4、总热阻：（、总热阻：（125-25125-25））/ 20.94=4.78 / 20.94=4.78 °C/W°C/W 5 5、、4.78-2.3-0.1=2.384.78-2.3-0.1=2.38°C/W°C/W，留给散热器的热阻。

留给散热器的热阻 6 6、查表，得、查表，得V=HLB=200 cm3V=HLB=200 cm3 电源电路电源电路——线性稳压电路线性稳压电路218v大电流稳压器大电流稳压器vNSNS公司的公司的 LM196/396LM196/396大电流可调稳压器大电流可调稳压器 1.25V——15V1.25V——15V范围内可以提供范围内可以提供10A10A电流电流低失稳稳压器低失稳稳压器v失稳电压失稳电压：当输入电压逐渐降低直至输出电压波动超出规定电压时，输入和：当输入电压逐渐降低直至输出电压波动超出规定电压时，输入和输出电压之差为失稳电压输出电压之差为失稳电压vLT/LM108xLT/LM108x系列低压差三端线性稳压器：输入输出压差系列低压差三端线性稳压器：输入输出压差1 .5V1 .5V就能正常就能正常工作 固定式固定式 LM1084——NSLM1084——NS公司公司 可调式可调式 LT1083LT1083等等————凌特公司凌特公司电源电路电源电路——线性稳压电路线性稳压电路LM2990/2991LM2990/2991系列负压输出线性稳压器：系列负压输出线性稳压器： 输入输出压差输入输出压差0.6V0.6V就能正常工作就能正常工作 TPS75xxxTPS75xxx系列系列 线性稳压器线性稳压器——TI——TI公司公司 输入输出压差输入输出压差0.6V0.6V就能正常工作就能正常工作 219基准电压源 基准电压源一般可以用稳压管组成的稳压源来承担，基准电压源一般可以用稳压管组成的稳压源来承担，但目前有很多基准电压集成电路，被广泛用作高性能稳压但目前有很多基准电压集成电路，被广泛用作高性能稳压电源的基准电源。

电源的基准电源 TL431主要应用于稳压电源、仪器仪表、可调电源和主要应用于稳压电源、仪器仪表、可调电源和开关电源中，是稳压二极管的良好替代品开关电源中，是稳压二极管的良好替代品 基准集成电路基准集成电路TL431及其应用电路及其应用电路阳极阳极阴极阴极参考参考UiUoR1R2Rp123TL431T1D+24V2.5~24VT2C3856D261I1I2（（a））（（b））REFCATHODANODE10kΩ231电源电路电源电路——线性稳压电路线性稳压电路220 开关电源的基本原理和类型开关电源的基本原理和类型        开关稳压电源的调整管及所有的晶体管大都开关稳压电源的调整管及所有的晶体管大都工作在高频开关状态，截止期间，晶体管无电流，工作在高频开关状态，截止期间，晶体管无电流，因此不消耗功率，而导通时，晶体管的功耗为饱因此不消耗功率，而导通时，晶体管的功耗为饱和压降乘以电流，因此电路的功耗很小，和压降乘以电流，因此电路的功耗很小，效率很效率很高，可达高，可达80%~90%比普通线性稳压电源提高了比普通线性稳压电源提高了近一倍故开关电源近一倍故开关电源SPS（（Switching Power Supply）被誉为）被誉为高效节能型电源。

高效节能型电源 电源电路电源电路——开关电源基础开关电源基础221开关电源的组成开关电源的组成调整管调整管取样取样电路电路脉宽调制电路脉宽调制电路开关调整管控制开关调整管控制滤波滤波频率固定频率固定的三角波的三角波误差放大误差放大续流续流iLUIuBT比较放大器比较放大器比较器比较器uE A CIoR1uFLUOuAUREFuFCR2RLD基准电压基准电压三角波三角波发生器发生器uT电源电路电源电路——开关电源基础开关电源基础222iLUIuBT比较放大器比较放大器比较器比较器uE A CIoR1uFLUOuAUREFuFCR2RLD开关型稳压电路原理开关型稳压电路原理脉宽调制电路脉宽调制电路基准电压基准电压三角波三角波发生器发生器uT1. 取样环节：取样环节： R1 、、R2 分压提取分压提取取样电压取样电压uF（反馈电压）（反馈电压）2. 基准电压环节：基准电压环节：提供稳压的基准电压提供稳压的基准电压UREF3. 放大环节：放大环节：比较放大器比较放大器A，放大差值（，放大差值（ UREF －－uF））4. 调整环节：调整环节：调整管调整管T由开关信号控制通断，稳定输出电压由开关信号控制通断，稳定输出电压UO。

电源电路电源电路——开关电源基础开关电源基础223iLUIuBT比较放大器比较放大器比较器比较器uE A CIoR1uFLUOuAUREFuFCR2RLD基准电压基准电压三角波三角波发生器发生器uT脉宽调制电路脉宽调制电路5. LC滤波器及续流二极管滤波器及续流二极管D：：滤波和续流得到滤波和续流得到平稳的平稳的直流电压直流电压6. 脉宽调制比较器脉宽调制比较器C ：：反相端接反相端接uT （（三角波发生器的输出），三角波发生器的输出），同相端接同相端接uA （（比较放大器输出），输出开关信号比较放大器输出），输出开关信号uB驱动调整管驱动调整管三角波发生器与比较器组成的电路称为脉宽调制电路三角波发生器与比较器组成的电路称为脉宽调制电路(PWM)电源电路电源电路——开关电源基础开关电源基础224开关电源的开关电源的工作原理工作原理1. 1. 分析分析当当uB为高电平为高电平→T饱和、饱和、D截止，截止，uE=UI ,经经LC滤波到负载滤波到负载RL同时同时iL↑→ L和和C储存能量储存能量当当uB为低电平为低电平→T截止、截止、D导通，导通， uE＝－＝－UD≈0，，iLUIuBT比较放大器比较放大器比较器比较器uE A CIoR1uFLUOuAUREFuFCR2RLD基准电压基准电压三角波三角波发生器发生器uTeLD续流续流→ LC泄放能量给泄放能量给RL供电，供电， 输出较平稳的输出较平稳的直流电压直流电压ioio电源电路电源电路——开关电源基础开关电源基础2252. 开关电源电路的基本类型①串联型。

图示的开关电源基本形式即是串联型开关电源，其特点是开关调整管VT与负载RL串联1) 串联型串联型、、并联型并联型和和变压器耦合变压器耦合(并联并联)型开关电源型开关电源电源电路电源电路——开关电源基础开关电源基础226并联型开关电源基本电路并联型开关电源基本电路     ②②并联型并联型并联型开关稳压电源基本电路如图并联型开关稳压电源基本电路如图所示，其工作波形与串联电路基本相同所示，其工作波形与串联电路基本相同因开关管因开关管VT与负载与负载RL并联而称之为并联型此外二并联而称之为并联型此外二极管极管VD通常称之为脉冲整流管，通常称之为脉冲整流管，C为滤波电容为滤波电容227变压器耦合型变压器耦合型开关电源基本电路开关电源基本电路电源电路电源电路——开关电源基础开关电源基础228  (2)(2)自激式和他激式开关电源自激式和他激式开关电源 (3) (3) 脉冲宽度调制式和脉冲频率调制式开关稳压电源脉冲宽度调制式和脉冲频率调制式开关稳压电源 脉冲宽度控制脉冲宽度控制（调宽）式开关电源稳压电路在通过改变（调宽）式开关电源稳压电路在通过改变开关脉冲宽度（控制开关管导通时间）来稳定输出电压的过程开关脉冲宽度（控制开关管导通时间）来稳定输出电压的过程中，开关管的工作频率不改变。

中，开关管的工作频率不改变 脉冲频率控制脉冲频率控制（调频）式开关电源在稳压控制过程中，（调频）式开关电源在稳压控制过程中，改变开关脉冲的占空比的同时，开关管的工作频率也随着发生改变开关脉冲的占空比的同时，开关管的工作频率也随着发生变化，故称之为调频变化，故称之为调频——调宽式稳压电源调宽式稳压电源 自激式不需专设振荡电路，用开关调整管兼做振荡管，自激式不需专设振荡电路，用开关调整管兼做振荡管，只需设置正反馈电路使电路起振工作，因而电路比较简单只需设置正反馈电路使电路起振工作，因而电路比较简单 他激式开关电源需专设振荡器和启动电路，电路结构他激式开关电源需专设振荡器和启动电路，电路结构比较复杂比较复杂2. 开关电源电路的基本类型电源电路电源电路——开关电源基础开关电源基础229三种基本的非隔离开关电源：三种基本的非隔离开关电源：VinVoLIoSDVinVoDLIoS1DS2VinVoDLIoSVo=Vin *D/(1-D)Vo=Vin *DVo=Vin /(1-D)VoVin, 升压型电路VoVin 当D>0.5 升降压型电路Buck ConverterBoost ConverterBuck-Boost Converter电源电路电源电路—DC/DC—DC/DC变换器变换器230三种基本的隔离开关电源：三种基本的隔离开关电源：VinVoSLmDVinVoLSD1D2VinVoLS1D1D2S2正激型变换器反激型变换器桥式变换器电源电路电源电路—DC/DC—DC/DC变换器变换器231 滤波器是抑制交流差模干扰的有效手段之一。

有RC滤波器和LC滤波器等几种 1. RC1. RC滤波器：当信号源为热电偶、应变片等信号变化滤波器：当信号源为热电偶、应变片等信号变化缓慢的传感器时，利用小体积、低成本的无源缓慢的传感器时，利用小体积、低成本的无源RCRC低通滤波器低通滤波器将对串模干扰有较好的抑制效果将对串模干扰有较好的抑制效果 a a）单节）单节RCRC滤波器与放大器的连接滤波器与放大器的连接 b b）双节）双节RCRC滤波器滤波器 c c）低通）低通滤波器图形符号滤波器图形符号 d d）频率特性）频率特性 电源电路电源电路-电源滤波器电源滤波器232交流电源滤波器EMI-FILTER 电源网络吸收了各种高、低频噪声，对此常用LC滤波器来抑制混入电源的噪声 电源电路电源电路-电源滤波器电源滤波器233交流电源滤波器的内部电路 图图中中的的100100 H H电电感感、、0.10.1 F F电电容容组组成成高高频频滤滤波波器器，，用用于于吸吸收收从从电电源源线线传传导导进进来来的的中中短短波波段段的的高高频频噪噪声声干干扰扰；；图图中中两两只只对对称称的的5mH5mH电电感感是是由由绕绕在在同同一一只只铁铁心心两两侧侧、、匝匝数数相相等等的的电电感感绕绕组组构构成成的的，，称称为为共共模模电电感感，，用用于于吸吸收收因因电电源源波波形形畸畸变变而而产产生生的的谐谐波波干扰；图中的压敏电阻用于吸收因雷击等引起的浪涌电压干扰。

干扰；图中的压敏电阻用于吸收因雷击等引起的浪涌电压干扰差模噪声共模噪声234交流电源滤波器的内部电路（续）共模电感共模电感差模电感差模电感电源电路电源电路-电源滤波器电源滤波器2353.1.1 3.1.1 3.1.1 3.1.1 低压电器的基本知识低压电器的基本知识低压电器的基本知识低压电器的基本知识3.1.4 3.1.4 3.1.4 3.1.4 开关电器开关电器开关电器开关电器3.1.2 3.1.2 3.1.2 3.1.2 接触器接触器接触器接触器3.1.3 3.1.3 3.1.3 3.1.3 继电器继电器继电器继电器3.1.5 3.1.5 3.1.5 3.1.5 熔断器熔断器熔断器熔断器3.1.6 3.1.6 3.1.6 3.1.6 主令电器主令电器主令电器主令电器236一、低压电器的分类v按工作电压等级分类v高压电器: 用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上电路中的电器例如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等v低压电器 :用于交流50Hz(或60Hz)，额定电压1200V以下；直流额定电压1500V及以下的电路中的电器例如接触器、继电器等低压电器的基本知识237低压电器的基本知识一、低压电器的分类v按电器的动作性质分 ：v手动电器和自动电器v手动电器 ：用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。

v自动电器 ：借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等（接触器的内部结构上图）238低压电器的基本知识一、低压电器的分类按用途分类按用途分类vv控制电器控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器，例如用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等接触器、继电器、电动机起动器等vv主令电器主令电器 用于自动控制系统中发送动作指令的电器，用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、行程开关、万能转换开关等例如按钮、行程开关、万能转换开关等vv保护电器保护电器 用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器、各种保护继电器、避雷器等热继电器、各种保护继电器、避雷器等vv执行电器执行电器 指用于完成某种动作或传动功能的电器，如指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等电磁铁、电磁离合器等 vv配电电器配电电器 用于电能的输送和分配的电器，例如高压断用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。

