二极管LED在停电照明宝中的设计

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资源描述
河南质量工程职业学院 毕 业 设 计(论 文) 题 目:二极管LED在停电照明宝中的设计系 别:机电工程系专 业:电器产品质量检验班 级:06级电器(3)班学生姓名:李孟灿指导教师:冯红军完成日期: 摘要高亮度、超高亮度及功率LED的广泛应用,大有代替充气灯泡型照明器件的趋势。并且,这个替代步伐越来越快!自2000年来,高亮度LED技术发展非常迅速,手机屏背光、交通信号灯、户外指示、路标、夜间节能灯等等四处可见。出人意料的临时停电常常使人们陷入完全黑暗之中。不论是医院、剧场或家庭,这种情况都需要可自动启动的紧急照明系统。本人利用它的高效节能和高亮度制作了一个袖珍型的挂壁式停电照明宝,平时挂在墙上,停电时可以作为应急灯用,灵活机动,实用性强。利用学过的二极管知识,结合实际情况设计出照明电路,此设计主要以二极管为基本组成整流电路,以干簧继电器为控制开关,以LED灯为照明灯。利用二极管的优点和LED灯的优点更好更有效完成设计,巩固自己学过的知识。关键词:半导体二极管 干簧继电器 发光二极管LED 稳压二极管AbstractHigh-brightness, ultra-high-power LED brightness and a wide range of applications, much instead of inflatable bulb-type lighting device trend.And, The increasingly rapid pace of alternative! Since 2000, high-brightness LED technology development very quickly, backlit screen phones, traffic lights, outdoor instructions, signs, the night that four energy-saving lamps, etc. Unexpected temporary blackouts often caught people completely dark,Whether the hospital, the theater or family, this situation needs to automatically activate the emergency lighting system. I use its highly efficient energy-saving and high-brightness produced a mini-lighting the Wall Split Type blackouts, usually pegged to the wall, the blackout could be used as emergency lights, flexible, practical. The use of the knowledge of the diodes, with the actual situation to design lighting circuits, designed mainly to the diode rectifier circuit as the basic components to dry reed relay for the control switch to LED lights for the lights. Use of the advantages of diode and LED lights the advantages of better and more effectively complete the design, and consolidate their learned knowledge.Key words : Semiconductor diode Dry Reed Relay LED LED Regulators diode目录1.照明宝电路的简介11.1设计任务1.2设计思路1.3电路要求1.4电路图形2.照明电路的工作原理2.1单相桥式整流电路的单相整流电路.3.电路的各部分组成及内部结构3 3.1 半导体二极管的应用3.2二极管LED的介绍3.3 发光二极管工作原理3.4LED的特性3.5 LED的分类4手电电路144.1 稳压二极管的参数图表4.2干簧继电器工作原理5.电路中元件的检测165.1二极管的检测.5.2电容的检测5.3插座的检测6. 结束语 7. 参考文献1.照明宝电路的简介1.1设计任务用发光二极管设计一个简单的照明电路,在停电后能及时的发光照明。在设计电路时,它以二极管整流电源、干簧继电器、发光二极管LED、稳压二极管和电容为主,在接通电源(电源为4.5)时,看发光二极管LED是否正常发光。1.2设计思路先以二极管为中心设计出一个整流电源,根据公式调出Uv。再通过干簧继电器J调整开关,利用稳压二极管调整电压。最后用仪器检测电路中各个元器件是否正常工作,判断结果。1.3电路要求左边充电电源Vac:220 熔断电流FU:0.25A 右边工作电源U:4.5 电阻R:471.4电路图形(与R2相连的是LED灯,没有画好,请老师原谅。