變頻器電子元件基本知識綜述

1、、先來了解模電和數(shù)電的區(qū)別模電和數(shù)電的區(qū)別 很多剛進入電子行業(yè)，自動化行業(yè)的人士對模似電子電路和數(shù)字電子電路存在一些疑惑，由其是剛進這行 的人更是不明了，當然在接觸變頻器維修與維護時肯定要熟悉。所謂模似電子電路實際是相對數(shù)字電子電路而言。模電：一般指頻率在百兆 HZ以下，電壓在數(shù)十伏以內(nèi)的模似信號以及對此信號的分析/處理及相關(guān)器件的運用。百兆HZ以上的信號屬于高頻電子電路范疇。百伏以上的信號屬于強電或高壓電范疇。數(shù)電：一般指通過數(shù)字邏輯和計算去分析、處理信號，數(shù)字邏輯電路的構(gòu)成以及運用。數(shù)電的輸入和輸岀端一般由模電組成，構(gòu)成數(shù)電的根本邏輯元素就是模電中三級管飽和特性和截止特性。由于數(shù)電可大規(guī)模

2、集成，可進行復雜的數(shù)學運算，對溫度、干擾、老化等參數(shù)不敏感，因此是今后的開展 方向。但現(xiàn)實世界中信息都是模似信息光線、無線電、熱、冷等，模電是不可能淘汰的，但就一個系統(tǒng)而言模電局部可能會減少。理想構(gòu)成為：模似輸入一一 AD采樣數(shù)字化一一數(shù)字處理一一DA轉(zhuǎn)換一一模似輸出。、運放與比擬器區(qū)別運算放大器與專用比擬器在變頻器主控板的控電路中比擬常見，它的作用也不用我去形容了，做這行的都比我清楚。1、運放可以連接成為比擬輸出，比擬器就是比擬。那么市面上為何單獨出售兩種產(chǎn)品，他們有相同和不同之處是什么呢？2、比擬器輸出一般是 0C便于電平轉(zhuǎn)換；比擬器沒有頻補，SLEW RATE匕同級運放大，但接成放大器易

3、自激。比擬器的開環(huán)增益比一般放大器高很多，因此比擬器正負端小的差異就引起輸岀端變化3、頻響是一方面，另處運放當比擬器時輸岀不穩(wěn)定，不一定能滿足后級邏輯電路的要求4、 比擬器為集電極開路輸出，容易輸出TTL 電平，而運放有飽和壓降，使用不便。關(guān)于運算放大器與專用比擬器的區(qū)別可分為以下幾點：1、比擬器的翻轉(zhuǎn)速度快，大約在 NS數(shù)量級，而運放翻轉(zhuǎn)速度一般為US數(shù)量級特殊高速運放除外2、運放可以輸入負反應電路，而比擬器不能使用負反應，雖然比擬器也有同相和反相兩個輸入端，便因為其內(nèi)部沒有相位補償電路，如果輸入負反應，電路不能穩(wěn)定工作，內(nèi)部無相位補償電路，這也是比擬器比運放速度快的原因。3、運放輸入初級一

4、般采用推挽電路，雙極性輸出，而多數(shù)比擬器輸出極為集電級開路結(jié)構(gòu)，所以需要上拉電阻，單極性輸岀，容易和數(shù)字電路連接。三、肖特基二極管和快恢復二極管又什么區(qū)別<111RUYO ttAH iAff的外彫快恢復二極管是指反向恢復時間很短的二極管5US以下，工藝上多采用摻金措施，結(jié)構(gòu)上有采用PN結(jié)型結(jié)構(gòu)，有的采用改良的PIN結(jié)構(gòu)。其正向壓降高于普通二極管1-2V，反向耐壓多在1200V以下。從性能上可分為快恢復和超快恢復兩個等級。前者反向恢復時間為數(shù)百納秒或更長，后者那么在100納秒以下。I釘TI圖445祎引皴式胃持蔓二撥暫外形肖特基二極管是以金屬和半導體接觸形成的勢壘為根底的二極管，簡稱肖特基二

