玩电赛至少得懂的基本元.ppt

全国大学生电子设计竞赛工程实训系列教程（1） 基本元器件介绍,西安电子科技大学 机电工程学院 测控系,2/pp,课程内容,二、电容器 2.1 电容器参数 2.2 类别及用途,一、电阻器 1.1 电阻器参数 1.2 电阻参数的标注 1.3 类别及用途 三、电感器及磁性材料 3.1 电感器参数 3.2 磁性材料参数 3.3 常用磁性材料 3.4 电感器类别,第一章：电阻器,一、电阻器 1.1 电阻器参数,1、标称阻值,电阻器上的标称值，注意并非准确值,E-24系列（5%电阻系列，推荐选用）：,E-96系列（1%电阻系列，较难购买）：,11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91,100, 102, 105, 107, 110, 113, 115, 118, 121, 124, 127, 130, 133, 137, 140, 143, 147, 150, 154, 158, 162, 165, 169, 174, 178, 182, 187, 191, 196, 200, 205, 210, 215, 221, 226, 232, 237, 243, 249, 255, 261, 267, 274, 280, 287, 294, 301, 309, 316, 324, 332, 340, 348, 357, 365, 374, 383, 392, 402, 412, 422, 432, 442, 453, 464, 475, 487, 499, 511, 523, 536, 549, 562, 576, 590, 604, 619, 634, 649, 665, 681, 698, 715, 732, 750, 768, 787, 806, 825, 845, 866, 887, 909, 931, 953, 976,一、电阻器 1.1 电阻器参数,2、精度等级,该批电阻器的最大误差范围。 注意：即使同批次电阻也有个体差异！,精度等级 代码 0.005% (V) 0.01% (T) 0.02% (Q) 0.05% (A) 0.1% (B) 0.25% (C) 0.5% (D) 1% (F) 2% (G) 5% (J) 10% (K) 20%,一、电阻器 1.1 电阻器参数,3、额定功率,自然散热时该电阻器能连续承受的最大发热功率。,1/8W,1/4W(最常用),1/2W,1W,2W,5W,10W,20-100W,一、电阻器 1.1 电阻器参数,4、耐压,电阻最大承受电压(高阻，高压时要特别注意) 与功率有关,电阻器功率足够，但耐压不足，被电弧烧毁,功率 耐压 1/4W 250V 1/2W 350V 1W 500V 2W 750V,电阻器串联可以提高耐压，但在有电压突变的场合需特别注意,一、电阻器 1.1 电阻器参数,5、温度系数,电阻在可承受温度范围内，温度每变化一度，阻值的变化，单位：ppm（百万分之一）,一、电阻器 1.1 电阻器参数,6、分布电感,电阻绕线形成的电感，在高频工作时需特别注意,绕线,一、电阻器 1.2 电阻参数的标注,1、直标法 eg：51k 5% 51k J 2、文字符号法 用单位符“R”、“K”、“M” 替代小数点，同时表示单位和小数。 3、数字法 常用于贴片电阻。最后一位代表乘以10的n次幂。字母“R”表示小数点。,一、电阻器 1.2 电阻参数的标注,4、色环法（直插型电阻中，最为常用）,一、电阻器 1.3 电阻的类别及用途,2、合成膜电阻（最常用）,优点：能达到1%精度且 价格便宜（0.01元/支） 缺点：温漂较大。(呈负温 度系数),1、碳膜电阻器（RT,已淘汰）,特点：误差大，温漂很大,一、电阻器 1.3 电阻的类别及用途,3、金属膜电阻(RJ),优点：温漂小，25100ppm。 （轻微正温度系数） 用于精确放大，精确分压,4、精密电阻,优点：温漂小，550ppm，精度等级高（1%0.01%）。 用于高精度场合,一、电阻器 1.3 电阻的类别及用途,5、金属氧化膜电阻,特点：功率较大（13W）。 温漂：介于金属膜与合成膜之间。