与R3相连的也是LED灯。)2.照明电路的工作原理停电照明宝的电路由两部分组成(见上电路图形)。右边是常见的手电电路,超高亮度的白色发光二极管LED1与LED2构成高效节能的照明电路,由手动开关K控制。由于采用了高效发光器件,停电照明宝的高节能优点并非其他传统的灯丝白炽照明灯可比,且能明显降低对电池的供电要求,即使采用较低容量的扣式电池,也能保证连续点亮较长时间。停电照明宝电路的左边是停电即时启明的自动控制电路,采用简单的电容降压、D1D4二极管整流电源,与小型节点的干簧继电器J对右边的照明电路实现自动控制。J必须选用带有动断(常闭)触点的干簧继电器。该停电照明宝在作为停电即时启明的应急灯时,必须将手动开关K拨向ON位,打开折叠式的电源插头CT并常接于220V交流电网插座上,只要供电正常,J就能得电使动断触点a与b 分离,切断备用电池E对发光二极管LED1与LED2获得电池E的供电而被自动点亮,停电照明宝发出雪亮的白光,实现应急照明,助你及时摆脱黑暗困境。由于停电照明宝插入220V插座上时K已预掷于ON位,所以无论什么时候从电网插座上拔下后它依然是发光的,所以能方便地作移动照明,这对经常停电的地区尤其适用。电容器C的容量取值,应根据J的线包内阻来选定,LED的用量则可按具体的照明需求灵活增减。该停电照明宝还特色化地增设了一个备用插座CZ,专门方便使用者外接各种不同类型的电器或电路,灵活机动地扩展其他各种功能。比如从CZ外接由音乐集成电路及换声元件组成的简单报警器,就能在突然停电时可靠地实现停电及时报警功能;也可外接其他合适的控制电路,使某些停电时,必须及时启动运行的电器电路达到立即自动启动的目的。2.1单相桥式整流电路的单相整流电路图6.2.3 单相桥式整流电路整流电路在工作时,电路中的四只二极管都是作为开关运用,根据图6.2.3的电路图可知:当正半周时,二极管D1、D3导通(D2、D4截止),在负载电阻上得到正弦波的正半周;当负半周时,二极管D2、D4导通(D1、D3截止),在负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上正、负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的电流与电压波形见图6.2.4。2参数计算 根据图6.2.4可知,输出电压是单相脉动电压,通常用它的平均值与直流电压等效。其输出平均电压为(6.2.4) 图6.2.4 单相桥式整流电路的电流与电压波形流过负载的平均电流为(6.2.5)流过二极管的平均电流为(6.2.6)二极管所承受的最大反向电压(6.2.7)流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量,可将脉动电压做傅里叶分析,此时谐波分量中的二次谐波幅度最大。脉动系数S定义为二次谐波的幅值与平均值的比值。3.电路的各部分组成及内部结构电路左端有一个电容,220V的电压,熔断保险丝FU0.25A,1M的电阻,下面是电阻的一个附图.3.1 半导体二极管的应用利用半导体二极管的单向导电性,可以将交流电变成直流电,完成整流作用。实现整流功能的电路称为整流电路。单相整流电路分为半波整流、全波整流、桥式整流及倍压整流等。下面以半波整流电路为例,说明二极管在整流电路中的应用。图a所示为单相半波整流电路。它由变压器T和整流二极管V组成。如果变压器的初级输入正弦电压u1,则在次级可得同频的交流电压u2,设u2=U2Sint.当u2为正半周时,A端电位高于B端电位,二极管V因正向偏置而导通,电流流经方向为A端VRlB端,自上而下流过Rl,在Rl上得到上正下负的电压uo.若忽略二极管正向压降,负载上大的电压uo=u2.波形如图(b)所示。当u2为负半周时,A端电位低于B端电位,二极管V因反向偏置而截止,电路中无电流流过,负载电压uo为0.可见,在交流电压u2的整个周期内,负载Rl上将得到一个单方向的脉动直流电压(大小变化,方向不变),由于流过负载的电流和加在负载两端的电压只有半个周期的正弦波,故称半波整流。(z暂时缺少波形图,图在模拟电子课本上,老师您请多多原谅)(a)3.2二极管LED的介绍LED 是英文Light Emitting Diode 的简称,是一种具有两个电极的半导体发光器件,让其流过小量电流就会发出可见光,第一个商用二极管产生于 1960 年。它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以LED 的抗震性能好。LED 因其颜色不同,而其化学成份不同: 如红色:铝-铟-镓-磷化物绿色和蓝色: 铟-镓-氮化物白色和其它色都是用RGB 三基色按适当的比例混合而成的。LED 的制造过程类似于半导体,但加工的精度不如半导体,目前成本仍然较高. 发光二极管的核心部分是由p 型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n 结。在某些半导体材料的PN 结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。 当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。 