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认识电子元件

时间:2018-07-10 09:13来源:海猎人
  认识电子元件
 
  专家解读
 
  工控电路维修的核心就是:找出“坏件”!
 
  不管什么电路板,无非就是一些电子元件的组合,从理论上说,只要保证电路板上每一个元器件都是好的,那么可以认为这块电路板也就正常(排除调试及软件的因素)。进一步推定,在维修一块坏板时,只要检修人员逐个确认元件的好坏,直到找到坏件为止,然后把坏件更换,也就可以修好这块电路板了。因此,理论上,一个维修者可以不懂电路,可以不关心电路板品牌和型号,可以不关心电路板的工作原理、应用及操作方法,他只需关心每个电子元件的好坏,只要会测试确认每一个电子元件的好坏即可。这就给维修工作所涉及的行业范围一个很大的想象空间,小到身边的小家电,大到工厂的重型设备,甚至航空军工电子设备,都可以以这个核心思路来开展维修工作。
 
  元件的损坏原因和机制多种多样,有些由制造工艺决定,有些由电路设计缺陷导致,有些由环境因素引起,还有些拜人为操作所赐。所以,要想高质量地完成维修工作,就必须对相关的电子元件有着深刻的认识,除了了解其外观、参数、测试方法以外,还要对制造工艺和损坏的统计规律有所熟悉,知道哪些东西容易坏,哪些东西不容易坏。这样在开展检修工作时就可有所侧重,避免盲目性,节省工作量。
 
  同是一类元件,制造工艺的差异决定了元件的寿命和可靠性表现。比如同为电脑主板的滤波电解电容,有普通电解电容,有固态电解电容。普通电解电容介电材料为电解液,它的固有工艺特点决定了长时间工作情况下,这种电容必定会出现电解液干涸、漏电、ESR增加等种种老化变质情况,这会导致各种电路故障。
 
  而固态电解电容的介电材料为导电性高分子,因为所谓的“固态”工艺,所以不存在普通电解电容那些问题。
 
  电路的设计缺陷会导致批次问题。电路设计人员对某些元件的功率、耐压、温度参数取值欠妥,短时间可能故障体现不出来,但元件已经基本处于“满负荷”工作状态,参数裕度甚少,时间一长,故障就陆续出来了。曾经维修某品牌的无线终端,经常有LCD显示器不亮的故障,经检查,每次都是开关电源芯片反馈电路的一个2kQ电阻损坏所致。此电阻是0805封装的贴片电阻,功率0.125W,但是此电阻长期工作在15V,计算其实际功率为0.1125W,接近满负荷,难怪容易坏了。
 
  工业环境往往比较恶劣,许多设备工作在高温、高湿、多尘、油污、盐雾环境中,还有电网冲击、谐波干扰、自然雷击等等恶劣环境。虽然设备在设计时有所考虑,但实际情况往往难以预料,特别由于成本等因素,不少设备的工作环境未能按照设计要求来严格控制,糟糕的设备工作环境很大程度上造成了某些元件的损坏。在检修这一类故障时,就要把环境因素最可能导致的元件损坏考虑进去。
 
  有些设备的损坏是由人为错误引起,这类故障大多是因为搞错电压或接错线,还有不按正常操作规程操作,机器长期大负荷引发的故障,还有不成功的维修导致的故障扩大等。
 
  本章就围绕以上导致元件损坏的几个因素,围绕实际维修中工业电路板元件的具体特点来介绍内容。
 
  1.1电阻类元件
 
  本书将电阻类元件分为插件电阻、贴片电阻、排阻、功率电阻、电位器和可调电阻、压敏电阻、热敏电阻来加以介绍,如此分类或许有点重叠,但便于维修实践中认识理解。
 
  1.1.1插件电阻
 
  如图1.1所示,此类电阻是有引脚的,一般用色环来标识电阻的参数,电阻体较大的话也有用文字直接标识的。从制造工艺上来说,此类电阻可分为4个大类,分为实心碳质电阻器、绕线电阻器、薄膜电阻器、金属玻璃铀电阻器。 
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  (1) 实心碳质电阻器
 
  是用碳质颗粒状导电物质、填料和黏合剂混合制成一个实体的电阻器。价格低廉,但阻值误差、噪声电压都大,稳定性差,目前较少用,工控电路板上不会使用。
 
  (2) 绕线电阻器
 
  用高阻合金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。绕线电阻具有较低的温度系数,阻值精度高,稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用。因为是用线绕制,必然具有电感线圈的特点,所以此类电阻器的缺点是高频性能差。
 
  (3) 薄膜电阻器
 
  可分为4类,分别是碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、合成膜电阻器。
 
  ① 碳膜电阻器是将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低。观察工业电路板上的插件电阻器,碳膜电阻器的本体颜色多呈黄色、棕色,早期的工业电路板及一些低成本电路板上多有采用。如图1.2所示。
 
  ② 金属膜电阻器是用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,噪声、温度系数小,在工业电路板上大部分采用的是此类电阻器。金属膜电阻器多是蓝色、绿色保护表层,无论早期近期,欧系美系工业电路板多会采用此类电阻器。如图1.3所示。
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图 1 . 2 碳膜电阻器

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图 1 . 3 金属膜电阻器
 
  ③ 金属氧化膜电阻器是在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物,所以高温下稳定,耐热冲击,负载能力强,在电源电路、较大功率应用电路中多有采用。如图1.4所示。 
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  ④ 合成膜电阻器是将导电合成物悬浮液涂敷在棊体上而得,因此也叫漆膜电阻。由于其导电层呈现颗粒状结构,所以其噪声大,精度低,主要用来制造高压、高阻、小型电阻器。如图1.5所示。
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图 1 . 5 合成膜电阻器
  1.1.2贴片电阻
 
  随着电路板功能增强、体积缩小,表面贴装技术(SMT)应运而生,电子元件都向着贴片化发展。片状电阻是金属玻璃铀电阻的一种形式,它的电阻体是高可靠的钌系列玻璃铀材料经过高温烧结而成,电极采用银钯合金浆料。体积小,精度高,稳定性好,由于其为片状元件,所以高频性能也很好。另有圆柱形的贴片电阻,内部结构同插件电阻没有什么不同,只是封装形式便于贴片机器的自动化操作而已。贴片电阻实物如图1.6所示。
 
  1.1.3排阻
 
  将数个相同阻值的电阻做成一体,便于在电路板上焊装,这类元件我们称之为排阻。如图1.7所示。
 
  排阻分为A型排阻和B型排阻。A型排阻有一个公共端(用白色的圆点表示),常见的排阻有4个、7个、8个电阻,所以引脚共有5个或8个或9个。B型排阻没有公共端,常见的排阻有4个电阻,所以引脚共有8个。为便于安装,排阻有单列直插、双列直插及贴片等各类封装。
 
  1.1. 4功率电阻
 
  因为在电路中消耗的功率比较大,这类电阻损坏的概率也就大,所以将之归为一类拿出来单独认识。
 
  如图1.8所示,此类电阻通常为陶瓷水泥电阻,电阻体是发热丝,使用耐火泥灌装充填 
 
  陶瓷外壳,再引出接线脚.有些还自带金属散热外壳。此类电阻用在大电流的场合,比如作为变频器的制动电阻。
 
  1.1. 5电阻的参数标识及功率表示
 
 
 
  
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