239一、低压电器的分类vv按工作原理分类按工作原理分类vv电磁式电器电磁式电器 依据电磁感应原理来依据电磁感应原理来工作，如接触器、各种类型的电磁工作，如接触器、各种类型的电磁式继电器等其结构大都是由两个式继电器等其结构大都是由两个主要部分组成，即感应部分主要部分组成，即感应部分( (电磁机电磁机构构) )和执行部分和执行部分( (触头系统触头系统) ) 感应部分感应部分--------电磁结构电磁结构 执行部分执行部分--------触点（头）触点（头）+ +灭弧灭弧装置装置vv非电量控制电器非电量控制电器 依靠外力或某种依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等继电器、温度继电器等 静触点动触点复位弹簧动铁心静铁心线圈低压电器的基本知识240一、低压电器的分类vv按有无触点分（是否有机械触点）按有无触点分（是否有机械触点）按有无触点分（是否有机械触点）按有无触点分（是否有机械触点）vv有触点电器有触点电器有触点电器有触点电器：按照是否存在机械触点来划分，如前面介：按照是否存在机械触点来划分，如前面介：按照是否存在机械触点来划分，如前面介：按照是否存在机械触点来划分，如前面介绍的继电器、接触器这些常用的低压电器都存在机械触绍的继电器、接触器这些常用的低压电器都存在机械触绍的继电器、接触器这些常用的低压电器都存在机械触绍的继电器、接触器这些常用的低压电器都存在机械触点。

点vv无触点电器无触点电器无触点电器无触点电器：如常见的固态继电器，原理类似于在模拟：如常见的固态继电器，原理类似于在模拟：如常见的固态继电器，原理类似于在模拟：如常见的固态继电器，原理类似于在模拟电子线路中学习到的三极管一样，是通过控制基级和发电子线路中学习到的三极管一样，是通过控制基级和发电子线路中学习到的三极管一样，是通过控制基级和发电子线路中学习到的三极管一样，是通过控制基级和发射级射级射级射级PNPNPNPN节的电流来控制三极管在截至区、放大区、饱和节的电流来控制三极管在截至区、放大区、饱和节的电流来控制三极管在截至区、放大区、饱和节的电流来控制三极管在截至区、放大区、饱和区只是这里的固态继电器的特点是只有两种确定的状区只是这里的固态继电器的特点是只有两种确定的状区只是这里的固态继电器的特点是只有两种确定的状区只是这里的固态继电器的特点是只有两种确定的状态，要么导通，要么截止，类似开关的机械触点开通或态，要么导通，要么截止，类似开关的机械触点开通或态，要么导通，要么截止，类似开关的机械触点开通或态，要么导通，要么截止，类似开关的机械触点开通或是关闭低压电器的基本知识241二、电磁式电器1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。

组成 1-衔铁 2-铁心 3-线圈v 原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯 铁芯铁芯衔铁衔铁线圈线圈 低压电器的基本知识242二、电磁式电器 低压电器的基本知识电磁铁心按励磁电流不同可分为直流电磁铁心和交流电磁铁心直流电磁铁心和交流电磁铁心直流电磁铁心：直流电磁铁心：在稳定状态下直流电磁铁中磁通恒定，铁心中不产生损耗，只有线圈产生热量因此，直流电磁铁的铁心是用整块钢材或工程纯铁制成的，电磁线圈没有骨架，且做成细长形，以增加它和铁心直接接触的面积，利于线圈热量从铁心散发出去交流电磁铁心：交流电磁铁心：交流电磁铁中磁通交变，铁心中有磁滞损耗和涡流损耗，铁心和线圈都产生热量因此，交流电磁铁和铁心一般用硅钢片叠城，以减少铁损，并且将线圈制成粗短形，由线圈骨架把它和铁心隔开，以免铁心的热量传给线圈致使其过热而烧坏243二、电磁式电器 低压电器的基本知识 电压线圈，电流线圈电压线圈，电流线圈交流线圈交流线圈，，直流线圈直流线圈电流线圈电流线圈电流线圈电流线圈：串接在主电路。

特点：扁铜条带或粗铜线绕制，匝数：串接在主电路特点：扁铜条带或粗铜线绕制，匝数：串接在主电路特点：扁铜条带或粗铜线绕制，匝数：串接在主电路特点：扁铜条带或粗铜线绕制，匝数少少少少, ,内阻小电压线圈：电压线圈：电压线圈：电压线圈：并联在电路特点：并联在电路特点：并联在电路特点：并联在电路特点：细铜线绕制，匝数多，阻抗大，细铜线绕制，匝数多，阻抗大，电流小，常用绝缘较好的电线绕制电流小，常用绝缘较好的电线绕制从结构上看，线圈大抵可分为从结构上看，线圈大抵可分为有骨架有骨架有骨架有骨架和和无骨架无骨架无骨架无骨架两种▲▲交流电磁铁的线圈交流电磁铁的线圈交流电磁铁的线圈交流电磁铁的线圈：有骨架式，线圈形状做成矮胖型（考虑到：有骨架式，线圈形状做成矮胖型（考虑到铁心中有磁滞损耗和涡流损耗，为便于散热之故）铁心中有磁滞损耗和涡流损耗，为便于散热之故）▲▲直流电磁机构的线圈直流电磁机构的线圈直流电磁机构的线圈直流电磁机构的线圈：无骨架式，线圈形状做成瘦高型：无骨架式，线圈形状做成瘦高型线圈线圈244短路环的作用单相交流电磁机构存在的问题单相交流电磁机构存在的问题单相交流电磁机构存在的问题单相交流电磁机构存在的问题磁通是交变：衔铁产生强烈的振动和噪音，磁通是交变：衔铁产生强烈的振动和噪音，易使电器结构松散、寿命降低，同时使触易使电器结构松散、寿命降低，同时使触头接触不良，易于熔焊与烧毁。

头接触不良，易于熔焊与烧毁为了消除这一弊端在铁心柱面的一部分 ，嵌入一只铜环，名为短路环，如图所示φ1φ2磁通不同时为零φ1φ2短路环φ1φ2单相交流电磁机构电磁吸力特性单相交流电磁机构电磁吸力特性245单相交流电磁机构中短路环的单相交流电磁机构中短路环的作用作用φ1φ2磁通不同时为零φ1φ2短路环φ1φ2 该短路环相当于变压器副边绕组，圈通入交流电时，铁心柱面产生磁通φ1，该磁通穿过短路环，短路环中产生感应电流也将产生磁通φ2 短路环相当于纯电感电路， φ2滞后于φ1，两个磁通不同时为零，铁心之间始终有磁力吸引，从而克服了衔铁被释放的趋势，使衔铁在通电过程中总是处于吸合状态，明显减小了震动和噪声减小了震动和噪声所以短路环又叫减振环，它通常由康铜或镍铬合金制成246电磁机构的输入输出特性电磁机构的输入输出特性x2 —电磁机构动作值（吸合值）电磁机构动作值（吸合值）x1 —电磁机构返回值（电磁机构返回值（释放值释放值））yo —衔铁释放状态衔铁释放状态y1 —衔铁吸合状态衔铁吸合状态吸合值：衔铁刚产生吸合动作时加给线圈的最小值（电流，电压）吸合值：衔铁刚产生吸合动作时加给线圈的最小值（电流，电压）释放值：衔铁刚产生释放动作时加给线圈的最大值（电流，电压）释放值：衔铁刚产生释放动作时加给线圈的最大值（电流，电压）吸合值吸合值小于小于释放值（迟滞特性）释放值（迟滞特性）为使继电器快速动作，磁路系统采用剩磁很小的软磁材料，也可加非磁性垫片保留气隙，削弱剩磁。

电磁机构的输入输出特性电磁机构的输入输出特性电磁机构的输入输出特性电磁机构的输入输出特性247二、电磁式电器灭弧系统 v 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱， 即电弧撞击电离 热电子发射 热电离　形成电弧v 电弧的危害 ：ü 延长了切断故障的时间；ü 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；ü 形成飞弧造成电源短路事故 248v灭弧装置灭弧措施：降低电弧温度和电场强度降低电弧温度和电场强度常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却电弧和电弧分段拉长电弧、冷却电弧和电弧分段常用的灭弧装置：1）磁吹式灭弧装置（广泛应用于直流接触器中）广泛应用于直流接触器中）磁吹灭弧装置：利用电弧电流本身灭弧，电弧电流愈大，吹弧能力磁吹灭弧装置：利用电弧电流本身灭弧，电弧电流愈大，吹弧能力也越强2）灭弧栅 （常用作交流灭弧装置）常用作交流灭弧装置） 3）灭弧罩 （用于交流和直流灭弧用于交流和直流灭弧采用一个用陶土和石棉水泥做的雨高温的灭弧罩，用以降温和隔弧采用一个用陶土和石棉水泥做的雨高温的灭弧罩，用以降温和隔弧4 4）多断点灭弧）多断点灭弧）多断点灭弧）多断点灭弧249接触器接触器接触器接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。

量控制电路的一种自动开关电器量控制电路的一种自动开关电器量控制电路的一种自动开关电器按操作方式分：电磁接触器、气动接触器和电磁按操作方式分：电磁接触器、气动接触器和电磁按操作方式分：电磁接触器、气动接触器和电磁按操作方式分：电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器气动接触器气动接触器气动接触器按灭弧介质分：空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器；按灭弧介质分：空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器；按灭弧介质分：空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器；按灭弧介质分：空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器； 按主触头控制的电流性质分：交流接触器、直流接触器按主触头控制的电流性质分：交流接触器、直流接触器按主触头控制的电流性质分：交流接触器、直流接触器按主触头控制的电流性质分：交流接触器、直流接触器 ；；；； 按电磁机构的励磁方式分按电磁机构的励磁方式分按电磁机构的励磁方式分按电磁机构的励磁方式分：：：：直流励磁操作与交流励磁操作直流励磁操作与交流励磁操作交流接触器广泛用作电力和负载的开断重点介绍交流接交流接触器广泛用作电力和负载的开断重点介绍交流接交流接触器广泛用作电力和负载的开断。

重点介绍交流接交流接触器广泛用作电力和负载的开断重点介绍交流接触器触器触器触器用途用途用途用途：控制电动机起动、反转、制动和调速等：控制电动机起动、反转、制动和调速等：控制电动机起动、反转、制动和调速等：控制电动机起动、反转、制动和调速等 控制电动机主电路和大电流电路的通断的控制电动机主电路和大电流电路的通断的控制电动机主电路和大电流电路的通断的控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器开关电器开关电器开关电器250交流接触器交流接触器vv交流接触器的基本参数交流接触器的基本参数vv额定电压额定电压 指主触点额定工作电压常用的额定电压值为指主触点额定工作电压常用的额定电压值为220V220V、、380V380V、、660V660V等等vv额定电流额定电流 指主触点在额定工作条件下的电流值常用额定指主触点在额定工作条件下的电流值常用额定电流等级为电流等级为10A10A、、20A20A、、40A40A、、60A60A、、100A100A、、150A150A、、250A250A、、400A400A、、600A600Avv通断能力通断能力 可分为最大接通电流和最大分断电流。

一般通断能可分为最大接通电流和最大分断电流一般通断能力是额定电流的力是额定电流的5 5～～1010倍倍vv动动 作作 值值 可分为吸合电压和释放电压可分为吸合电压和释放电压vv吸引线圈额定电压吸引线圈额定电压 接触器正常工作时，吸引线圈上所加的接触器正常工作时，吸引线圈上所加的电压值vv操作频率操作频率 一般为每小时允许操作次数的最大值一般为每小时允许操作次数的最大值vv寿寿 命命 包括电寿命和机械寿命目前接触器的机械寿包括电寿命和机械寿命目前接触器的机械寿命已达一千万次以上，电气寿命约是机械寿命的命已达一千万次以上，电气寿命约是机械寿命的5%5%～～2020％ 251Ø触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头）Ø电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 Ø灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧1 1．．结构结构 交流接触器交流接触器 接触器的组成：电磁机构、主触点和灭弧系统、辅助触点、反力装置、支架和底座原理：线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力此电磁吸力克服弹簧反力原理：线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力。

