模塊二汽車電路課二汽車電路元件

1、模塊二 汽車電路 課題二 汽車電路元件一、電路元件 當(dāng)代汽車電子電路由許多分立或集成的元器件組成，汽車電器元件大多可分為電路元件、半導(dǎo)體元件、基礎(chǔ)元件。1、電阻器、電阻器通常稱為電阻，它是利用金屬或非金屬材料制成且便于安裝的電路元件。用于降低電壓、限制電流、向各種電子元件提供必要的工作條件（如電壓、電流）。常見的電阻器碳膜電阻器是目前電子、電器、資訊產(chǎn)品中使用量最大，價(jià)格最便宜，品質(zhì)穩(wěn)定性、信賴度最高的碳膜固定電阻器。氣態(tài)碳?xì)浠衔镌诟邷睾驼婵罩蟹纸?，碳沉積在瓷棒或者瓷管上，形成一層結(jié)晶碳膜。改變碳膜厚度和用刻槽的方法變更碳膜的長度，可以得到不同的阻值。優(yōu)點(diǎn):制作簡單，成本低；缺點(diǎn):穩(wěn)定性差，

2、噪音大、誤差大。 金屬氧化皮膜電阻器隨著電子設(shè)備的發(fā)展其構(gòu)成的零件亦趨向小型化、輕型化及耐用化等趨勢(shì)。在真空中加熱合金，合金蒸發(fā)，使瓷棒表面形成一層導(dǎo)電金屬膜?？滩酆透淖兘饘倌ず穸瓤梢钥刂谱柚?。優(yōu)點(diǎn):體積小、精度高、穩(wěn)定性好、噪音小、電感量??；缺點(diǎn):成本高。繞線電阻器、無感性繞線電阻器把碳黑、樹脂、粘土等混合物壓制后經(jīng)過熱處理制成。在電阻上用色環(huán)表示它的阻值。這種電阻成本低，阻值范圍寬，但性能差，很小采用。優(yōu)點(diǎn):功率大；缺點(diǎn):有電感，體積大，不宜作阻值較大的電阻。水泥型繞線電阻器將電阻線繞於無咸性耐熱瓷件上或用氧化膜電阻等固定電阻器，外面加上耐熱，耐濕及耐腐蝕的材料保護(hù)固定而成。水泥型電阻是把

3、電阻體放入方形瓷器框內(nèi)，用特殊不燃性耐熱水泥充填密封而成。具有耐高功率、散熱容易、穩(wěn)定性高等特點(diǎn) ,額定功率一般在 1瓦以上。優(yōu)點(diǎn):功率大；缺點(diǎn):有電感，體積大，不宜作阻值較大的電阻。補(bǔ)充：色環(huán)電阻的識(shí)別方法色環(huán)電阻，是用個(gè)色環(huán)來表示阻值，前二環(huán)代表有效值，第三環(huán)代表乘上的次方數(shù)，用 個(gè)色環(huán)表示誤差。色環(huán)電阻一般是金屬膜電阻，為更好地表示精度，用個(gè)色環(huán)表示阻值，另一個(gè)色環(huán)表示誤差。右表是色環(huán)電阻的顏色-數(shù)值對(duì)照表： 所謂“四色環(huán)電阻”就是指用四條色環(huán)表示阻值的電阻。從左向右數(shù)，第一，二環(huán)表示兩位有效數(shù)字，第三環(huán)表示數(shù)字后面添加“0”的個(gè)數(shù)。所謂“從左向右”，我們是指把電阻象圖中所畫的樣子放置四

4、條色環(huán)中，有三條相互之間的距離靠得比較近，而第四環(huán)距離稍微大一點(diǎn)。如下圖：“四色環(huán)四色環(huán)”讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)規(guī)則此電阻棕色與黑色的間距大于金此電阻棕色與黑色的間距大于金色與橙色的間距，所以我們從間距大色與橙色的間距，所以我們從間距大的一邊計(jì)數(shù)，即從左到右依次為棕、的一邊計(jì)數(shù)，即從左到右依次為棕、黑、橙、金，所對(duì)應(yīng)的數(shù)字為黑、橙、金，所對(duì)應(yīng)的數(shù)字為1、0、3、金色不用計(jì)數(shù)，是表示精度的，、金色不用計(jì)數(shù)，是表示精度的，在這里我們把第三道色環(huán)的數(shù)字用在這里我們把第三道色環(huán)的數(shù)字用0來代替，數(shù)字是幾就是幾個(gè)來代替，數(shù)字是幾就是幾個(gè)0，此電，此電阻第三道色環(huán)是橙色，即阻第三道色環(huán)是橙色，即3，所以用，所以用三