,6、排阻,公共端,封装小，节省体积，较难焊接,一、电阻器 1.3 电阻的类别及用途,7、锰铜丝、康铜丝,特点：小电阻，温漂接近零（5ppm），用于电流采样,分流器,锰铜丝,康铜丝,阻值测量： 恒流测电压（四端法）,一、电阻器 1.3 电阻的类别及用途,8、线绕电阻（RX）,优点：温漂很小（5ppm）【锰铜丝绕制】 缺点：阻值小（100k）,分布电感大，用于直流和低频,表面可看出 绕线的纹路,一、电阻器 1.3 电阻的类别及用途,9、水泥电阻（RW）,功率大（550W），一般作为大功率负载,10、陶瓷管被釉电阻,功率大（可达数百W），一般作为大功率负载,一、电阻器 1.3 电阻的类别及用途,11、铝外壳大功率电阻,功率大，一般作为大功率负载，需要加散热器,12、大功率瓷盘电位器,用于可调大功率负载,一、电阻器 1.3 电阻的类别及用途,13、电位器,用于精确调节或手动调节,3362（单圈）,3006（多圈）,3296（多圈）,多圈电位器，用于频繁调节， 高精度场合,单圈电位器，用于频繁调节， 精度较低的场合,一、电阻器 1.3 电阻的类别及用途,14、贴片电阻,封装 额定功率(W) 耐压(V) 0201 1/20 25 0402 1/16 25 0603 1/10 50 0805 1/8 100 1206 1/4 200 1210 1/3 200 1812 1/2 200 2010 3/4 200 2512 1 200,金属膜，温漂小,Eg：1206 长120mil，宽60mil,1206,2512,2010,1812,0805,0603,0402,0201,第二章：电容器,2.1 电容器的参数,二、电容器 2.1 电容器参数,1、标称容值,电容上的标称值，注意并非准确值,11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91,E24系列（误差5%，CBB/瓷片）,E12系列（误差10%，最常见）,12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82,E6系列（误差20%，电解）,(15) 22 33 47 (68),二、电容器 2.1 电容器参数,2、精度等级,该批电阻器的最大误差范围。个体间存在差异。,代码 相对误差 P 0.625% F 1.0% R 1.25% G 2.0% U 3.5% J 5% K 10% M 20% S 50%/-20% Z 80%/-20%,代码 绝对误差 B 0.1PF C 0.25PF D 0.5PF Y 1PF A 1.5PF V 5PF （用于小容量电容）,精度5%,二、电容器 2.1 电容器参数,3、耐压,电容不击穿的最大电压。应留20%以上的余量,耐压16V,超过电容耐压值，会导致电容发生爆炸,爆炸导引槽,二、电容器 2.1 电容器参数,4、绝缘电阻,构成电容的电解质中的正负离子形成漏电流，电容两端电压与漏电流之比为绝缘电阻。,5、ESR（等效串联电阻）,构成电容的材料电阻,电容并联可降低ESR值,ESR简易测试示意图,电容等效原理图,典型波形图,二、电容器 2.1 电容器参数,6、ESL(等效串联电感),由电容结构引起的电感,卷起来， 产生电感,电容阻抗随频率的变化,二、电容器 2.1 电容器参数,7、温度系数,电容在工作温度范围内，温度变化对电容容值的影响。,单位为%，ppm/,室温,二、电容器 2.1 电容器参数,8、电容容量与工作电压、工作频率的关系,容量vs直流电压,容量vs工作频率,2.2 电容器的类别及用途,二、电容器 2.2电容器类别及用途,1、瓷片电容（无极性）,特点：频率高，体积小，容量可低于10pF；受湿度影响很大，且随湿度增加而降低，易碎,10x104pF =0.1uF 耐压63V,0.01uF 耐压250V,精度20%,二、电容器 2.2电容器类别及用途,2、独石电容（无极性）,特点：温度系数极差，受湿度影响较小，容量比瓷片电容大（10pF10uF）,0.1uF 耐压63V,1uF 耐压63V,二、电容器 2.2 类别及用途,3、电解电容（有极性）,特点：漏电流大，容值可以做到很大（10000uF）,负极,假 货,ESR ESL 较小,16V 220uF,二、电容器 2.2 类别及用途,4、钽电解电容(有极性),1uF 35V,优点：ESR低，高频特性好，漏电流小,耐压10V,正极(+),容值220uF,很贵！