此电磁吸力克服弹簧反力原理：线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力此电磁吸力克服弹簧反力原理：线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力此电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合，带动触点机构动作，常闭触点打开，常开触点闭合，互锁或接使得衔铁吸合，带动触点机构动作，常闭触点打开，常开触点闭合，互锁或接使得衔铁吸合，带动触点机构动作，常闭触点打开，常开触点闭合，互锁或接使得衔铁吸合，带动触点机构动作，常闭触点打开，常开触点闭合，互锁或接通线路线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反力，使得通线路线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反力，使得通线路线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反力，使得通线路线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反力，使得衔铁释放，触点机构复位，断开线路或解除互锁衔铁释放，触点机构复位，断开线路或解除互锁衔铁释放，触点机构复位，断开线路或解除互锁衔铁释放，触点机构复位，断开线路或解除互锁252 接触器结构及工作原理接触器结构及工作原理接触器结构及工作原理接触器结构及工作原理~M3~线圈线圈辅助触点辅助触点铁心铁心衔铁衔铁电源电源电源电源电机电机电机电机主触点主触点常常闭闭常开常开弹簧弹簧工作原理实质：使用电磁机构253线圈线圈线圈线圈KMKM 用于主电路用于主电路用于主电路用于主电路 流流流流过的大电流过的大电流过的大电流过的大电流 ( (需需需需加灭弧加灭弧加灭弧加灭弧 装置装置装置装置) )用于控制电路流用于控制电路流用于控制电路流用于控制电路流过的小电流过的小电流过的小电流过的小电流 ( (无无无无需加灭弧装置需加灭弧装置需加灭弧装置需加灭弧装置) )KMKM动合动合动合动合( (常开常开常开常开) )辅助触点辅助触点辅助触点辅助触点动断动断动断动断( (常闭常闭常闭常闭) )辅助触点辅助触点辅助触点辅助触点KMKM属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。

接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等动合动合动合动合( (常开常开常开常开) )主触点主触点主触点主触点KMKM常用的交流接触器有常用的交流接触器有常用的交流接触器有常用的交流接触器有CJ10CJ10、、、、CJ12CJ12、、、、CJ20CJ20和和和和3TB3TB等系列 如如如如CJ10CJ10系列主触点额定电流系列主触点额定电流系列主触点额定电流系列主触点额定电流5 5、、、、1010、、、、2020、、、、4040、、、、7575、、、、120A120A等数种；额定工作电压通常是等数种；额定工作电压通常是等数种；额定工作电压通常是等数种；额定工作电压通常是220V220V或或或或380V380V254接触器的选用接触器的选用 应根据负荷的类型和工作参数合理选用具体如下：应根据负荷的类型和工作参数合理选用具体如下：vv选择接触器的类型选择接触器的类型 交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为分别记为AC1 AC1 、、AC2 AC2 、、AC3AC3和和AC4 AC4 。

电流种类使用类别典型用途AC（交流）AC1无感或微感负载、电阻炉AC2绕线转子异步电动机的起动、制动AC3笼型异步电动机的起动、运转中分断AC4笼型异步电动机起动、反接制动、反向和点动DC（直流）DC1无感或微感负载、电阻炉DC2并励电动机的起动、反接制动和点动DC3串励电动机的起动、反接制动和点动255继电器继电器继电器继电器 继电器继电器继电器继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。

它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和保护的目的现自动控制和保护的目的现自动控制和保护的目的现自动控制和保护的目的256v作用：控制、放大、联锁、保护和调节v分类：ü按用途分 ：控制和保护继电器 ü按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式 ü按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力、温度、脉冲ü按动作时间分：瞬时、延时继电器 v 特点：额定电流不大于5A 继电器继电器257电磁式继电器vv继电器和接触器的结构和工作原理大致相同继电器和接触器的结构和工作原理大致相同v电磁式继电器与接触器的区别： 继电器：没有灭弧装置，触点容量小，用于控制电路，可在电量或非电量的作用下动作。

接触器：有灭弧装置，触点容量大，用于主电路，一般只能在电压作用下动作v电磁式继电器的种类：电压继电器、电流继电器、中间继电器v1．电压继电器：触点的动作与线圈中的电压大小有关电压线圈与负载并联）特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细1）作用：电压保护和控制258v电压继电器v2）分类 过电压继电器：Ux = (1.05～1.2)UN （正常时触点不动作） 欠电压继电器： （正常时触点动作） 直流欠电压继电器： UX = (0.3 ～ 0.5)UN 吸合电压 Uf= (0.07 ～ 0.2)UN 释放电压v交流欠电压继电器：UX =(0.6～0.85)UN Uf= (0.1～0.35)UNv注意：直流电路一般不会产生波动较大的过电压现象，所以在产品中没有直流过电压继电器v3）电压继电器的选用及动作电压的整定v电压继电器的选用：线圈的种类和电压等级应与控制电路一致,由控制电路的要求（过电压保护、欠电压保护）选型v动作电压的整定v吸合电压：调节反作用弹簧v释放电压：主要改变非导磁垫片的厚度(如吸合电压没有固定要求，也可调节反作用弹簧)。

259欠电压继电器KAU U KAKAKA电压继电器电压继电器零电压继电器零电压继电器零电压继电器零电压继电器是当电路电压降低到是当电路电压降低到5 5％～％～2525％％UNUN时释放，对电路时释放，对电路实现零电压保护用于线路的失压保护实现零电压保护用于线路的失压保护260电流继电器电流继电器过流电流继电器欠流电流继电器电流继电器电流继电器电流继电器电流继电器：触点的动作与线圈中的电流大小有关触点的动作与线圈中的电流大小有关触点的动作与线圈中的电流大小有关触点的动作与线圈中的电流大小有关特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小 1 1 1 1）作用：电流保护和控制作用：电流保护和控制作用：电流保护和控制作用：电流保护和控制2 2）分类：）分类： 过电流继电器，欠电流继电器过电流继电器，欠电流继电器过电流继电器过电流继电器 ：交流过电流继电器的吸合电流：交流过电流继电器的吸合电流I0=I0=（（1.11.1～～3.53.5））ININ，直流过电流继电器的吸合电流，直流过电流继电器的吸合电流I0=I0=（（0.750.75～～3 3））ININ。

由于由于过电流继电器在出现过电流时衔铁吸合动作，其触头来切断电路，过电流继电器在出现过电流时衔铁吸合动作，其触头来切断电路，故过电流继电器无释放电流值故过电流继电器无释放电流值2613）电流继电器选用：线圈种类和电流等级应与控制电路一致 根据在控制电路中的作用（过电流、欠电流保护）进行选型4）电流继电器的图形和文字符号欠电流继电器欠电流继电器 ：正常工作时，继电器线圈流过负载额定电流，：正常工作时，继电器线圈流过负载额定电流，衔铁吸合动作；当负载电流降低至继电器释放电流时，衔铁释放，衔铁吸合动作；当负载电流降低至继电器释放电流时，衔铁释放，带动触头动作欠电流继电器在电路中起欠电流保护作用带动触头动作欠电流继电器在电路中起欠电流保护作用 直流欠电流继电器的吸合电流与释放电流调节范围直流欠电流继电器的吸合电流与释放电流调节范围 Ix=Ix=（（0.30.3～～0.650.65））ININ和和If=If=（（0.10.1～～0.20.2））ININ262中间继电器中间继电器 中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路。

中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路符号符号符号符号KAKA线圈线圈线圈线圈常开触头常开触头常开触头常开触头KAKA常闭触头常闭触头常闭触头常闭触头KAKA 中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量另外其触头的额定电流较大另外其触头的额定电流较大 263热继电器 电动机长时间过载，绕组超过允许温升时，将会加剧绕组绝电动机长时间过载，绕组超过允许温升时，将会加剧绕组绝缘的老化，缩短电动机的使用年限，严重时会将电动机烧毁缘的老化，缩短电动机的使用年限，严重时会将电动机烧毁过流的原因：长期过载、频繁起动、欠电压、断相运行均会引起长期过载、频繁起动、欠电压、断相运行均会引起过电流过电流热继电器：电动机或其他设备的过载保护、断相保护（具有过载电动机或其他设备的过载保护、断相保护（具有过载保护特性的过电流继电器）保护特性的过电流继电器）热继电器分类：单相、两相、三相式（单相、两相、三相式（不带断相保护、带断相保护）。

型式：双金属片式双金属片式: :利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作热敏电阻式:利用电阻值随温度变化而变化的特性制成易熔合金式:利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作264热继电器热继电器( (双金属片双金属片) ) 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热因双金属片的发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热因双金属片的发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热因双金属片的发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开结构：由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成 （双金属片：两种线膨胀系数不同的金属片压焊而成）（双金属片：两种线膨胀系数不同的金属片压焊而成）265型号与图形文字符号JR0系列有20A，40A，60A，100A四种，除40A为二热元件外，其余都为三热元件。

电流为0.35～160A，可用于交流电压500V以下的电路中，热元件按照负载电流选择当电流超过额定电流的20％时，在20min内动作，超过额定电流的50％时，在2min内动作 热继电器型号示意热继电器型号示意FRFR(a)热元件(b)常闭触点热继电器热继电器266感受部分在感测到外界信号变化后，经过感受部分在感测到外界信号变化后，经过一段时间一段时间（延时时间）（延时时间）（延时时间）（延时时间）执行机构才动作的执行机构才动作的继电器分类：分类：按构成原理分：电磁式；按构成原理分：电磁式； 电动式；空气阻电动式；空气阻尼式；晶体管式；数字式尼式；晶体管式；数字式按延时方式分：通电延时型按延时方式分：通电延时型 断电延时型断电延时型 时间继电器时间继电器通电延时继电器通电延时继电器通电延时继电器通电延时继电器：线圈得电后要延时一段时间，触点才发生变化；：线圈得电后要延时一段时间，触点才发生变化；线圈失电后，触点瞬时恢复线圈失电后，触点瞬时恢复断电延时继电器：断电延时继电器：断电延时继电器：断电延时继电器：线圈得电后，触点瞬时动作；线圈得电后，触点瞬时动作； 线圈失电后，线圈失电后，要延时一段时间触点才动作。

要延时一段时间触点才动作267(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (a)(a)线圈一般符号线圈一般符号 (b) (b) 通电延时线圈通电延时线圈 (c) (c) 断电延时线圈断电延时线圈 (d) (d) 通电延时闭合动合（常开）触点通电延时闭合动合（常开）触点 (e) (e) 通电延时断开通电延时断开动断（常闭）触点动断（常闭）触点 （（f f）断电延时断开动合（常开）触点）断电延时断开动合（常开）触点 (b)(b)（（g g）断电延时闭合动断（常闭）触点）断电延时闭合动断（常闭）触点 （（h h）瞬动触点）瞬动触点 时间继电器时间继电器符号符号KTKTKTKT268空气式时间继电器空气式时间继电器vv利用空气阻尼原理获得延时的它由利用空气阻尼原理获得延时的它由电磁系统、延时机构和触电磁系统、延时机构和触点点三部分组成，电磁机构为直动式双三部分组成，电磁机构为直动式双E E型，触点系统是借用微动开型，触点系统是借用微动开关，延时机构采用气囊式阻尼器。

关，延时机构采用气囊式阻尼器vv空气阻尼式时间继电器，既具有由空气室中的气动机构带动的延空气阻尼式时间继电器，既具有由空气室中的气动机构带动的延时触点，也具有由电磁机构直接带动的瞬动触点，可以做成通电时触点，也具有由电磁机构直接带动的瞬动触点，可以做成通电延时型，也可做成断电延时型电磁机构可以是直流的，也可以延时型，也可做成断电延时型电磁机构可以是直流的，也可以是交流的是交流的 269通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图常开触头常开触头 延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头 延时打开延时打开 微动开关微动开关微动开关微动开关2 2微动开关微动开关微动开关微动开关1 1常开触头常开触头常闭触头常闭触头线圈通电线圈通电线圈通电线圈通电  衔铁向下吸合衔铁向下吸合衔铁向下吸合衔铁向下吸合  连杆动作连杆动作连杆动作连杆动作  触头动作触头动作触头动作触头动作工作原理工作原理调节螺丝调节螺丝进气孔进气孔托板托板线圈线圈动铁心动铁心恢复弹簧恢复弹簧挡块挡块释放弹簧释放弹簧活塞杆活塞杆橡皮膜橡皮膜排气孔排气孔(1) (1) 空气式时间继电器空气式时间继电器空气式时间继电器空气式时间继电器270直流电磁式结构图直流电磁式结构图直流电磁式结构图直流电磁式结构图工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：当衔铁未吸合时，磁路气隙当衔铁未吸合时，磁路气隙当衔铁未吸合时，磁路气隙当衔铁未吸合时，磁路气隙大，线圈电感小，通电后激磁电流很快大，线圈电感小，通电后激磁电流很快大，线圈电感小，通电后激磁电流很快大，线圈电感小，通电后激磁电流很快建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改变状态。

