新能源電控技術(shù)課件 學習情境二 電氣元器件

學習情境二

電氣元器件

學習任務(wù)1基本元器件認知汽車上的電路必須被保護

,

不能使電流過載或短路

電流過載是電路中有過大的電流

,

電流過載可能是由電路短路造成的

短路是一種故障狀態(tài)

,

形成低電阻的通路

,

讓電流流

過

電路保護器能在電路出現(xiàn)過載時切斷電路

,

來保護導線和連接器不被損害

電路保護器一般有電路斷路器

、易熔線和熔斷器3類

電路保護器1、基本元器件認知易熔線電路斷路器電阻器(圖2-9)又稱為電阻,在電子產(chǎn)品和汽車電路中是一種必不可少的元件可變電阻變阻器通常使用在內(nèi)部的照明系統(tǒng)中

,

被用于控制儀表板上照明燈的明暗調(diào)節(jié)

。燈光開

關(guān)如圖2-12所示。2、常見電容器有哪些電容器是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣電介質(zhì)構(gòu)成的

。當在兩金屬電極間加上電壓

時

,

電極上就會存儲電荷

,

所以電容器是儲能元件

。電容器特點1)

具有充

、放電特性和阻止直流電流通過

、允許交流電流通過的能力。2)

在充電和放電過程中

,

兩極板上的電荷有積累過程

(即電壓的建立過程)

,

因此

,

電容器上的電壓不能突變。3)電容器的容抗與頻率、容量成反比超級電容器的結(jié)構(gòu)簡介3、二極管二極管是一種具有兩個電極的裝置

(圖

2-19),

只允許電流單方向流過

,

主要應(yīng)用的是

其整流的功能

。變?nèi)荻O管可用來當作電子式的可調(diào)電容器。二極管的特性1）正向性2）反向性3）特性曲線(圖2-20)2.

二極管的作用

(圖2-21)二極管是最常用的電子元件之一

,

它最大的特性就是單向?qū)щ娦?/p>

,

也就是電流只可以從

二極管的一個方向流過

。二極管的作用有整流

、檢波

、穩(wěn)壓和調(diào)制。

圖2-21

二極管的作用3.

二極管的工作原理晶體二極管為一個由p型半導體和N型半導體形成的pN結(jié)

,

在其界面處兩側(cè)形成空間

電荷層

,

并建有自建電場

。當不存在外加電壓時

,

二極管因pN結(jié)兩邊載流子濃度差引起的

擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)

。當外界有正向電壓偏置時

,

外界電場和自建電場的互相抵消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流

。當外界有反向

電壓偏置時,外界電場和自建電場進一步加強,形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓

值無關(guān)的反向飽和電流

。當外加的反向電壓高到一定數(shù)值時,pN結(jié)空間電荷層中的電場強

度達到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程,產(chǎn)生大量電子

空穴對,產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿

電流,二極管被擊穿。

二極管的種類按照所用的半導體材料不同

,

可分為鍺二極管

(

Ge

管)

和硅二極

管

(si管);晶體管的特性有哪些晶體管由兩個相距很近的PN結(jié)組成

o

是在一塊半導體晶片上制造3

個摻雜區(qū)

o

形成兩

個PN結(jié)

o

再引出3個電極

o

用管殼封裝而成

C(1)

晶體管的結(jié)構(gòu)

晶體管由P型和N型材料組合的

3層材料制成

C

按照兩個PN結(jié)的組合方式不同

o

晶體管可分為NPN型

(圖2-25a)

和PNP型

(圖2-25B)

兩種

C

實際上

o

一

個晶體管是擁有共同中間層的兩個二極管

C(2)

晶體管的基本參數(shù)

晶體管的性能可以用參數(shù)來進行描述

o

晶體管的參數(shù)是工程

實踐中選用晶體管的主要依據(jù)

o

各種參數(shù)均可在晶體管手冊中查到

C1)

電流放大倍數(shù)