,二、电容器 2.2 电容器类别及用途,5、CBB电容,特点：温漂小，高频特性好，ESR小 RC滤波器、高频退偶等对稳定性和ESR要求高的场合。,22n k 63,容量 22nF,精度 10%,耐压 63V,二、电容器 2.2电容器类别及用途,6、无感电容(无极性),优点：电感极小，ESR低，高频特性好，耐压高，轻微击穿能自愈。,缺点：容量小（10uF）,0.47uF 10% 1200V,22nF 5% 3000V,用于高频、大电流场合，开关管吸收回路,1uF 10% 2000V,二、电容器 2.2 类别及用途,7、X7R、Y5V、Z5U、COG(NPO)贴片电容,介质材料 工作温度范围 温度性能 容值范围 精度等级 Y5V(F) 2585 8030 10470nF M S Z Z5U(E) 1085 5622 10470nF M S Z X7R(B) 55125 15 1100nF J K M NP0(CG) 55125 30ppm/ 1.02200pF B C D F G J,1206,0805,0603,1210,0402,0201,2225,1812,耐压6.3V50V,简易温度系数测量方法,第三章：电感及磁性材料,3.1 电感器的参数,三、电感及磁性材料 3.1 电感器参数,1、标称感量,电感上的标称值，注意并非准确值,2、电感公差,该批电感器的最大误差范围。个体间存在差异。,12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82,J(5%) K(10%) M(20%),0.56uH 精度20%,红红黑银 = 22uH 公差10%,三、电感及磁性材料 3.1 电感器参数,3、额定电流,不因发热损坏的最大工作电流，与铜丝线径、圈数、散热条件、频率（趋肤效应）有关。 设计时要预留30%以上余量！,功率电感 (15A),信号级电感 (100mA),特制电感 （根据需要自行绕制）,三、电感及磁性材料 3.1 电感器参数,4、直流电阻、分布电容、Q值,铜导线,磁芯,等效电路图,直流电阻,分布电容,高频工作与大电流工作时需特别注意,单层,多层,3.2 磁性材料参数,三、电感及磁性材料 3.2 磁性材料参数,1、磁导率（）,表示磁性材料的导磁能力，相同电流下，磁导率越大，磁感应强度越大,磁芯加入气隙磁导率急剧下降,磁导率随温度变化曲线,B=H,B：磁感应强度 H：磁场强度,三、电感及磁性材料 3.2 磁性材料参数,2、饱和磁感应强度（Bs）,磁性材料的最大磁感应强度,磁芯的磁滞回线,饱和磁感应强度Bs,U=SdB/dt,U：电感电压 S：磁通面积 B：磁场强度,三、电感及磁性材料 3.2 磁性材料参数,3、气隙,气隙：在磁路中人为加入的空气间隙 增加气隙，电感量下降，但抗饱和能力提高 注意！铁氧体（高u）电感在大电流、含有直流分量、储能电感等应用中必须加气隙！,工字电感中的气隙,磁罐中人为加气隙,环形铁氧体电感 无气隙，电感量很大但易饱和，不能过大电流,微晶磁芯 气隙被均匀分布在环路中，磁导率低于铁氧体，但抗饱和能力强,3.3 常用磁性材料,三、电感及磁性材料 3.3 常用磁性材料,1、硅钢片,工频变压器,适用于低频，饱和磁感应强度大，涡流损耗大,三、电感及磁性材料 3.3 常用磁性材料,2、铁粉芯,相对磁导率小（1075），磁路封闭,对高频电流有很强的涡流损耗，使用时需注意发热,三、电感及磁性材料 3.3 常用磁性材料,3、铁氧体（应用最广）,相对磁导率大（几千），工作频率高（1MHz） 电阻率很大，涡流损耗小,环形,EE形,EI形,罐形（磁罐）,漏磁最小,注意：防止饱和,3.4 电感器的类别及用途,三、电感及磁性材料 3.4 电感类别,1、色环电感,线径小（0.15mm）,功率小（几mA上百mA）,仅应用于信号级电路 不可用于功率级电路,0204,0307,0410,0510,单位：mm,电阻大（0.xx欧）,0.1uH22mH,三、电感及磁性材料 3.4 电感类别,2、工字电感,功率较大（1-5A）,导线多为单股，在高频应用时需考虑趋肤深度影响,非屏