而当线圈断电时，铁心中的磁变状态而当线圈断电时，铁心中的磁变状态而当线圈断电时，铁心中的磁变状态而当线圈断电时，铁心中的磁通将衰减，磁通的变化将在铜套中产生通将衰减，磁通的变化将在铜套中产生通将衰减，磁通的变化将在铜套中产生通将衰减，磁通的变化将在铜套中产生感应电动势，并产生感应电流，阻止磁感应电动势，并产生感应电流，阻止磁感应电动势，并产生感应电流，阻止磁感应电动势，并产生感应电流，阻止磁通衰减，当磁通下降到一定程度时，衔通衰减，当磁通下降到一定程度时，衔通衰减，当磁通下降到一定程度时，衔通衰减，当磁通下降到一定程度时，衔铁才能释放，触头改变状态铁才能释放，触头改变状态铁才能释放，触头改变状态铁才能释放，触头改变状态因此继电因此继电因此继电因此继电器吸合时是瞬时动作，而释放时是延时器吸合时是瞬时动作，而释放时是延时器吸合时是瞬时动作，而释放时是延时器吸合时是瞬时动作，而释放时是延时的，故称为断电延时的，故称为断电延时的，故称为断电延时的，故称为断电延时2)(2)直流电磁式时间继电器直流电磁式时间继电器直流电磁式时间继电器直流电磁式时间继电器特点特点特点特点：：：：延时较短，准确度较低，用于要求不高的场合，如电动机延时较短，准确度较低，用于要求不高的场合，如电动机的延时起动。

的延时起动271作用：根据速度的大小通断电路作用：根据速度的大小通断电路结构：定子、转子和触头结构：定子、转子和触头参数：动作转速：参数：动作转速：>n1 rpm>n1 rpm 复位转速：复位转速：

位置 273 JYlJYl型能在型能在3000r3000r／／minmin以下可靠的工作，以下可靠的工作，JFZ0—1JFZ0—1型适用于型适用于300-1000r300-1000r／／minmin；；JFZ0—2JFZ0—2用于用于1000—3600r1000—3600r／／minmin速度继电器速度继电器主要根据电动机的额定转速进行选择，还可以通过调节螺钉主要根据电动机的额定转速进行选择，还可以通过调节螺钉( (图图中没有画出中没有画出) )的松紧，调节反力弹簧的反作用力，来改变速度继的松紧，调节反力弹簧的反作用力，来改变速度继电器动作的转速，以适应控制电路的要求电器动作的转速，以适应控制电路的要求 v速度继电器的文字和图形符号：274非电磁类继电器非电磁类继电器vv干簧继电器干簧继电器干簧继电器干簧继电器vv主要由干式舌簧片主要由干式舌簧片主要由干式舌簧片主要由干式舌簧片( ( ( (触点触点触点触点) ) ) )与励磁线圈组成干式舌簧片是密封与励磁线圈组成干式舌簧片是密封与励磁线圈组成干式舌簧片是密封与励磁线圈组成干式舌簧片是密封的，由铁镍合金做成，舌片的接触部分通常镀有贵重金属的，由铁镍合金做成，舌片的接触部分通常镀有贵重金属的，由铁镍合金做成，舌片的接触部分通常镀有贵重金属的，由铁镍合金做成，舌片的接触部分通常镀有贵重金属( ( ( (如金、如金、如金、如金、铑、钯等铑、钯等铑、钯等铑、钯等) ) ) )，具有优良的导电性能。

密封在充有氮气等惰性气体，具有优良的导电性能密封在充有氮气等惰性气体，具有优良的导电性能密封在充有氮气等惰性气体，具有优良的导电性能密封在充有氮气等惰性气体的玻璃管中，因而有效地防止了尘埃的污染，减少了触点的腐的玻璃管中，因而有效地防止了尘埃的污染，减少了触点的腐的玻璃管中，因而有效地防止了尘埃的污染，减少了触点的腐的玻璃管中，因而有效地防止了尘埃的污染，减少了触点的腐蚀，提高了工作可靠性其结构如图所示蚀，提高了工作可靠性其结构如图所示蚀，提高了工作可靠性其结构如图所示蚀，提高了工作可靠性其结构如图所示sN275固态继电器固态继电器固态继电器（固态继电器（Solid State Relay,Solid State Relay,缩写缩写SSRSSR），是由微电子电路，），是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关用隔离器分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离固态继电器的输入端用微小的件实现了控制端与负载端的隔离固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载控制信号，达到直接驱动大电流负载 SSRSSR的开关直接接入电源与负载端，实现对负载电源的通断切换。

的开关直接接入电源与负载端，实现对负载电源的通断切换主要使用大功率晶体三极管主要使用大功率晶体三极管, ,单向可控硅（单向可控硅（ThyristorThyristor或或SCRSCR），双），双向可控硅（向可控硅（TriacTriac））, ,功率场效应管（功率场效应管（MOSFETMOSFET））, ,绝缘栅型双极晶体绝缘栅型双极晶体管（管（IGBTIGBT））. .固态继电器可以方便的与固态继电器可以方便的与TTL,MOSTTL,MOS逻辑电路连接固态逻辑电路连接固态继电器是具有隔离功能的无触点电子开关，在开关过程中无机械接继电器是具有隔离功能的无触点电子开关，在开关过程中无机械接触部件，除具有与触部件，除具有与电磁继电器电磁继电器一样的功能外，具有逻辑电路兼容，一样的功能外，具有逻辑电路兼容，耐振耐机械冲击，安装位置无限制，防潮防霉防腐蚀，防爆和防止耐振耐机械冲击，安装位置无限制，防潮防霉防腐蚀，防爆和防止臭氧污染方面，输入功率小，灵敏度高，控制功率小，电磁兼容好，臭氧污染方面，输入功率小，灵敏度高，控制功率小，电磁兼容好，噪声低和工作频率高等特点噪声低和工作频率高等特点广泛应用于计算机外围接口设备，调温、调广泛应用于计算机外围接口设备，调温、调速、调光、电机控制、电炉加温控制、电力石化、医疗器械、金融设备、煤碳、速、调光、电机控制、电炉加温控制、电力石化、医疗器械、金融设备、煤碳、仪器仪表、交通信号等领域。

仪器仪表、交通信号等领域 276固态继电器固态继电器有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容，正负逻辑控制和反相等功能固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式交流输出时，通常使用两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管 固态继电器的组成固态继电器的组成　　输入电路，隔离(耦合)和输出电路按输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种277固态继电器固态继电器固态继电器的缺点固态继电器的缺点（1）导通后的管压降大，可控硅或双相控硅的正向降压可达1-2V，大功率晶体管的饱和压降也在1-2V之间，一般功率场效应管的导通电阻也较机械触点的接触电阻大   （2）半导体器件关断后仍有数微安至数毫安的漏电流，不能实现理想电隔离 （3）管压降大，导通后的功耗和发热量也大，大功率固态继电器的体积远大于同容量的电磁继电器，成本也较高 （4）电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差，耐辐射能力也较差，如不采取有效措施，则工作可靠性低。

（5）固态继电器对过载有较大的敏感性，必须用快速熔断器或RC阻尼电路对其进行过载保护固态继电器的负载与环境温度明显有关，温度升高，负载能力将迅速下降 （6）交直流不能通用，触点组数少，另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差 278（（3 3）使用环境温度的影响）使用环境温度的影响 　　固态继电器的负载能力受环境温度和自身温升的影响较大，　　固态继电器的负载能力受环境温度和自身温升的影响较大，应保证其有良好的散热条件，额定工作电流在应保证其有良好的散热条件，额定工作电流在10A10A以上的应配以上的应配散热器，散热器，100A100A以上的应配散热器加风扇强冷以上的应配散热器加风扇强冷 在安装时应注在安装时应注意继电器底部与散热器的良好接触意继电器底部与散热器的良好接触 ，并考虑涂适量导热硅脂，并考虑涂适量导热硅脂以达到最佳散热效果以达到最佳散热效果 如继电器长期工作在高温状态下如继电器长期工作在高温状态下(40℃-80℃)(40℃-80℃)时，用户可根据厂时，用户可根据厂家提供的最大输出电流与环境温度曲线数据，考虑降额使用来家提供的最大输出电流与环境温度曲线数据，考虑降额使用来保证正常工作。

保证正常工作 （（4 4）继电器输入回路信号）继电器输入回路信号 在使用时因输入电压过高或输入电流过大超出其规定的额定参在使用时因输入电压过高或输入电流过大超出其规定的额定参数时数时, ,可考虑在输入端串接分压电阻或在输入端口并接分流电可考虑在输入端串接分压电阻或在输入端口并接分流电阻阻, ,以使输入信号不超过其额定参数值以使输入信号不超过其额定参数值279v固态继电器注意事项（（5 5）过流、过压保护措施）过流、过压保护措施 　　在继电器使用时，因过流和负载短路会造成　　在继电器使用时，因过流和负载短路会造成SSRSSR固态继电器内固态继电器内部输出可控硅永久损坏部输出可控硅永久损坏 , ,可考虑在控制回路中增加快速熔断器和可考虑在控制回路中增加快速熔断器和空气开关予以保护型空气开关予以保护型( (选择继电器应选择产品输出保护选择继电器应选择产品输出保护, ,内置压敏内置压敏电阻吸收回路和电阻吸收回路和RCRC缓冲器缓冲器, ,可吸收浪涌电压和提高可吸收浪涌电压和提高dv/dtdv/dt耐量）；耐量）；也可在继电器输出端并接也可在继电器输出端并接 RCRC吸收回路和压敏电阻吸收回路和压敏电阻(MOV)(MOV)来实现输来实现输出保护。

选用原则是出保护选用原则是220V220V选用选用500V-600V500V-600V压敏电阻，压敏电阻，380V380V时可选时可选用用800V-900V800V-900V压敏电阻压敏电阻 （（6 6）在具体使用时）在具体使用时, ,控制信号和负载电源要求稳定，波动不应大于控制信号和负载电源要求稳定，波动不应大于10%10%，否则应采取稳压措施否则应采取稳压措施 （（7 7）在安装使用时应远离电磁干扰）在安装使用时应远离电磁干扰, ,射频干扰源，以防继电器误动射频干扰源，以防继电器误动失控 （（8 8）固态继电器开路且负载端有电压时）固态继电器开路且负载端有电压时, ,输出端会有一定的漏电流，输出端会有一定的漏电流，在使用或设计时应注意在使用或设计时应注意 （（9 9）固态继电器失效更换时）固态继电器失效更换时, ,应尽量选用原型号或技术参数完全相应尽量选用原型号或技术参数完全相同的产品，以便与原应用线路匹配，保证系统的可靠工作同的产品，以便与原应用线路匹配，保证系统的可靠工作 280低压断路器 又称自动空气开关，是低压配电系统和电力拖动系统又称自动空气开关，是低压配电系统和电力拖动系统中非常重要的电器，具有操作安全、使用方便、工作中非常重要的电器，具有操作安全、使用方便、工作可靠、安装简单、分断能力高等优点。

可靠、安装简单、分断能力高等优点v功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路主主要要技技术术参参数数：：额额定定电电压压、、额额定定电电流流、、极极数数、、脱脱扣扣器器类类型、整定电流范围、分断能力、动作时间等型、整定电流范围、分断能力、动作时间等 类类型型：：框框架架式式断断路路器器（万能式） 、、塑塑料料外外壳壳式式断断路路器器（装置式） 、直流快速断路器和限流式断路器等、直流快速断路器和限流式断路器等 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构开关电器281低压断路器 又称自动空气开关，是低压配电系统和电力拖动系统又称自动空气开关，是低压配电系统和电力拖动系统中非常重要的电器，具有操作安全、使用方便、工作中非常重要的电器，具有操作安全、使用方便、工作可靠、安装简单、分断能力高等优点可靠、安装简单、分断能力高等优点v功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路主主要要技技术术参参数数：：额额定定电电压压、、额额定定电电流流、、极极数数、、脱脱扣扣器器类类型、整定电流范围、分断能力、动作时间等型、整定电流范围、分断能力、动作时间等。