5、極管 (Schottky Barrier Diode ) ，具有正向壓降低 (0.4 0.5V ) 、反向恢復時間很短 ( 10-40 納秒) ，而且反向漏電流較大，耐壓低，一般低于150V,多用于低電壓場合。這兩種管子通常用于開關(guān)電源。肖特基二極管和快恢復二極管區(qū)別：前者的恢復時間比后者小一百倍左右,前者的反向恢復時間大約為幾 納秒 ? ！前者的優(yōu)點還有低功耗,大電流,超高速 ? ！電氣特性當然都是二極管阿? ！快恢復二極管在制造工藝上采用摻金 ,單純的擴散等工藝 ,可獲得較高的開關(guān)速度 ,同時也能得到較高的耐壓 . 目前快 恢復二極管主要應用在逆變電源中做整流元件肖特基二極管：反向耐壓值較

6、低40V-50V，通態(tài)壓降，小于10nS的反向恢復時間。它是具有肖特基特性的 金屬半導體結(jié)的二極管。 其正向起始電壓較低。 其金屬層除材料外, 還可以采用金、 鉬、鎳、 鈦等材料。 其半導體材料采用硅或砷化鎵，多為N型半導體。這種器件是由多數(shù)載流子導電的，所以，其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導電的PN結(jié)大得多。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應甚微，所以其頻率響僅為RC時間常數(shù)限制，因而，它是高頻和快速幵關(guān)的理想器件。其工作頻率可達100GHz并且， MIS (金屬一絕緣體一半導體 )肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發(fā)光二極管?？旎謴投O管：有的正向?qū)▔航担?5-85nS的反向恢復時間

7、，在導通和截止之間迅速轉(zhuǎn)換，提高了器件的使用頻率并改善了波形?？旎謴投O管在制造工藝上采用摻金 ， 單純的擴散等工藝 ，可獲得較高的 開關(guān)速度 ， 同時也 能得到較高的耐壓 . 目前快恢復二極管主要應用在逆變電源中做整流元件四、變頻器用一一電解電容在電路中的作用1, 濾波作用，在電源電路中，整流電路將交流變成脈動的直流，而在整流電路之后接入一個較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使整流后的脈動直流電壓變成相比照擬穩(wěn)定的直流電壓。在實際中，為了防止電路各局部供電電壓因負載變化而產(chǎn)生變化，所以在電源的輸岀端及負載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容？由于大容量的電解電容一般具有一定的電感

8、，對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除，故在其兩端并聯(lián)了一只容量為0.001 O.lpF的電容，以濾除高頻及脈沖干擾.2, 耦合作用：在低頻信號的傳遞與放大過程中，為防止前后兩級電路的靜態(tài)工作點相互影響，常采用電容藕合？為了 防止信號中韻低頻分量損失過大，一般總采用容量較大的電解電容。二、電解電容的判斷方法電解電容常見的故障有，容量減少，容量消失、擊穿短路及漏電，其中容量變化是因電解電容在使用或放置過程中其內(nèi)部的電解液逐漸干涸引起，而擊穿與漏電一般為所加的電壓過高或本身質(zhì)量不佳引起。判斷電源電容的好壞一般采用萬用表的電阻檔進行測量？具體方法為：將電容兩管腳短路進行放電，用萬用表的黑表筆接電解電容

9、的正極。紅表筆接負極對指針式萬用表，用數(shù)字式萬用表測量時表筆互調(diào)，正常時表針應先向電阻小的方向擺動，然后逐漸返回直至無窮大處。表針的擺動幅度越大或返回的速度越慢，說明電容的容量越大，反之那么說明電容的容量越??？如表針指在中間某處不再變化，說明此電容漏電，如電阻 指示值很小或為零，那么表 明此電容已擊穿短路？因萬用表使用的電池電壓一般很低，所以在測量低耐壓的電容時比擬準確，而當電容的耐壓較高時，打時盡管測量正常，但加上高壓時那么有可能發(fā)生漏電或擊穿現(xiàn)三、電解電容的使用考前須知1、 電解電容由于有正負極性，因此在電路中使用時不能顛倒聯(lián)接。在電源電路中，輸出正電壓時電解電容的正極接電源輸岀端，負極接