β

C2)穿透電流ICEO。當基極b開路時,集電極c、發(fā)射極e之間加上一定電壓時,ce之間

并不是沒有電流流過,只是流過的電流很小,稱為穿透電流ICEO。晶體管的穿透電流越小,質(zhì)量越好。3)極限參數(shù)

。使晶體管得到充分利用而又安全可靠工作的參數(shù),稱為極限參數(shù)。a)集電極最大允許電流ICM。集電極電流的上升會引起電流放大倍數(shù)的下降,通常β值

下降到正常值的2/3時所對應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大允許電流ICM。ic超過ICM時,晶

體管不一定損壞,但放大能力會下降。b)集電極最大允許耗散功率PCM。集電極耗散功率指集電極流過的電流與加載的電壓

的乘積

。當集電極耗散功率上升時,晶體管發(fā)熱,溫度上升,性能下降,甚至損壞

。PCM指

集電結(jié)溫度不超過允許值(手冊上有規(guī)定)時,集電極所允許的最大功耗。c)反向擊穿電壓

。晶體管的

3

種工作狀態(tài)(1)

截止(2)

放大(3)

飽和

晶體管放大電路在汽車電子電路中的應(yīng)用1)

電子式閃光器

。SG31

型全電子式閃光器電路如圖2-33所示

,

改變電阻R2、R3

和電

容器C的大小以及VT3

的

β值

,

即可改變閃光頻率。電子式電喇叭

間歇式電動刮水器

1.二極管電極的識別小功率二極管的N極（負極），在二極管外表大多采用一種色圈標出來，有些二極管也用二極管專用符號來表示A極（正極）或K極（負極），也有采用符號標志為“P”、“N”來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負極可從引腳長短來識別，長腳為正，短腳為負。2學習任務(wù)2電子元器件認知2.二極管的型號命名二極管是一個PN結(jié)組成，所以開頭是1N也就是一個PN結(jié)，1N開頭的都是二極管，2N開頭的就是三極管，我們可以把兩個PN結(jié)接在一起就可以構(gòu)成一個三極管。1N4007是封裝形式為DO-15的塑料封裝型通用硅材料整流二極管。廣泛應(yīng)用于各種交流變直流的整流電路中。1N就說明管子是一個PN結(jié)組成，4007就是管子的型號。7代表耐壓值。