类类型型：：框框架架式式断断路路器器（万能式） 、、塑塑料料外外壳壳式式断断路路器器（装置式） 、直流快速断路器和限流式断路器等、直流快速断路器和限流式断路器等 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构开关电器282可实现短路、过载、失压保护可实现短路、过载、失压保护可实现短路、过载、失压保护可实现短路、过载、失压保护自动空气断路器自动空气断路器(自动开关自动开关)锁钩锁钩主触点主触点 过流过流 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器衔铁衔铁自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图连杆装置连杆装置释放弹簧释放弹簧283塑壳式低压断路器塑壳式低压断路器 塑壳式低压断路器塑壳式低压断路器塑壳式低压断路器塑壳式低压断路器根据用途分为配电用熔断器、电动机保护用根据用途分为配电用熔断器、电动机保护用根据用途分为配电用熔断器、电动机保护用根据用途分为配电用熔断器、电动机保护用和其它负载用断路器，用作配电线路、电动机、照明电路及电热器和其它负载用断路器，用作配电线路、电动机、照明电路及电热器和其它负载用断路器，用作配电线路、电动机、照明电路及电热器和其它负载用断路器，用作配电线路、电动机、照明电路及电热器等设备的电源开展开关及保护。

等设备的电源开展开关及保护等设备的电源开展开关及保护等设备的电源开展开关及保护常用的有：常用的有：常用的有：常用的有：DZ15DZ15DZ15DZ15、、、、DZ20DZ20DZ20DZ20、、、、3VE3VE3VE3VE、、、、S060S060S060S060等系列后二种是引进国外等系列后二种是引进国外等系列后二种是引进国外等系列后二种是引进国外技术生产的产品技术生产的产品技术生产的产品技术生产的产品塑壳式低压断路器塑壳式低压断路器常用来作电动机的过载与短路保护常用来作电动机的过载与短路保护万能式低压断路器万能式低压断路器结构图结构图表示符号表示符号284选择原则：选择原则：1））断路器额定电压等于或大于线路额定电压断路器额定电压等于或大于线路额定电压2））断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流3））断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大 短路电流短路电流4））欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压8））6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时间。

实际起动时间5））分励脱扣器额定电压等于控制电源电压分励脱扣器额定电压等于控制电源电压6））长延时电流整定值等于电动机额定电流长延时电流整定值等于电动机额定电流7））瞬时整定电流：对保护笼型感应电动机的断路器，瞬时整定瞬时整定电流：对保护笼型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为电流为8~15倍电动机额定电流；对于保护绕线型感应电动机的断路倍电动机额定电流；对于保护绕线型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为器，瞬时整定电流为3~6倍电动机额定电流倍电动机额定电流塑壳式低压断路器的选用塑壳式低压断路器的选用塑壳式低压断路器的选用塑壳式低压断路器的选用2851．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器5．热脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮线路短路或严线路短路或严重过载保护重过载保护线路过载线路过载保护保护电动机的电动机的失压保护失压保护塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图分励脱扣器分励脱扣器：用于远距离分闸的脱扣器，分闸时线圈有电，：用于远距离分闸的脱扣器，分闸时线圈有电，而分闸后线圈应断电而分闸后线圈应断电286低压断路器vv低压断路器的选用原则低压断路器的选用原则vv根据线路对保护的要求确定断路器的类型和保护形式根据线路对保护的要求确定断路器的类型和保护形式----确定选用确定选用框架式、装置式或限流式等。

框架式、装置式或限流式等vv额定电压额定电压UNUN应等于或大于被保护线路的额定电压应等于或大于被保护线路的额定电压vv欠压脱扣器额定电压应等于被保护线路的额定电压欠压脱扣器额定电压应等于被保护线路的额定电压vv额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被保护线路的计额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被保护线路的计算电流vv 对单台设备：对单台设备： IZ≥KIq IZ≥KIq 式中，式中，k k为安全系数，可取为安全系数，可取1.51.5～～1.71.7；；Iq Iq 电动机的起动电流电动机的起动电流vv 对多台电动机：对多台电动机：IZ≥K(Iqmax+IZ≥K(Iqmax+电路中其它的工作电流电路中其它的工作电流) ) 式中，式中，k k也可取也可取1.51.5～～1.71.7；；Iqmax Iqmax 为最大一台电动机的起动电流为最大一台电动机的起动电流vv极限分断能力应大于线路的最大短路电流的有效值极限分断能力应大于线路的最大短路电流的有效值vv配电线路中的上、下级断路器的保护特性应协调配合，下级的保配电线路中的上、下级断路器的保护特性应协调配合，下级的保护特性应位于上级保护特性的下方且不相交。

护特性应位于上级保护特性的下方且不相交vv断路器的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流断路器的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流287断路器断路器vv低压断路器典型产品低压断路器典型产品vv装置式断路器装置式断路器 装置式断路器有绝缘塑料外壳，内装触点系统、装置式断路器有绝缘塑料外壳，内装触点系统、灭弧室及脱扣器等，可手动或电动灭弧室及脱扣器等，可手动或电动( (对大容量断路器而言对大容量断路器而言) )合闸有较高的分断能力和动稳定性，有较完善的选择性保护功能，广有较高的分断能力和动稳定性，有较完善的选择性保护功能，广泛用于配电线路目前常用的有泛用于配电线路目前常用的有DZl5DZl5、、DZ20DZ20、、DZXl9DZXl9和和C45NC45N（目（目前已升级为前已升级为C65NC65N）等系列产品框架式低压断路器）等系列产品框架式低压断路器 框架式断路框架式断路器一般容量较大，具有较高的短路分断能力和较高的动稳定性器一般容量较大，具有较高的短路分断能力和较高的动稳定性适用于交流适用于交流50Hz50Hz，额定电流，额定电流380V380V的配电网络中作为配电干线的主的配电网络中作为配电干线的主保护。

保护vv框架式断路器主要由触点系统、操作机构、过电流脱扣器、分励框架式断路器主要由触点系统、操作机构、过电流脱扣器、分励脱扣器及欠压脱扣器、附件及框架等部分组成，全部组件进行绝脱扣器及欠压脱扣器、附件及框架等部分组成，全部组件进行绝缘后装于框架结构底座中常用的有缘后装于框架结构底座中常用的有DWl5DWl5、、MEME、、AEAE、、AHAH等系列的等系列的框架式低压断路器框架式低压断路器vv智能化断路器智能化断路器 目前国内生产的智能化断路器有框架式和塑料外目前国内生产的智能化断路器有框架式和塑料外壳式两种壳式两种288v作用：短路和严重过载保护v应用：串接于被保护电路的首端，当电路发生短路故障时，熔体被瞬时熔断而分断电路，起到保护作用 v优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻v分类： 熔断器瓷插式瓷插式RCRC螺旋式螺旋式RLRL有填料式有填料式RTRT无填料密封式无填料密封式RMRM快速熔断器快速熔断器RSRS自恢复熔断器自恢复熔断器符号符号FU289自恢复熔断器自恢复熔断器熔断器采用金属钠作熔体，在常温下具有高电导率。

当电路发生短路故采用金属钠作熔体，在常温下具有高电导率当电路发生短路故采用金属钠作熔体，在常温下具有高电导率当电路发生短路故采用金属钠作熔体，在常温下具有高电导率当电路发生短路故障时，短路电流产生高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从障时，短路电流产生高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从障时，短路电流产生高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从障时，短路电流产生高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从而限制了短路电流当短路电流消失后，温度下降，金属钠恢复而限制了短路电流当短路电流消失后，温度下降，金属钠恢复而限制了短路电流当短路电流消失后，温度下降，金属钠恢复而限制了短路电流当短路电流消失后，温度下降，金属钠恢复原来的良好导电性能自复熔断器只能限制短路电流，不能真正原来的良好导电性能自复熔断器只能限制短路电流，不能真正原来的良好导电性能自复熔断器只能限制短路电流，不能真正原来的良好导电性能自复熔断器只能限制短路电流，不能真正分断电路其优点是不必更换熔体，能重复使用分断电路其优点是不必更换熔体，能重复使用分断电路其优点是不必更换熔体，能重复使用分断电路其优点是不必更换熔体，能重复使用290熔断器和热继电器的区别熔断器和热继电器的区别n相同点：相同点：都属于电流保护电器，都具有反时限特性。

都属于电流保护电器，都具有反时限特性n不同点：不同点：v熔断器主要用于短路保护，热继电器用于过载保护；熔断器主要用于短路保护，热继电器用于过载保护； v熔断器利用的是热熔断原理，要求溶体有较高的熔断系数；热继电器利熔断器利用的是热熔断原理，要求溶体有较高的熔断系数；热继电器利用的是热膨胀原理，要求双金属片有较高的膨胀系数；用的是热膨胀原理，要求双金属片有较高的膨胀系数； v热继电器保护有较大的延迟性，而短路保护要求熔断器的动作必须具有热继电器保护有较大的延迟性，而短路保护要求熔断器的动作必须具有瞬时性 n n熔断器的级间配合熔断器的级间配合熔断器的级间配合熔断器的级间配合 : : : : 为防止发生越级熔断、扩大事故范围，上、为防止发生越级熔断、扩大事故范围，上、为防止发生越级熔断、扩大事故范围，上、为防止发生越级熔断、扩大事故范围，上、下级下级下级下级( ( ( (即供电干、支线即供电干、支线即供电干、支线即供电干、支线) ) ) )线路的熔断器间应有良好配合选用时，线路的熔断器间应有良好配合选用时，线路的熔断器间应有良好配合选用时，线路的熔断器间应有良好配合选用时，应使上级应使上级应使上级应使上级( ( ( (供电干线供电干线供电干线供电干线) ) ) )熔断器的熔体额定电流比下级熔断器的熔体额定电流比下级熔断器的熔体额定电流比下级熔断器的熔体额定电流比下级( ( ( (供电支线供电支线供电支线供电支线) ) ) )的的的的大大大大1 1 1 1～～～～2 2 2 2个级差。

个级差291v种类： 1）颜色：红红——停止停止 绿绿——起动起动 黑黑——点动点动 2）结构：蘑菇蘑菇——急停急停 指示灯式指示灯式——指示指示 钥匙钥匙——安全安全 平钮平钮——一般一般控制按钮图形符号及文字符号控制按钮图形符号及文字符号控制按钮控制按钮控制按钮控制按钮292行程开关行程开关行程开关行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当机械运动部实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当机械运动部实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当机械运动部实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。

因此它一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，切换因此它一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，切换因此它一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，切换因此它一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，其作用原理与按钮类似行程开关广泛用于各类机床和起重机械，其作用原理与按钮类似行程开关广泛用于各类机床和起重机械，其作用原理与按钮类似行程开关广泛用于各类机床和起重机械，其作用原理与按钮类似行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护在电梯的控制电路中，还用以控制其行程、进行终端限位保护在电梯的控制电路中，还用以控制其行程、进行终端限位保护在电梯的控制电路中，还用以控制其行程、进行终端限位保护在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢的上、下限位保护的上、下限位保护的上、下限位保护的上、下限位保护行程开关按其结构可分为行程开关按其结构可分为行程开关按其结构可分为行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式直动式、滚轮式、微动式和组合式直动式、滚轮式、微动式和组合式直动式、滚轮式、微动式和组合式。

293接近开关接近开关接近开关：接近开关：接近式位置开关是一种非接触式的位置开关又叫无触点行程开关又叫无触点行程开关 简称接近开关它由感应头、高频振荡器、放大器和外壳组成当运动部件与接近开关的感应头接近时，就使其输出一个电信号特点－特点－非接触、无触点非接触、无触点、定位精度高，使用寿命长、定位精度高，使用寿命长接近开关接近开关按工作原理分有电磁感应式、光电式两种按工作原理分有电磁感应式、光电式两种电磁感应式又有高频振荡型、电容型、电磁感应型、电磁感应式又有高频振荡型、电容型、电磁感应型、 永磁型、磁敏元件型永磁型、磁敏元件型 294接近开关接近开关vv电感式接近开关电感式接近开关的感应头是一个具有铁氧体磁心的电感线圈，只的感应头是一个具有铁氧体磁心的电感线圈，只能用于检测金属体振荡器在感应头表面产生一个交变磁场，当能用于检测金属体振荡器在感应头表面产生一个交变磁场，当金属块接近感应头时，金属中产生的涡流吸收了振荡的能量，使金属块接近感应头时，金属中产生的涡流吸收了振荡的能量，使振荡减弱以至停振，因而产生振荡和停振两种信号，经整形放大振荡减弱以至停振，因而产生振荡和停振两种信号，经整形放大器转换成二进制的开关信号，从而起到器转换成二进制的开关信号，从而起到““开开””、、““关关””的控制作的控制作用。