5、個(gè)三個(gè)0來表示，即來表示，即000。按上面的方法。按上面的方法寫在一起為寫在一起為10000，單位是歐姆，簡，單位是歐姆，簡稱歐，即稱歐，即10000歐。歐。金色誤差為金色誤差為5%，意味著這個(gè)電阻實(shí)際最小的阻值是意味著這個(gè)電阻實(shí)際最小的阻值是10K*（10.05）9500；最大不；最大不會(huì)超過會(huì)超過10K*（10.05）10500。 現(xiàn)在的電阻產(chǎn)品，你要區(qū)分色環(huán)距離的大小的確很困難，哪一環(huán)是第一環(huán)，往往憑借經(jīng)驗(yàn)來識(shí)別；對(duì)四色環(huán)而言，還有一點(diǎn)可以借鑒，那就是：四色環(huán)電阻的第四環(huán)，不是金色，就是銀色，而不會(huì)是其它顏色（這一點(diǎn)在五色環(huán)中不適用）；這樣你就可以知道那一環(huán)該是第一環(huán)了。在識(shí)別四色環(huán)電阻

6、時(shí)，有兩個(gè)情況要特別注意： 1、當(dāng)?shù)谌h(huán)是黑色的時(shí)候，這個(gè)黑環(huán)代表0的個(gè)數(shù)，幾個(gè)0？是0個(gè)“0”，也就是“沒有0”。 如： 紅2 紅2 黑0個(gè)0 金5 阻值是：22 而絕不是220！ 2、金色和銀色也會(huì)出現(xiàn)在第三環(huán)中：前面我們已經(jīng)提到，第四環(huán)是表示誤差的色環(huán),用金、銀兩種顏色分別表示不同的精度；而第三環(huán)表示“添加零的個(gè)數(shù)”，那么當(dāng)?shù)谌h(huán)出現(xiàn)金色或銀色的時(shí)候，又怎么理解“添加零的個(gè)數(shù)”呢？做法如下：第三環(huán)金色：把小數(shù)點(diǎn)向前移動(dòng)1位；第三環(huán)銀色：把小數(shù)點(diǎn)向前移動(dòng)2位。例：1、色環(huán)排列：橙灰金 金 ，阻值是3.8 2、色環(huán)排列：綠黃銀 金 ，阻值是：0.54因?yàn)檫@種電阻的阻值太小了，在一般電路中幾乎

7、不用，所以在普通的電阻系列中是沒有的。五色環(huán)電阻讀數(shù)規(guī)則 5環(huán)電阻一般都是金屬氧化膜電阻，主要用于精密設(shè)備或儀器上。 如圖2所示，用五個(gè)色環(huán)表示電阻大小，所以我們稱五色環(huán)電阻。計(jì)數(shù)方法同四色環(huán)基本相同，不同點(diǎn)在于四色環(huán)電阻的第三道色環(huán)用來表示0的個(gè)數(shù)，而五色環(huán)電阻則是第四道色來表示0的個(gè)數(shù)，此電阻第四道色環(huán)是紅色，即2，用兩個(gè)0來表示，即00。按上面的方法寫在一起為10000，單位是歐姆，簡稱歐，即10000歐。單位換算同上。六色環(huán)電阻 六色環(huán)電阻 就是指用六色環(huán)表示阻值的電阻，六色環(huán)電阻前五色環(huán)與五色環(huán)電阻表示方法一樣，第六色環(huán)表示該電阻的溫度系數(shù)。2、電容器通常稱為電容，具有調(diào)諧、耦合、濾

8、波、去耦、通交流隔直流等作用。分類：根據(jù)介質(zhì)的不同，分為陶瓷、云母、紙質(zhì)、薄膜、電解電容幾種。陶瓷電容：以高介電常數(shù)、低損耗的陶瓷材料為介質(zhì)，體積小，自體電感小。云母電容：以云母片作介質(zhì)的電容器。性能優(yōu)良，高穩(wěn)定，高精密。紙質(zhì)電容：紙介電容器的電極用鋁箔或錫箔做成，絕緣介質(zhì)是浸蠟的紙，相疊后卷成圓柱體，外包防潮物質(zhì)，有時(shí)外殼采用密封的鐵殼以提高防潮性。價(jià)格低，容量大。薄膜電容：用聚苯乙烯、聚四氟乙烯或滌綸等有機(jī)薄膜代替紙介質(zhì)，做成的各種電容器。體積小，但損耗大，不穩(wěn)定。電解電容：以鋁、擔(dān)、鋸、鈦等金屬氧化膜作介質(zhì)的電容器。容量大，穩(wěn)定性差。（使用時(shí)應(yīng)注意極性）根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為：固定電容、可變電容