型號電流（A）耐壓值1N40011501N400211001N400312001N400414001N400516001N400618001N4007110003一、二極管的認知3.二極管的特性二極管具有單向?qū)щ娦裕炊O管正偏時，內(nèi)部呈現(xiàn)較小的電阻，有較大的電流流過，稱為二極管正向?qū)ǎ环雌珪r，二極管內(nèi)部呈現(xiàn)較大的電阻，幾乎沒有電流流過，稱為反向截止。4一、二極管的認知4.二極管的結(jié)構(gòu)二極管采用摻雜工藝，使半導體的一邊形成P型半導體，另一邊形成N型半導體，則在這兩種半導體的交界面上，將形成一個PN結(jié)，將PN結(jié)用外殼封裝起來，并從P區(qū)引出電極作為正極，從N區(qū)引出電極作為負極，就構(gòu)成了二極管。電子正極（或陽極）負極（或陰極）正極（或陽極）負極（或陰極）空穴5一、二極管的認知一、二極管的認知5.二極管的工作原理二極管是一個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成了空間電荷層，并且建有自建電場，當不存在外加電壓時，因為p-n結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當產(chǎn)生正向電壓偏置時，外界電場與自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當產(chǎn)生反向電壓偏置時，外界電場與自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓范圍中與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流正向?qū)ǚ聪蚪刂?6.二極管的分類7整流二極管光電二極管穩(wěn)壓二極管發(fā)光二極管一、二極管的認知7.二極管的作用7.1整流整流作用是利用二極管PN結(jié)的單向?qū)щ娦阅?，把交流電變成單向脈動的直流電。7.2續(xù)流續(xù)流二極管在電路中反向并聯(lián)在繼電器或電感線圈的兩端，當電感線圈斷電時其兩端的電動勢并不立即消失，此時殘余電動勢通過一個二極管釋放，起這種作用的二極管叫續(xù)流二極管。8一、二極管的認知8.二極管的判定二極管的判定方法一般可以采用兩種：觀察外形和萬用表測量。如：普通二極管、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。二極管正向連接反向連接正常二極管通路報警聲無窮大內(nèi)部通路通路報警聲通路報警聲內(nèi)部斷路無窮大無窮大9一、二極管的認知8.二極管的判定8.1整流二極管從外形來看，一般帶銀色圓環(huán)的一側(cè)為負極，另一側(cè)為正極。正、反向電阻值的測量用數(shù)字萬用表二極管檔，測量雙向觸發(fā)二極管正、反向電阻值。正常時萬用表顯示數(shù)值，此時紅表筆測量端為正極。反向測量時無數(shù)值。若測得正、反向均無數(shù)值，則說明該二極管已擊穿損壞。10一、二極管的認知8.二極管的判定8.2發(fā)光二極管正、負極的判別將發(fā)光二極管放在一個光源下，觀察兩個金屬片的大小，通常金屬片大的一端為負極，金屬片小的一端為正極。觀察管腳長度來判別：長為正極，短為負極。用數(shù)字萬用表二極管檔，測量發(fā)光二極管的正、反向電阻值。正常時，正向電阻值（黑表筆接負極時）二極管燈會發(fā)亮，此時紅表筆所測端為正極。反向電阻值為∞（無窮大）。11一、二極管的認知8.二極管的判定8.3穩(wěn)壓二極管從外形上看，金屬封裝穩(wěn)壓二極管管體的正極一端為平面形，負極一端為半圓面形。塑封穩(wěn)壓二極管管體上印有黑色標記的一端為負極，另一端為正極。用數(shù)字萬用表判別其極性，若有數(shù)值顯示，則紅表筆測量端為正極，令一端為負極。如果兩次測量都沒有數(shù)值則說明該二極管已擊穿或開路損壞。12一、二極管的認知9.二極管的應(yīng)用二極管應(yīng)用很多，特別是在汽車領(lǐng)域中更是廣泛應(yīng)用；如帶有LED的汽車大燈、電子顯示的儀表、電機控制器13一、二極管的認知1.定義整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成脈動直流電的電路。半波整流電路是電源電路中一種最簡單的整流電路，它的電路結(jié)構(gòu)最為簡單，整流變壓器、二極管及負載組成。14二、單相半波整流電路2.工作原理當u為正半周時，二極管D正向?qū)?；當u為負半周時，二極管D反向截止。整流波形如圖所示。由于這種電路只在交流的半個周期內(nèi)才導通，也只有在正半周時才有電流流過負載，故稱為單相半波整流電路。15二、單相半波整流電路3.輸出電壓和輸出電流負載電阻上得到的是一個半波整流電壓，整流電壓雖然是單方面的，但其大小是變化的，稱之為脈動直流電壓。整流輸出電壓平均值：U0=0.45U半波整流電路的輸出電壓不到輸入電壓的一半，交流分量大，效率低。因此這種電路僅適用于整流電流較小，對脈沖要求不高的場合。16二、單相半波整流電路1.定義為了克服半波整流電路的缺點，在實用電路中多采用全波整流電路，最常用的全波整流電路是橋式整流電路。它是由四個二極管接成電橋的形式構(gòu)成的，如圖1，圖2為它的簡化畫法。圖1圖217三、單相橋式整流電路2.工作原理當輸入信號為正半周時，D2、D4導通，D1、D3截止，負載上有半波輸出；當輸入信號為負半周時，D1、D3導通，D2、D4截止，負載上有半波輸出。在輸入信號的一個周期內(nèi)，負載上得到兩個半波。三、單相橋式整流電路18