用vv电容式接近开关电容式接近开关的感应头是一个圆形平板电极，与振荡电路的地的感应头是一个圆形平板电极，与振荡电路的地线形成一个分布电容，当有导体或其它介质接近感应头时，电容线形成一个分布电容，当有导体或其它介质接近感应头时，电容量增大而使振荡器停振，经整形放大器输出电信号电容式接近量增大而使振荡器停振，经整形放大器输出电信号电容式接近开关既能检测金属，又能检测非金属及液体开关既能检测金属，又能检测非金属及液体vv常用的电感式接近开关型号有常用的电感式接近开关型号有LJ1LJ1、、LJ2LJ2等系列，电容式接近开关等系列，电容式接近开关型号有型号有LXJ15LXJ15、、TCTC等系列产品等系列产品 295第一节 电气控制系统图的基本知识D65由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等按不同连接方式组合而成的关等按不同连接方式组合而成的电气控制线路：电气控制线路： 实现对电力拖动系统的启动、正反转、实现对电力拖动系统的启动、正反转、制动、调速和保护，满足生产工艺要求，制动、调速和保护，满足生产工艺要求，实现生产过程自动化实现生产过程自动化。

电气控制线路的作用：电气控制线路的作用：电动机常见的基本控制线路：电动机常见的基本控制线路：点动控制线路点动控制线路正转控制线路正转控制线路正反转控制线路正反转控制线路位置控制线路位置控制线路顺序控制线路顺序控制线路多地控制线路多地控制线路降压启动控制线路降压启动控制线路调速控制线路调速控制线路制动控制线路制动控制线路296合上开关合上开关Q(2) (2) 控制原理控制原理控制原理控制原理FRFRKMKM..KMKMSBSB1 1SBSB2 2..控控控控制制制制电电电电路路路路KM辅助触点闭合自锁辅助触点闭合自锁按下起动按钮按下起动按钮SB2 , KM线圈通电，线圈通电，KM主触点闭合，主触点闭合， 电动机运转电动机运转通电通电起动起动起动起动KM转动转动主主主主电电电电路路路路 FRFR3~MFUFU Q松开起动按钮松开起动按钮松开起动按钮松开起动按钮SBSB2 2 利用自身辅助触点，维利用自身辅助触点，维利用自身辅助触点，维利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁持线圈通电的作用称自锁持线圈通电的作用称自锁持线圈通电的作用称自锁自锁自锁(2) (2) 控制原理控制原理控制原理控制原理转动转动停车停车停车停车 按下停止按钮按下停止按钮按下停止按钮按下停止按钮SBSB1 1 , KM线圈断电线圈断电KM主触点断开主触点断开, 电动机停转。

电动机停转KM辅助触点断开，取消自锁辅助触点断开，取消自锁 停转停转停转停转FRFRKMKM..KMKMSBSB1 1SBSB2 2..控控控控制制制制电电电电路路路路通电通电主主主主电电电电路路路路 FRFRFUFU3~MQ断电断电断电断电KMKM去掉去掉去掉去掉KMKM辅助触点辅助触点辅助触点辅助触点, , 实现点动控制实现点动控制实现点动控制实现点动控制一、单向运转控制1．手动控制．手动控制D65QFM3～～开启式负荷开启式负荷开关控制开关控制自动空气自动空气开关控制开关控制FUM3～～QSØ特点特点: 电路简单，保护电路简单，保护不完善，操作不方便不完善，操作不方便Ø电气原理图：电气原理图：Ø应用应用:控制三相电风扇和砂轮机控制三相电风扇和砂轮机2992.点动控制点动控制Ø工作原理：工作原理：一、单向运转控制启动：启动：按下起动按钮按下起动按钮SB→SB→接触器接触器KMKM线圈得电线圈得电→→KMKM主主触头闭合触头闭合→→电动机电动机M M启动运行启动运行停止：停止：松开按钮松开按钮SB→SB→接触器接触器KMKM线圈失电线圈失电→→KMKM主触头断开主触头断开→→电动机电动机M M失电停转。

失电停转QSL1L3L2FU1KMM3～～SBKMFU2Ø电气原理图：电气原理图：主电路主电路短路保护短路保护控制电路控制电路短路保护短路保护Ø保护环节：保护环节：短路保护短路保护常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速 移动的电机移动的电机控制控制300Ø电气原理图电气原理图3.接触器自锁控制接触器自锁控制自锁触点自锁触点热继电器热继电器热元件热元件热继电器热继电器常闭触点常闭触点KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3～～FRFRSB1一、单向运转控制主电路：主电路： 三相电源经三相电源经QSQS、、FU1FU1、、KMKM的主触点，的主触点，FRFR的热元件到电动机三相定子绕组的热元件到电动机三相定子绕组控制电路：控制电路： 用两个控制按钮，控制接触器用两个控制按钮，控制接触器KMKM线圈线圈的通、断电，从而控制电动机（的通、断电，从而控制电动机（M M）启动）启动和停止起动过程分析：起动过程分析： 停止过程分析：停止过程分析：按动停止按钮按动停止按钮SB1SB1—>KM>KM线圈失电并触点断开－线圈失电并触点断开－>M>M断电停止工作，断电停止工作，松开SB1后，自锁触头处于断开位置，接触器线圈仍处于断电状态。

合上合上QSQS，按动起动按钮，按动起动按钮SB2SB2—>KM>KM线圈通电并线圈通电并自锁自锁－－>M>M通电工作通电工作301KM自锁触点，是指与SB1并联的常开辅助触点，其作用是当按钮SB1闭合后又断开，KM的通电状态保持不变，称为通电状态的自我锁定停止按钮SB2，用于切断KM线圈电流并打开自锁电路，使主回路的电动机M定子绕组断电停止工作电路的保护环节:过载保护： 热继电器FR用于电动机过载时，其在控制电路的常闭触点打开，接触器KM线圈断电，使电动机M停止工作.排除过载故障后，手动使其复位，控制电路可以重新工作短路保护： 熔断器组FU1用于主电路的短路保护，FU2用于控制电路短路保护欠(失)电压保护： 电路失电,接触器KM失电释放,不操作起动按钮，KM线圈不会再次自行通电，电动机不会自行起动单向运转控制单向运转控制302ü开关切换开关切换点动控制：点动控制：SA断开断开连续与点动混合控制连续与点动混合控制FU1KMM3～～FRQL1L3L2主电路主电路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制电控制电路路一、单向旋转控制ü开关切换开关切换ü按钮切换按钮切换FU2SB1KMKMFRSB2SA连续控制：连续控制：SA闭合闭合 303ü按钮切换按钮切换4．连续与点动混合控制．连续与点动混合控制Ø工作原理：工作原理： 连续控制：松开连续控制：松开按钮按钮SB3 点动控制：按下按钮点动控制：按下按钮SB3FU1KMM3～～FRQL1L3L2主电路主电路FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制电路控制电路一、单向旋转控制组成特点组成特点 1 1、在连续控制电路的基础上，增加了有两个触头的点动按、在连续控制电路的基础上，增加了有两个触头的点动按钮钮SB3SB3，在接通电路的同时也将自锁回路断开，因此可实现点动控，在接通电路的同时也将自锁回路断开，因此可实现点动控制。

制 2 2、、SB1SB1：连续运行：连续运行用途用途用途用途: : : :试车、检修以及车床主轴的调整等试车、检修以及车床主轴的调整等试车、检修以及车床主轴的调整等试车、检修以及车床主轴的调整等304ü顺序启动同时停止控制顺序启动同时停止控制Ø特点特点:分别按下分别按下按钮按钮SB1SB1，，SB2SB2分别启动分别启动M1 M1 M2M2按下按下SB3SB3同时停下同时停下M1M1，， M2M2；按下；按下SB4SB4只停下只停下 M2M2；；Ø电气原理图：电气原理图：FU1KM1M13～～FR1QL1L3L2KM2M23～～FR2主电路主电路控制电路控制电路KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1305ü顺序启动同时停止控制顺序启动同时停止控制Ø特点特点:分别按下分别按下按钮按钮SB1SB1，，SB2SB2分别启动分别启动M1 M1 M2M2按下按下SB3SB3同时停下同时停下M1M1，， M2M2；按下；按下SB4SB4只停下只停下 M2M2；；Ø电气原理图：电气原理图：FU1KM1M13～～FR1QL1L3L2KM2M23～～FR2主电路主电路控制电路控制电路KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1306 顺序控制顺序控制按下按下SB1同时停下同时停下M1，， M2；按下；按下SB3只停下只停下 M2；；分别按下分别按下按钮按钮SB2，，SB4分别启动分别启动M1 M2307ü顺序启动逆序停止控制顺序启动逆序停止控制FU1KM1M3～～FR1QL1L3L2KM2M3～～FR2KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2Ø电气原理图：电气原理图：Ø特点特点:主电路主电路控制电路控制电路先按下先按下SB4停下停下M2；按下；按下SB3停下停下 M1；顺序不能改变；顺序不能改变先按下先按下按钮按钮SB1再按下再按下SB2分别启动分别启动M1 M2308一、单向旋转控制多地控制多地控制:在在两地两地或或多地多地控制同一台电动机的控制方式控制同一台电动机的控制方式启动启动(常开常开)按钮并联，停止按钮并联，停止(常闭常闭)按钮串联按钮串联三地控制三地控制309二、可逆旋转控制电路形式电路形式:电动机原理：电动机原理：改变电动机三相电源的改变电动机三相电源的相序，相序，可改可改变电动机的变电动机的旋转方向旋转方向ü倒顺开关控制的正反转倒顺开关控制的正反转 ü按钮、接触器控制的正反按钮、接触器控制的正反转转ü位置控制位置控制3101.倒顺开关控制正反转控制电路5.5KW以下的电动机电以下的电动机电路路直接控制电动机正反转直接控制电动机正反转Ø特点特点:Ø电气原理图：电气原理图：Ø应用应用:SB1KMFU2 FRKMSB2M3~L1L2L3KMFRQSFU1SA主电路主电路控制电路控制电路用倒顺开关实现电源调相用倒顺开关实现电源调相倒顺开关3112.按钮控制正反转控制电路Ø主电路：主电路：KM2FU1KM1M3～～FRQL1L3L2主电路主电路Ø控制电路：控制电路：控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正转按钮正转按钮反转按钮反转按钮Ø工作原理：工作原理：Ø缺点：缺点：改变转向时改变转向时改变转向时改变转向时必须先按停止按必须先按停止按必须先按停止按必须先按停止按 钮。

钮ü基本控制电路基本控制电路SB1SB1和和和和SB2SB2决不允许同时按下决不允许同时按下决不允许同时按下决不允许同时按下，，，，否则造成电源两相短路否则造成电源两相短路否则造成电源两相短路否则造成电源两相短路正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作3122.按钮控制正反转控制电路ü接触器联锁控制接触器联锁控制联锁联锁接触器联锁接触器联锁按钮联锁按钮联锁控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接触器接触器联锁联锁 在同一时间内，两个接触器只允在同一时间内，两个接触器只允在同一时间内，两个接触器只允在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为许一个通电工作的控制作用，称为许一个通电工作的控制作用，称为许一个通电工作的控制作用，称为“ “联联联联锁锁锁锁” ”利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。

利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁解决措施：在控制电路中加入机械连锁解决措施：在控制电路中加入机械连锁解决措施：在控制电路中加入机械连锁解决措施：在控制电路中加入机械连锁缺点：改变转向时必须先按停止按缺点：改变转向时必须先按停止按缺点：改变转向时必须先按停止按缺点：改变转向时必须先按停止按 钮3132.按钮控制正反转控制电路Ø工作原理：工作原理：ü接触器联锁控制接触器联锁控制控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1合上电源开关合上电源开关按下按钮按下按钮SB1KM1线圈通电线圈通电M正转启动正转启动按下停止按钮按下停止按钮SB3KM1线圈断电线圈断电电动机电动机M停止停止按下按钮按下按钮SB2反向启反向启动动Ø优点：优点：工作安全可靠工作安全可靠Ø缺点：缺点：操作不便操作不便3142.按钮控制正反转控制电路Ø优点：优点：ü按钮联锁控制按钮联锁控制操作方便操作方便控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2Ø缺点：缺点：易产生故障易产生故障利用复合按钮的触点实现联锁控制利用复合按钮的触点实现联锁控制利用复合按钮的触点实现联锁控制利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。