10、地，輸岀負電壓時那么負極接輸岀端，正極接地？當電源電路中的濾波電容極性接反時，因電容的濾波作用大大降低，一方面引起電源輸出電壓波動，另一方面又因反向通電使此時相當于一個電阻的電解電容發(fā)熱？當反向電壓超過某值時，電容的反向漏電電阻將變得很小，這樣通電工作不久，即可使電容因過熱而炸裂損壞2. 加在電解電容兩端的電壓不能超過其允許工作電壓，在設計實際電路時應根據(jù)具體情況留有一定的余量，在設計穩(wěn)壓電源的濾波電容時，如果交流電源電壓為220?時變壓器次級的整流電壓可達22V,此時選擇耐壓為25V的電解電容一般可以滿足要求但是，假設交流電源電壓波動很大且有可能上升到250V以上時，最好選擇耐壓30V以上的

11、電解電容。3, 電解電容在電路中不應靠近大功率發(fā)熱元件，以防因受熱而使電解液加速干涸4、對于有正負極性的信號的濾波，可采取兩個電解電容同極性串聯(lián)的方法，當作一個無極性的電容。五、色環(huán)電阻估算順口溜為了使廣闊的初學者能夠迅速地算岀色環(huán)電阻的阻值，筆者根據(jù)實踐經(jīng)驗總結(jié)岀速算色環(huán)電阻的 獻給廣闊的初學者現(xiàn)在常用的色環(huán)電阻多為四環(huán)電阻，也有少數(shù)是五環(huán)電阻，而且五環(huán)電阻屬于精密電阻，誤差很小V兩種色環(huán)電阻的表示方法見圖 1,舉例說明見圖2,其包環(huán)含義見附表。以下是以四環(huán)電阻為例的速算 順口溜，但也同樣適用于五環(huán)電阻值的計算。色環(huán)電阻是四環(huán)，橙為十千黃百千環(huán)二環(huán)數(shù)相連，綠色環(huán)為兆歐級 , 棕 1 紅 2

12、橙是 3，藍紫灰白依次排 黃 4 綠 5 藍為 6，阻值誤差百分算， 紫 7灰8白是 9，差多差少看四環(huán)。 黑是 0 來不用算，紫點 1 來藍點 2， 阻值范圍三環(huán)定，綠點 5 來記心間。 幾點幾歐金銀環(huán)，棕 I 紅 2 金是 5， 黑十棕百紅為千，無色 20 銀減半。順口溜中一環(huán)二環(huán)數(shù)相連表示兩個數(shù)為連寫，如一環(huán)為棕色，二環(huán)為紅色，即寫為12。黑是0 來不用算表示數(shù)值色環(huán)如果為黑環(huán)可直接寫成 0, 如綠、黑環(huán)直接寫為 50。阻值范圍三環(huán)定，幾點幾歐金銀環(huán)指的是該電阻的阻值 大小由三環(huán)決定，并且第三環(huán)是金、銀環(huán)的，說明該電阻的阻值范圍在幾點幾歐內(nèi)， 如綠、棕、金環(huán)為 5. 1Q ， 而綠、棕、