9、器和半可變（微調(diào)）電容器。供應(yīng)125V63F汽車用超級(jí)電容器汽車空調(diào)電容器電容的參數(shù)識(shí)別和選用主要參數(shù)是容量和耐壓值。常用的容量單位有F、nF 和PF 。當(dāng)標(biāo)注中省略單位時(shí)，默認(rèn)單位應(yīng)為PF，它們的關(guān)系是：1F=106 F=109nF=1012PF電容的選用應(yīng)考慮使用頻率、耐壓。電解電容還應(yīng)注意極性，使 +極接到直流高電位，還應(yīng)考慮使用溫度。電容器的圖形符號(hào)如下圖所示：電容器用字母C表示(a)一般符號(hào)(b)極性電解電容(c)國外電解電容(d)微調(diào)電容(e)可變電容3、電感器電感器是指各種電感線圈。電感器是能夠把電能轉(zhuǎn)化為磁能而存儲(chǔ)起來的元件。電感器的結(jié)構(gòu)類似于變壓器，但只有一個(gè)繞組。電感器具有

10、一定的電感，它只阻止電流的變化。如果電感器中沒有電流通過，則它阻止電流流過它；如果有電流流過它，則電路斷開時(shí)它將試圖維持電流不變。電感器又稱扼流器、電抗器、動(dòng)態(tài)電抗器。它與電阻、電容、晶體管配合構(gòu)成各種功能的電子電路，其測(cè)量要借助專用儀表儀器，如電感、電容器、電橋和儀表等，一般用萬用表測(cè)量電感線圈的電阻值來大致判斷其好壞。電感器的圖形符號(hào)電感器用字母L表示，單位有：H（亨）、mH（毫亨）、H（微亨），它們的關(guān)系是：1H=103mH=106H4、變壓器變壓器，利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵心（磁芯）。在電器設(shè)備和無線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗，安全

11、隔離等。變壓器是電子電路中廣泛采用的無源器件之一。一般用萬用表電阻檔來判定其開路和斷路等故障。變壓器用字母T（transformer）表示Tr變壓器圖變壓器圖形符號(hào)形符號(hào)N1i10u1AXN2| |ZL| |u20Saxx變壓器變壓器一次側(cè)一次側(cè)繞組繞組（原邊）（原邊）由硅鋼片疊由硅鋼片疊壓制成的變壓制成的變壓器鐵心磁壓器鐵心磁路。路。變壓器變壓器二次側(cè)二次側(cè)繞組繞組（副邊）（副邊）變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器容量的單位是：KVA，表示功率。，表示功率。二、半導(dǎo)體元件汽車用半導(dǎo)體元件主要包括：晶體管、可控硅、集成電路和其他敏感元件等。1、晶體管（1）二極管及穩(wěn)壓管半導(dǎo)體二極管由一個(gè)P

12、N 結(jié)，再加上電極、引線，封裝而成。N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體（N為Negative的字頭，由于電子帶負(fù)電而得此名）：摻入少量雜質(zhì)磷元素（或銻元素）的硅晶體（或鍺晶體）中，由于半導(dǎo)體原子（如硅原子）被雜質(zhì)原子取代，磷原子外層的五個(gè)外層電子的其中四個(gè)與周圍的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，多出的一個(gè)電子幾乎不受束縛，較為容易地成為自由電子。于是，N型半導(dǎo)體就成為了含電子濃度較高的半導(dǎo)體，其導(dǎo)電性主要是因?yàn)樽杂呻娮訉?dǎo)電。P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體（P為Positive的字頭，由于空穴帶正電而得此名）：摻入少量雜質(zhì)硼元素（或銦元素）的硅晶體（或鍺晶體）中，由于半導(dǎo)體原子（如硅原子）被雜質(zhì)原子取代，硼原子外層的三個(gè)外層電子與周