19三、單相橋式整流電路1.基本參數(shù)1.1準備工作使用的儀器設(shè)備和元件包括：數(shù)字萬用表、12V變壓器、面包板、跳線、1N4004整流二極管、示波器。1.2檢測流程連接成如圖所示的整流電路；用萬用表檢查電路連接情況，并檢測負載電壓是否正常；用示波器檢測整流前后波形，說明整流原理。20四、整流電路的檢測1.二極管在電機控制器中的作用21五、二極管在整流電路的應(yīng)用學習任務(wù)3線束和連接部件認知汽車上有哪些低壓線束車身控制模塊(BCM)燈光系統(tǒng)和空調(diào)控制系統(tǒng)屬于純電動汽車中的低壓系統(tǒng),線束

多為銅質(zhì)多芯軟線學習任務(wù)3線束和連接部件認知在汽車上使用的導線有多種,包括同軸電纜、絕緣線、屏蔽線、帶狀電纜和光纜等。同軸電纜是一種單股導線,通常是銅線,用作高頻傳輸線。同軸電纜可防止受到電磁干擾。電磁干擾會破壞汽車上計算機的工作,產(chǎn)生錯誤信息。同軸電纜通常用于收音機天線。絕緣線的外層包裹著不導電的材料,如橡膠、塑料或者聚氯乙烯,也常用于汽車電路中。絞合線/屏蔽線由互相絞合在一起的導線構(gòu)成,外面包敷一層金屬的屏蔽材料。屏蔽層能消除無線電干擾,而絞合線能消除電磁干擾。絞合線/屏蔽線經(jīng)常用于數(shù)據(jù)通信。帶狀電纜由平行排列在一條平塑料背襯上的多根導線組成,一般使用在比較狹窄的區(qū)域中,例如組合儀表板或轉(zhuǎn)向柱。光纜不傳輸任何電信號,依靠光來傳輸數(shù)字信號,光纜使用在一些比較新型的汽車上,在娛樂系統(tǒng)中的音頻和視頻器件之間傳輸數(shù)字信息。學習任務(wù)3線束和連接部件認知圓圈形接線端子被設(shè)計成許多種尺寸來適應(yīng)不同尺寸

的螺柱和導線直徑

,

在汽車上用于接電源和搭鐵

。這些接線端子通常使用鋼或者銅料制成。

有的圓圈形接線端子被鍍金或者鍍錫來得到良好的導電性。學習任務(wù)3線束和連接部件認知插扣式接線端子上有一個鎖止凸,可以是在接頭的凸插片側(cè)或者是在凹接片側(cè),把這樣的接線端子推壓入相對類型的接線端子中就可以鎖止。這些接線端子用鍍錫或者鍍金的鋼料制成,以形成一個良好的接觸。它被設(shè)計成各種不同的尺寸來對應(yīng)不同尺寸的導線。學習任務(wù)3線束和連接部件認知旗形接線端子連接在與導線平行的方向而不是連接在導線的端部。這些接線端子有各種不同的尺寸,是用鋼制成的。有的旗形接線端子會被鍍錫或者鍍金。學習任務(wù)3線束和連接部件認知背負式接線端子使用在需要將多個導線連接在同一個接點的連接。這些接線端子使用鍍錫或者鍍金的鋼材制成,有各種不同的尺寸來適應(yīng)不同尺寸的導線。學習任務(wù)3線束和連接部件認知推入式接線端子使用在需要比較容易地連接和分離的位置。這些接線端子使用鍍錫或者鍍金的鋼材制成,有各種不同的尺寸來適應(yīng)不同尺寸的導線。學習任務(wù)3線束和連接部件認知鎖扣式鏟形接線端子使用在電源或者搭鐵端的配電塊上,作為一種快速裝拆的接線端子,來替代使用在電源或者搭鐵端螺柱上的圓圈形接線端子。這些接線端子