13、銀那么為 O. 51 Qo 黑十棕百紅為千是指電阻第三環(huán)為黑環(huán)時，該電阻的阻值在幾十歐以內(nèi)，棕色環(huán)時其阻值在幾百歐以內(nèi)，紅色環(huán)時阻值在幾千歐以內(nèi)。如橙、橙、黑為33 Q;橙、橙、棕為330 Q,;而橙、橙、紅那么為3300 Q,以此類推。阻值誤差百分算，差多差少看四環(huán)是指色環(huán)電阻的誤差是用百分數(shù)來計算的，其誤差多少要看第四環(huán)的顏色來確定。如顏色為金色，那么該電阻的誤差是艾，無色環(huán)為i20 %，銀色環(huán)的那么為 ±0 %。上述三種誤差適用于四環(huán)電阻，而五環(huán)電阻的誤差是看第五道環(huán)，其中紫環(huán)的誤差為± o.1 %，藍環(huán)誤差為 ± . 2%。綠環(huán)誤差為 ±0. 5

14、%，棕環(huán)誤差為 ± %，紅環(huán)誤差為 i2%o六、變頻器用壓敏電阻根底知識41H1、什么是壓敏電阻壓敏電阻是中國大陸的名詞，意思是在一定電流電壓范圍內(nèi)電阻值隨電壓而變，或者是說電阻值對電壓敏感的阻器。相應的英文名稱叫Voltage Dependent Resistor "簡寫為 VDR 。壓敏電阻器的電阻體材料是半導體，所以它是半導體電阻器的一個品種?，F(xiàn)在大量使用的"氧化鋅ZnO 壓敏電阻器，它的主體材料有二價元素Zn和六價元素氧0所構(gòu)成。所以從材料的角度來看，氧化鋅壓敏電阻器是一種勺-W族氧化物半導體。稱為"突波吸收器。壓敏電阻器按其用途有時也稱為龜在中

15、國臺灣，壓敏電阻器是按其用途來命名的, 沖擊浪涌抑制器吸收器。2、壓敏電阻電路的 平安閥作用壓敏電阻有什么用？壓敏電阻的最大特點是當加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時，流過它的電流極小，相當于一只關(guān)死的閥門，當電壓超過UN時，流過它的電流激增，相當于閥門打幵。利用這一功能，可以抑制電路中經(jīng)常岀現(xiàn)的異常過電壓，保護電路免受過電壓的損害。3、應用類型不同的使用場合，應用壓敏電阻的目的，作用在壓敏電阻上的電壓因而/電流應力并不相對壓敏電阻的要求也不相同， 注意區(qū)分這種差異，對于正確使用是十分重要的。同，4、電路功能用壓敏電阻件功能，例壓敏電阻主要應用于瞬態(tài)過電壓保護，但是它的

16、類似于半導體穩(wěn)壓管的伏安特性，還使它具有多種電路元 如可用作:(1 )直流高壓小電流穩(wěn)壓元件，其穩(wěn)定電壓可高達數(shù)千伏以上，這是硅穩(wěn)壓管無法到達的。(2) 電壓波動檢測元件。(3) 直流電瓶移位元件。(4) 均壓元件。(5) 熒光啟動元件團一5、保護用壓敏電阻的根本性能(1 )保護特性，當沖擊源的沖擊強(或沖擊電流Isp二Usp/Zs)不超過規(guī)定值時，壓敏電阻的限制電壓不允許超過被保護對象所能承受的沖擊耐電壓(Urp )0(2) 耐沖擊特性，即壓敏電阻本身應能承受規(guī)定的沖擊電流，沖擊能量，以及屢次沖擊相繼岀現(xiàn)時的平均 功率。(3) 壽命特性有兩項，一是連續(xù)工作電壓壽命，即壓敏電阻在規(guī)定環(huán)境溫度和系統(tǒng)電壓條件應能可靠地工作規(guī)定的時間(小時數(shù))。二是沖擊壽命，即能可靠地承受規(guī)定的沖擊的次數(shù)。幾十到幾萬PF，二是它不應降低系統(tǒng)的正常工作性能。這時要考慮的因素主要有三項，一是壓敏電阻本身的電容量在系統(tǒng)電壓下的漏電流，三是壓敏電阻的非線性電流通過源阻抗的耦合對其他電路的影響圖