称机械联锁称机械联锁称机械联锁3152.按钮控制正反转控制电路Ø控制电路：控制电路：Ø工作原理：工作原理：Ø优点：优点：ü接触器、按钮双重联锁控接触器、按钮双重联锁控制制安全可靠，操安全可靠，操作方便作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制电路图控制电路图316接触器按钮双重联锁正反转控制电路接触器按钮双重联锁正反转控制电路317行程控制自动往返运动：自动往返运动：自动往返运动：自动往返运动：1. 1. 能正向运行也能能正向运行也能能正向运行也能能正向运行也能 反向运行反向运行反向运行反向运行2. 2. 到位后能自动返到位后能自动返到位后能自动返到位后能自动返 回回回回STaSTb电机电机正程正程正程正程限位开关限位开关STSTa aSTSTb b逆程逆程逆程逆程有些生产机械如万能铣床，要求工作台在一定距离内能有些生产机械如万能铣床，要求工作台在一定距离内能自动往返自动往返，，通常利用通常利用行程开关行程开关控制电动机控制电动机正反转正反转实现STSTa aSTSTb b前进前进前进前进( (正转）正转）正转）正转）后退后退后退后退12按按按按SBSBF F时时时时KMKMF F通电通电通电通电( (其常闭断开，其常闭断开，其常闭断开，其常闭断开， 常开闭合常开闭合常开闭合常开闭合) )KMF断电断电KMKMR R通电通电通电通电行程开关行程开关行程开关行程开关自动往返运动：自动往返运动：自动往返运动：自动往返运动：挡块挡块挡块挡块电机正转电机正转电机正转电机正转工作台前进工作台前进工作台前进工作台前进到达预定位置，到达预定位置，到达预定位置，到达预定位置，挡块挡块挡块挡块1 1撞击撞击撞击撞击STSTb bSBSBKMKMR RSBSBF FKMKMF FKMKMF FKMKMR RSTSTb bSTSTa aKMKMF FSBSBR R停止正转停止正转停止正转停止正转 电机反转电机反转电机反转电机反转( (工作台后退工作台后退工作台后退工作台后退) )STbSTbSTaSTaKMRKMR319工作台自动往返控制工作台自动往返控制正转正转320第三节 三相异步电动机降压启动控制降压启动的方法降压启动的方法定子绕组串电阻（电抗）启动定子绕组串电阻（电抗）启动自耦变压器降压启动自耦变压器降压启动 Y—△△降压启动降压启动延边三角形降压启动延边三角形降压启动降压启动的实质：降压启动的实质：启动时减小加在定子绕组上的电压，启动时减小加在定子绕组上的电压，以减小起动电流；以减小起动电流；启动后再将电压恢复到额定值，电动启动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。

机进入正常工作状态321一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制1.定子串电阻降压自动启动控制线路定子串电阻降压自动启动控制线路FU1KM1QS主电路主电路M3～～FRL1L3L2KM2RFRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM1KM2控制电路控制电路Ø工作原理工作原理合上电源开关合上电源开关按下按钮按下按钮SB1KM1、、KT线圈通电线圈通电M串电阻降压启动串电阻降压启动KT延时延时KM2线圈通电，线圈通电，KM1、、KT线圈断电线圈断电M全压运行全压运行322一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制2.手动、自动启动控制线路手动、自动启动控制线路FU1KM1QS主电路主电路M3～～FRL1L3L2KM2RØ工作原理工作原理FU2FRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM2KM1SAASB3AMM控制电路控制电路M M手动，时间继电器手动，时间继电器不起作用不起作用A A自动，自动，时间继电器时间继电器起作用，定时切换起作用，定时切换3231.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动按钮、接触器控制自耦变压器降压启动二、自耦变压器降压启动控制SB2KM1FU2FRSB3SB1KM2KM1 KM2KAKM3KM1KAKM3KAKM3控制电路控制电路Ø电气原理图电气原理图降压启动降压启动按钮按钮全压运全压运行按钮行按钮中间继电器中间继电器M3~FU1KM3FRQSL1L3L2TKM1KM2主电路主电路正常运行正常运行接触器接触器变压器电变压器电源接触器源接触器变压器星变压器星点接触器点接触器SB1SB1按下时，按下时，KM1,KM2KM1,KM2得电，变压得电，变压器接通，降压启动，器接通，降压启动，KA,KM3KA,KM3断开断开3241.按钮、接触器控制自耦按钮、接触器控制自耦变压器降压启动变压器降压启动二、自耦变压器降压启动控制M3~FU1KM3FRQSL1L3L2TKM1KM2主电路主电路SB2KM1FU2FRSB3SB1KM2KM1KM2KAKM3KM1KAKM3KAKM3控制电路控制电路SB2SB2按下时，按下时，KM1,KM2KM1,KM2断断电，变压器电，变压器断开断开，，全压启动，全压启动，KA,KM3KA,KM3接接通通3252.时间继电器控制自耦时间继电器控制自耦变压器降压启动变压器降压启动二、自耦变压器降压启动控制Ø工作原理工作原理M3~FU1KM2FRQSL1L3L2KM1KM2T主电路主电路FU2FRSB4SB1KM1SB2KM1KAKM2KM1KAKAKAKTSB3控制电路控制电路KTSB1/2SB1/2按下时，按下时，KM1,KTKM1,KT通电，变压器通，延时，通电，变压器通，延时，KTKT触点闭合，触点闭合，KAKA接通自锁接通自锁,KM1 ,KM1 和和KTKT断电，断电， KM2KM2通电，全压运行通电，全压运行326三、星形——三角形降压启动控制 指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。

再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行Y Y—△△起动只能用于正常运行时为起动只能用于正常运行时为△△形接法的电动形接法的电动机327ü时间时间继电器控制继电器控制Y—△△降压起动－－－三个接触器降压起动－－－三个接触器控制控制三、星形——三角形降压启动控制Ø电气原理图电气原理图电源接触器电源接触器星形接法接星形接法接触器触器三角形接法三角形接法接触器接触器QSFRV1MU1W2FU1V23～～KM2KM3KM1W1U2L1 L2 L3主电路主电路Ø工作原理工作原理328Y—△△降压启动控制降压启动控制329第四节 三相绕线式异步电动机启动控制 绕线异步电动机的优点：绕线异步电动机的优点：可以在转子绕组中串接电阻来可以在转子绕组中串接电阻来改善电动机的机械特性，从而改善电动机的机械特性，从而达到减小启动电流、增大启动达到减小启动电流、增大启动转矩及平滑调速之目的转矩及平滑调速之目的 绕线异步电动机降压启动原理：绕线异步电动机降压启动原理： 起动时，在转子回路中串入三相起动变阻器，并把起动时，在转子回路中串入三相起动变阻器，并把起动电阻调到最大值，以减小起动电流，增大起动转起动电阻调到最大值，以减小起动电流，增大起动转矩。

随着电动机转速的升高，起动电阻逐级减小随着电动机转速的升高，起动电阻逐级减小 起动完毕后，起动电阻减小到零，转子绕组被短接，起动完毕后，起动电阻减小到零，转子绕组被短接，电动机在额定状态下运行电动机在额定状态下运行3301.按钮操作控制按钮操作控制一、转子绕组串电阻启动控制线路Ø工作原理：工作原理：用按钮逐级切除用按钮逐级切除 启动电阻启动电阻启动启动电阻电阻Ø缺点缺点操作不便操作不便主电路主电路L1QSL2KM1L3FRKMMFU1KM3R2R3KM2R13～～控制电路控制电路FU2SB1SB5KMSB2SB3SB4KM1KM2KM3FRKM1 KM2 KM3KM电源电源接触器接触器短接电阻短接电阻接触器接触器SB2按下按下--KM1通电自通电自锁锁SB3按下按下—KM2通电通电自锁自锁SB4按下按下—KM3通电自通电自锁锁3312.时间原则控制时间原则控制一、转子绕组串电阻启动控制线路主电路主电路L1QSL2KM1L3FRKMMFU1KM3R2R3KM2R13～～FU2SB1SB2KMKM1KM1KM2FRKMKM2KM3KM3KT1KT2KT3KM3KMKM1KM2KM3KT1KT2KT3控制电路控制电路Ø电气原理图：电气原理图：KT1KT1：控制：控制KM1KM1KT2KT2：控制：控制KM2KM2KT3KT3：控制：控制KM3KM3延时延时延时延时KT1KT1、、KT2KT2、、KT3KT3分别分别控制控制三个接触器三个接触器KM1KM1、、KM2KM2、、KM3KM3按按顺序依顺序依次吸合次吸合，自动，自动切除切除转子绕组中的三级转子绕组中的三级电阻电阻 3323.电流原则控制电流原则控制一、转子绕组串电阻启动控制线路主电路主电路Ø电气原理图：电气原理图：三个欠电流继电器的线三个欠电流继电器的线圈串接在转子回路中，圈串接在转子回路中，电流继电器的吸合电流电流继电器的吸合电流一样，但释放电流不同，一样，但释放电流不同，KA1KA1的释放电流最大的释放电流最大-KM1-KM1通电，通电，KA2KA2其次其次- KM2- KM2通通电，电，KA3KA3最小最小- KM3- KM3通通电。

电 KMKM1 KM2 KM3KA控制电路控制电路FU2SB1SB2KMKM1KA2KAFRKMKM2KM3KA1KA3L1QSL2L3FRKMMFU1KM3R3KM23～～R2KA3R1KA2KA1KM13332.电流原则控制电流原则控制一、转子绕组串电阻启动控制线路 R1R1被切除后，转子电流重新增大，电动机转速继续升高，转子电流又减被切除后，转子电流重新增大，电动机转速继续升高，转子电流又减小，当减小至小，当减小至KA2KA2的释放电流时，的释放电流时，KA2KA2释放，释放，KA2KA2的常闭触头复位，的常闭触头复位，KM2KM2线圈线圈得电主触头闭合，第二级电阻得电主触头闭合，第二级电阻R2R2被切除，同理，切除第三级电阻，全部电被切除，同理，切除第三级电阻，全部电阻被切除，电动机启动完毕，进入正常运行状态阻被切除，电动机启动完毕，进入正常运行状态KMKM1 KM2 KM3KA控制电路控制电路FU2SB1SB2KMKM1KA2KAFRKMKM2KM3KA1KA3 电动机启动时转子电流最大，电动机启动时转子电流最大，KA1KA1、、KA2KA2、、KA3KA3都吸合，其常闭触头都打开，都吸合，其常闭触头都打开，KM1KM1、、KM2KM2、、KM3KM3主触头处于断开状态，全部启动电阻均串主触头处于断开状态，全部启动电阻均串接在转子绕组中。

接在转子绕组中 电动机转速逐渐升高，转子电流逐渐减小，电动机转速逐渐升高，转子电流逐渐减小，当电流减小至当电流减小至KA1KA1的释放电流时，的释放电流时，KA1KA1首先释首先释放，其常闭触头复位，使接触器放，其常闭触头复位，使接触器KM1KM1得电主触得电主触头闭合，切除第一级电阻头闭合，切除第一级电阻R1R1334 频敏变阻器频敏变阻器二、转子绕组串频敏变阻器启动控制线路铁心损耗很大的三相电抗器，由铸铁板或钢板叠成的三柱式铁铁心损耗很大的三相电抗器，由铸铁板或钢板叠成的三柱式铁心，在每个铁心上装有一个线圈，线圈的一端与转子绕组相连，心，在每个铁心上装有一个线圈，线圈的一端与转子绕组相连，另一端作星形连接另一端作星形连接频敏变阻器的等效阻抗值与频率有关，电动机刚启动时，转速频敏变阻器的等效阻抗值与频率有关，电动机刚启动时，转速较低，转子电流的频率较高，相当于在转子回路中串接一个阻较低，转子电流的频率较高，相当于在转子回路中串接一个阻抗很大的电抗器，随着转速的升高，转子频率逐渐降低，其等抗很大的电抗器，随着转速的升高，转子频率逐渐降低，其等效阻抗自动减小，实现了平滑无级启动。

效阻抗自动减小，实现了平滑无级启动3351.单向旋转转子串频敏变阻器启动控制单向旋转转子串频敏变阻器启动控制二、转子绕组串频敏变阻器启动控制线路主电路主电路L1QSL2L3FRKMMFU1KM1RF3～～控制电路控制电路FU2SB1SB2KMFRKTKM1KTKMKM1KTKTKM1电源电源接触器接触器 短接频敏短接频敏变阻器变阻器接触器接触器 3362.转子串频敏变阻器正反转启动控制线路转子串频敏变阻器正反转启动控制线路红色红色—自动自动切换切换,延时后切除频敏器延时后切除频敏器绿色绿色—手动切换手动切换337高速高速PCBPCB设计原理和技术设计原理和技术高速电路设计经验分享高速电路设计经验分享 l晶振/时钟芯片底部不要布线，且要加地敷铜以防止串扰；l每个同步芯片应有独立的时钟驱动，不选择双向驱动芯片（如245）作为时钟驱动芯片，以免引起时钟相位抖动；l包地处理：对于高速的时钟或者高速信号线，可以布在两个相邻的GND层之间或者相邻的GND与Power之间，即带状线类型，同时在信号线周围用地线GND加布防护带；Ø高速时钟和高速信号处理（高速时钟和高速信号处理（1）） ：：338高速高速PCBPCB设计原理和技术设计原理和技术高速电路设计经验分享高速电路设计经验分享 l如果空间允许，在两条平行线之间加一条地线，以防止信号串扰；lCLK或其他高速信号不要跨接不同的参考层分区，以保证整条传输线有一个稳定的参考平面和稳定的传输线特征阻抗。