13、圍的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“空穴”，這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來“填充，使得硼原子成為帶負(fù)電的離子。這樣，這類半導(dǎo)體由于含有較高濃度的“空穴”（“相當(dāng)于”正電荷），成為能夠?qū)щ姷奈镔|(zhì)PN結(jié) 將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體（通常是硅或鍺）基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)（英語：PN junction）。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?，是電子技術(shù)中許多元件，例如半導(dǎo)體二極管、雙極性晶體管的物質(zhì)基礎(chǔ)。二極管分類 按其用途分：檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、光電二極管 按其結(jié)構(gòu)分：點(diǎn)接觸型、面接觸型 二極管的圖形符號(hào)：（2）晶體三極管晶體三極管有PNP型

14、和NPN型兩種，主要有放大和開關(guān)作用。三極管有兩個(gè)PN 結(jié)，三個(gè)電極（發(fā)射極、基極、集電極）。按 PN 結(jié)的不同構(gòu)成，有 PNP 和 NPN 兩種類型。 如圖（1）、（ 2）所示晶體三極管的種類按結(jié)構(gòu)分，有點(diǎn)接觸型和面接觸型；按工作頻率分有高頻三極管和低頻三極管、開關(guān)管；按功率大小可分為大功率、中功率、小功率三極管；從封裝形式分，有金屬封裝和塑料封裝等形式。(a) 小功率管小功率管 (b) 小功率管小功率管 (c) 大功率管大功率管 (d) 中功率管中功率管2、可控硅和單結(jié)晶體管可控硅是以弱電控制強(qiáng)電的大功率半導(dǎo)體器，它實(shí)際上市一種可控的導(dǎo)電開關(guān)，在汽車電子電路中，通常用單結(jié)晶體管組成觸發(fā)電路

15、，產(chǎn)生尖頂脈沖波，用來觸發(fā)可控硅?？煽毓枋荘1N1P2N2 四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個(gè) PN 結(jié)，分析原理時(shí)，可以把它看作由一個(gè) PNP 管和一個(gè) NPN 管所組成，其等效圖解如下圖所示。3、集成電路集成電路是利用半導(dǎo)體工藝將一些晶體管、電容以及導(dǎo)線等制作在一塊很小的半導(dǎo)體材料或絕緣基片上，從而形成一個(gè)完整的電路，并封裝在一個(gè)特制的外殼中，目前廣泛運(yùn)用在汽車領(lǐng)域。4、其他敏感元件（1）熱敏元件對(duì)溫度敏感的特種電阻元件。通常用鋁、鎢、錸鎢等金屬細(xì)絲制成，也有的用半導(dǎo)體制成。熱敏元件是利用某些物體的物理性質(zhì)隨溫度變化而發(fā)生變化的敏感材料制成。例如：易熔合金或熱敏絕緣材料、雙金屬片、熱電偶、熱敏電阻

16、、半導(dǎo)體材料等。定溫、差定溫探頭各級(jí)靈敏度探頭的動(dòng)作溫度分別不大于1級(jí)62、2級(jí)70、3級(jí)78。包括負(fù)溫度系數(shù)型（NTC元件）、正溫度系數(shù)型（PTC元件），主要用于儀表、保護(hù)、穩(wěn)壓的環(huán)節(jié)上。（2）光敏元件特征參數(shù)隨外界光輻射的變化而明顯改變的敏感元件包括光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管，半導(dǎo)體光敏元件廣泛應(yīng)用于精密測(cè)量、光通信、計(jì)算技術(shù)、攝像、夜視、遙感、制導(dǎo)、機(jī)器人、質(zhì)量檢查、安全報(bào)警以及其他測(cè)量和控制裝置中，有的汽車用光敏元件作為傳感器，用于點(diǎn)火電路。三、基礎(chǔ)元件基礎(chǔ)元件主要包括：導(dǎo)線、導(dǎo)線接頭與連接器、熔斷器、開關(guān)、中央控制盒等。1、導(dǎo)線汽車用導(dǎo)線有低壓線和高壓線兩種，低壓線中又有普通低

17、壓導(dǎo)線、屏蔽線、啟動(dòng)電纜、蓄電池打鐵電纜。（1）低壓線普通低壓導(dǎo)線。一般多為銅質(zhì)多絲軟線，根據(jù)外皮絕緣包層材料不同又分為QVR（公路車輛用銅芯聚氯乙烯絕緣低壓電線）型和QFR（聚氯乙烯-丁睛復(fù)合物絕緣低壓電纜）型。電線的選用原則 是根據(jù)電線的絕緣程度，通過的電流和需要的機(jī)械強(qiáng)度確定的。長時(shí)間工作的電器設(shè)備可選用實(shí)際載流量60的導(dǎo)線；短時(shí)間工作的用電設(shè)備可選用實(shí)際載流量60100之間的導(dǎo)線。 汽車電系屬于低壓供電，工作電流大，電壓損失也大。電壓損失過大將影響電氣設(shè)備的正常工作，因此在導(dǎo)線截面及選用時(shí)，要保證電壓損失不得超過一定值：12V系統(tǒng)不大于0.5V，24V系統(tǒng)不大于1.0V。導(dǎo)線的實(shí)際工作