当这种要求无法保证时，需要在跨区处的两个参考层上串联一个电容，为高速信号线提供回流路径；l减少高速信号的换层布线次数，以减少传输线过孔数量和参考平面的稳定性当这种要求无法保证时，可以在过孔处打一些GND过孔，以便提供一个畅通的回流路径；lFPGA的PLL专用引脚需要使用独立的电源，以减少向其他电源引入谐波噪声；Ø高速时钟和高速信号处理（高速时钟和高速信号处理（2）） ：：339高速高速PCBPCB设计原理和技术设计原理和技术高速电路设计经验分享高速电路设计经验分享 l同一差分线对布在同一层，平行等长，线对之间不要增加GND布线、铜皮或过孔；不同的差分线对之间用地隔开，或走在不同层上； l差分线布局及其影响Ø高速时钟和高速信号处理（高速时钟和高速信号处理（3）） ：：340v【设计原则】：PCBPCB布局设计时，应充分遵守沿信号流向布局设计时，应充分遵守沿信号流向直线放置的设计原则，尽量避免来回环绕直线放置的设计原则，尽量避免来回环绕v【原理分析】：避免信号直接耦合，影响信号质量避免信号直接耦合，影响信号质量高速高速PCBPCB设计设计- - PCB布局设计341v【设计原则】：多种模块电路在同一多种模块电路在同一PCBPCB上放置时，数字上放置时，数字电路与模拟电路、高速与低速电路应分开布局。

电路与模拟电路、高速与低速电路应分开布局原理分析原理分析】】：避免数字电路、模拟电路、高速电路以及：避免数字电路、模拟电路、高速电路以及低速电路之间的互相干扰低速电路之间的互相干扰高速高速PCBPCB设计设计- - PCB布局设计342v【设计原则】：当线路板上同时存在高、中、低速电路当线路板上同时存在高、中、低速电路时，应该遵从下图中的布局原则时，应该遵从下图中的布局原则v【原理分析】：避免高频电路噪声通过接口向外辐射避免高频电路噪声通过接口向外辐射高速高速PCBPCB设计设计- - PCB布局设计343v【设计原则】：存在较大电流变化的单元电路或器存在较大电流变化的单元电路或器件（如电源模块的输入输出端、风扇及继电器）附件（如电源模块的输入输出端、风扇及继电器）附近应放置储能和高频滤波电容近应放置储能和高频滤波电容v【原理分析】：储能电容的存在可以减小大电流回储能电容的存在可以减小大电流回路的回路面积路的回路面积高速高速PCBPCB设计设计- - PCB布局设计344v【设计原则】：线路板电源输入口的滤波电路应应靠近接线路板电源输入口的滤波电路应应靠近接口放置v【原理分析】：避免已经经过了滤波的线路被再次耦合。

避免已经经过了滤波的线路被再次耦合高速高速PCBPCB设计设计- - PCB布局设计345【设计原则】：在在PCBPCB板上，接口电路的滤波、防护以及隔板上，接口电路的滤波、防护以及隔离器件应该靠近接口放置离器件应该靠近接口放置原理分析】：可以有效的实现防护、滤波和隔离的效果可以有效的实现防护、滤波和隔离的效果GoodBad高速高速PCBPCB设计设计- - PCB布局设计346【设计原则】：如果接口处既有滤波又有防护电路，应如果接口处既有滤波又有防护电路，应该遵从先防护后滤波的原则该遵从先防护后滤波的原则原理分析】：防护电路用来进行外来过压和过流抑制，防护电路用来进行外来过压和过流抑制，如果将防护电路放置在滤波电路之后，滤波电路会被如果将防护电路放置在滤波电路之后，滤波电路会被过压和过流损坏过压和过流损坏设计原则设计原则】】：布局时要保证滤波电路（滤波器）、隔离以：布局时要保证滤波电路（滤波器）、隔离以及防护电路的输入输出线不要相互耦合及防护电路的输入输出线不要相互耦合原理分析原理分析】】：电路的输入输出走线相互耦合时会削弱滤波、：电路的输入输出走线相互耦合时会削弱滤波、隔离或防护效果。

隔离或防护效果高速高速PCBPCB设计设计- - PCB布局设计347v【设计原则】：晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件远离单板接口连接器至少射器件远离单板接口连接器至少1000mil1000milv【原理分析】：将干扰会直接向外辐射或在外出电缆上将干扰会直接向外辐射或在外出电缆上耦合出电流来向外辐射耦合出电流来向外辐射高速高速PCBPCB设计设计- - PCB布局设计348v【设计原则】：为为ICIC滤波的各滤波电容应尽可能靠近芯滤波的各滤波电容应尽可能靠近芯片的供电管脚放置片的供电管脚放置v【【原理分析原理分析】】：电容离管脚越近，高频回路面积越小，：电容离管脚越近，高频回路面积越小，从而辐射越小从而辐射越小高速高速PCBPCB设计设计- - PCB布局设计349v【设计原则】：PCBPCB走线不能有直角走线走线不能有直角走线v【原理分析】：直角走线导致阻抗不连续，导致信号发射，直角走线导致阻抗不连续，导致信号发射，从而产生振铃或过冲，形成强烈的从而产生振铃或过冲，形成强烈的EMIEMI辐射高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计350v【【设计原则设计原则】】：：PCBPCB走线特别是时钟线与总线的粗细应保走线特别是时钟线与总线的粗细应保持一致。

持一致v【【原理分析原理分析】】：粗细不一致时，走线阻抗会发生突变，：粗细不一致时，走线阻抗会发生突变，导致如同前页中的问题导致如同前页中的问题GND晶振R强烈的EMI源高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计351【设计原则】：尽可能避免相邻布线层的层设置，无法避尽可能避免相邻布线层的层设置，无法避免时，尽量使两布线层中的走线相互垂直或平行走线长免时，尽量使两布线层中的走线相互垂直或平行走线长度小于度小于1000mil1000mil原理分析】：减小平行走线之间的串扰减小平行走线之间的串扰设计原则】：如果单板有内部信号走线层，则时钟等关如果单板有内部信号走线层，则时钟等关键信号线布在内层（优先考虑优选布线层）键信号线布在内层（优先考虑优选布线层）原理分析】：将关键信号布在内部走线层可以起到屏蔽将关键信号布在内部走线层可以起到屏蔽作用高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计352v【设计原则】：时钟线两侧建议包地线，包地线每隔时钟线两侧建议包地线，包地线每隔3000mil3000mil接地原理分析】：保证包地线上各点电位相等保证包地线上各点电位相等高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计353v【设计原则】：时钟、总线、射频线等关键信号走线和时钟、总线、射频线等关键信号走线和其他同层平行走线应满足其他同层平行走线应满足3W3W原则。

原则v【原理分析】：避免信号之间的串扰避免信号之间的串扰高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计3W原则：原则：为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心间为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于距不少于3 3倍线宽时，则可保持倍线宽时，则可保持70%70%的电场不互相干扰，称为的电场不互相干扰，称为3W3W规规则如要达到则如要达到98%98%的电场不互相干扰，可使用的电场不互相干扰，可使用10W10W的间距354【设计原则】：电流电流≥≥1A1A的电源所用的表贴保险丝、磁珠、的电源所用的表贴保险丝、磁珠、电感、电感、钽电容钽电容的焊盘应不少于两个过孔接到平面层的焊盘应不少于两个过孔接到平面层v【原理分析】：减小过孔等效阻抗减小过孔等效阻抗设计原则】：差分信号线应同层、等长、并行走线，保差分信号线应同层、等长、并行走线，保持阻抗一致，差分线间无其它走线持阻抗一致，差分线间无其它走线原理分析】：保证差分线对的共模阻抗相等，提高其抗保证差分线对的共模阻抗相等，提高其抗干扰能力干扰能力高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计355v【设计原则】：关键信号走线一定不能跨分割区走线关键信号走线一定不能跨分割区走线（包括过孔、焊盘导致的参考平面间隙）。

包括过孔、焊盘导致的参考平面间隙）原理分析】：跨分割区走线会导致信号回路面积的增大跨分割区走线会导致信号回路面积的增大高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计356v【设计原则】：单板上的滤波器（滤波电路）下方不要单板上的滤波器（滤波电路）下方不要有其他无关信号走线有其他无关信号走线v【原理分析】：分布电容会削弱滤波器的滤波效果分布电容会削弱滤波器的滤波效果高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计357v【设计原则】：滤波器（滤波电路）的输入、输出信号滤波器（滤波电路）的输入、输出信号线不能相互平行、交叉走线线不能相互平行、交叉走线v【原理分析】：避免滤波前后的走线直接噪声耦合避免滤波前后的走线直接噪声耦合高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计358v【设计原则】：关键信号线距参考平面边沿关键信号线距参考平面边沿≥≥3H3H（（H H为线为线距离参考平面的高度）距离参考平面的高度）v【原理分析】：抑制边缘辐射效应抑制边缘辐射效应高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计359v【设计原则】：对于金属外壳接地元件，应在其投影区对于金属外壳接地元件，应在其投影区的顶层上铺接地铜皮。

的顶层上铺接地铜皮原理分析】：通过金属外壳和接地铜皮之间的分布电容通过金属外壳和接地铜皮之间的分布电容来抑制其对外辐射和提高抗扰度来抑制其对外辐射和提高抗扰度高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计360v【设计原则】：在单层板或双层板中，布线时应该在单层板或双层板中，布线时应该注意注意““回路面积最小化回路面积最小化””设计设计v【原理分析】：回路面积越小、回路对外辐射越小，回路面积越小、回路对外辐射越小，并且抗干扰能力越强并且抗干扰能力越强高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计361v【设计原则】：信号线（特别是关键信号线）换层时，信号线（特别是关键信号线）换层时，应在其换层过孔附近设计地过孔应在其换层过孔附近设计地过孔v【原理分析】：如上图所示，可以减小信号回路面积如上图所示，可以减小信号回路面积高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计地过孔地过孔362【设计原则】：时钟线、总线、射频线等强辐射信号线远离时钟线、总线、射频线等强辐射信号线远离接口外出信号线接口外出信号线原理分析】：避免强辐射信号线上的干扰耦合到外出信号避免强辐射信号线上的干扰耦合到外出信号线上，向外辐射。

线上，向外辐射设计原则】：敏感信号线如复位信号线、片选信号线、系敏感信号线如复位信号线、片选信号线、系统控制信号等远离接口外出信号线统控制信号等远离接口外出信号线原理分析】：接口外出信号线常常带进外来干扰，耦合到接口外出信号线常常带进外来干扰，耦合到敏感信号线时会导致系统误操作敏感信号线时会导致系统误操作高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计363v【设计原则】：在单面板和双面板中，滤波电容的走线应在单面板和双面板中，滤波电容的走线应先经滤波电容滤波，再到器件管脚先经滤波电容滤波，再到器件管脚v【原理分析】：使电源电压先经过滤波再给使电源电压先经过滤波再给ICIC供电，并且供电，并且ICIC回馈给电源的噪声也会被电容先滤掉回馈给电源的噪声也会被电容先滤掉高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计364v【设计原则】：在单面板或双面板中，如果电源线走线很在单面板或双面板中，如果电源线走线很长，应每隔长，应每隔3000mil3000mil对地加去耦合电容，电容取值为对地加去耦合电容，电容取值为10uF10uF＋＋1000pF1000pFv【【原理分析原理分析】】：滤除电源线上的噪声。

滤除电源线上的噪声高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计365v【设计原则】：滤波电容的接地线和接电源线应该尽可滤波电容的接地线和接电源线应该尽可能粗、短能粗、短原理分析】：等效串联电感会降低电容的谐振频率，削等效串联电感会降低电容的谐振频率，削弱其高频滤波效果弱其高频滤波效果高速高速PCBPCB设计设计- - PCB走线设计366。