18、電流，不允許大于導(dǎo)線的允許載流量。在前兩項(xiàng)都滿足的條件下，還要考慮導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度。規(guī)定低壓線的最小截面距不少于0.5 mm2 ；高壓線主要考慮耐電壓值和線芯電阻（6K- 25K/m ）。汽車用低壓導(dǎo)線允許載流量(單位A) 電流電流 電線長度電線長度美規(guī)線號(hào)包括電線的顏色顏色和截面積截面積兩方面1)顏色 現(xiàn)在所用的電線絕緣層顏色一般為雙色，由主色和輔色組成。主色為導(dǎo)線的基礎(chǔ)顏色（面積最大的顏色），輔色為導(dǎo)線上呈軸向條紋的色條或者螺旋狀的色環(huán)。主要顏色確定以后，相應(yīng)的輔色要按照配套規(guī)定（隨電氣系統(tǒng)的不同而不同）選擇。 國產(chǎn)汽車電系各電路采用的電線主色電線顏色的英文縮寫如表下所示2）導(dǎo)線截面積 單位

19、為mm2 例如：YW1.5代表主色為黃色，輔色為白色，截面積為1.5 mm2 的電線。 LT YEL2.0代表主色為淺黃色，截面積為2.0 mm2的電線。 DK GRY1.0代表主色為深灰色，截面積為1.0mm2的電線。屏蔽線屏蔽線也稱為同軸射頻電纜，它能將導(dǎo)線與外界的磁場(chǎng)隔離，避免導(dǎo)線受外界磁場(chǎng)的影響而產(chǎn)生干擾，尤其在防止汽油機(jī)高壓點(diǎn)火干擾方面非常有效。常用于低壓微弱信號(hào)線路。啟動(dòng)電纜啟動(dòng)電纜用來連接蓄電池與啟動(dòng)開關(guān)的主接線柱，允許的電流達(dá)5001000A。常用的有25mm,35mm,50mm,70mm等多種規(guī)格。蓄電池搭鐵電纜搭鐵電纜是由銅絲紡織而成的扁形軟銅線，常用長度有300mm,45

20、0mm,600mm,760mm。（2）高壓導(dǎo)線高壓導(dǎo)線是用來傳送高電壓的導(dǎo)線，國產(chǎn)汽車用高壓點(diǎn)火線有銅芯線和阻尼線兩種，目前廣泛用高壓阻尼點(diǎn)火線。（3）CAN-BUS數(shù)據(jù)總線，就是指一條數(shù)據(jù)線上傳遞的信息可以被多個(gè)系統(tǒng)共享，從而最大限度的提高系統(tǒng)的整體效率，充分利用有限的資源。它將計(jì)算機(jī)技術(shù)融入整個(gè)汽車系統(tǒng)中，加速汽車智能化的發(fā)展。2、導(dǎo)線接頭與連接器（1）導(dǎo)線接頭汽車常用快速接頭與部件相連，線纜之間用連接器連在一起。（2）連接器現(xiàn)在普遍采用插接式連接器。插接器由陰陽兩部分組成，分別稱為插座和插頭。連接器有不同的規(guī)格型號(hào)外形和顏色，要注意區(qū)分。3、熔斷器和熔斷器盒（1）熔斷器盒熔斷器盒（中央控制盒）是一個(gè)具有過載保護(hù)裝置的各種照明設(shè)備和輔助設(shè)備的配電板，在它的上部有許多熔斷器，在電路斷路時(shí)能保護(hù)各用電設(shè)備免遭損壞。在熔斷器盒上還裝有其他電氣設(shè)備，如各種繼電器。維修人員應(yīng)充分了解熔斷器所連接的每一條電路，否則難以正確判斷故障。（2）熔斷器分類 按熔斷器的結(jié)構(gòu)可分為：玻璃管式，瓷芯式，片式，金屬絲式和平板式，如下圖所示。材料 熔斷絲的材料一般是鋅、錫、鉛、銅等的合金。性能要求： 通過110%額定電流時(shí)