发光二极管发光二极管与普通二极管一样,也是由PN结构成的,同样具有单向导电性,但在正向导通时能发光,所以它是一种把电能转换成光能的半导体器件。由于构成它的材料、封装形式、外形等不同,因而它的类型很多,如单色发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压型发光二极管、红外发光二极管、激光发光二极管等。在这里只简单介绍其中的几种。1. 单色发光二极管单色发光二极管的发光颜色有红、绿、黄、橙、蓝等,几乎所有设备的电源指示灯、手机背景灯、七段数码显示器件都使用的是单色发光二极管。单色发光二极管的实物与电路符号如图(a)所示。单色发光二极管的两根引脚中,长引脚是正极,短引脚是负极。 发光二极管的正向工作电压为22.5V,工作电流为520mA,一般I v=1mA时起辉。随着Iv的增加,亮度不断增加。当Iv5mA以后,亮度并不显著增加。当流过发光二极管的电流超过极限值时,会导致管子损坏。因此,发光二极管在使用时,必须在电路中加接保护电阻R,如图(b)所示。检测发光二极管时,一般用万用表R10k挡,方法和普通二极管的一样。正常情况下,发光二极管的一般正方向电阻在15k左右,反向电阻为无穷大。灵敏度高的发光二极管,在测正向电阻时,可见管芯发光。 (a)(b)发光二极管(LED)是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。其发光机理是当在PN结两端注入正向电流时,注入的非平衡载流子(电子空穴对)在扩散过程中复合发光,这种发射过程主要对应光的自发发射过程。按光输出的位置不同,发光二极管可分为面发射型和边发射型。我们最常用的LED是 InGaAsP/InP双异质结边发光二极管。 -发光二极管的发光原理同样可以用PN结的能带结构来解释。制作半导体发光二极管的材料是重掺杂的,热平衡状态下的N区有很多迁移率很高的电子,P区有较多的迁移率较低的空穴。由于PN结阻挡层的限制,在常态下,二者不能发生自然复合。,而当给PN结加以正向电压时,沟区导带中的电子则可逃过PN结的势垒进入到P区一侧。于是在PN结附近稍偏于P区一边的地方,处于高能态的电子与空穴相遇时,便产生发光复合。这种发光复合所发出的光属于自发辐射,辐射光的波长决定于材料的禁带宽度Eg,即 1.24m?;eV/Eg -发光二极管具有可靠性较高,室温下连续工作时间长、光功率电流线性度好等显著优点,而且由于此项技术已经发展得比较成熟,所以其价格非常便宜。因此在一些简易的光纤传感器的设计中,如果LED能够胜任,选用它作为光源即可大大降低整个传感器的成本。然而LED的发光机理决定了它存在着很多的不足,如输出功率小、发射角大、谱线宽、响应速度低等。因此,在一些需要功率高、调制速率快、单色性好的光源的传感器设计中,就不得不以提高成本为代价,选用其它更高性能的光源。 -由于不同材料的禁带宽度不同,所以由不同材料制成的发光二极管可发出不同波长的光。另外,有些材料由于组分和掺杂不同,例如,有的具有很复杂的能带结构,相应的还有间接跃迁辐射等,因此有各种各样的发光二极管。3.3 发光二极管工作原理LED发光原理发光二极管是由-族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光,假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光。除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放的能量不大,不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的,所以光仅在*近PN结面数m以内产生。理论和实践证明,光的峰值波长与发光区域的半导体材料禁带宽度g有关,即1240/Eg(mm)式中Eg的单位为电子伏特(eV)。若能产生可见光(波长在380nm紫光780nm红光),半导体材料的Eg应在3.261.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管,但其中蓝光二极管成本、价格很高,使用不普遍。3.4LED的特性极限参数的意义 (1)允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值,LED发热、损坏。 (2)最大正向直流电流IFm:允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。 (3)最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。超过此值,发光二极管可能被击穿损坏。 (4)工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围,发光二极管将不能正常工作,效率大大降低。 3.5 LED的分类1按发光管发光颜色分 按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。 2按发光管出光面特征分 按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为2mm、4.4mm、5mm、8mm、10mm及20mm等。国外通常把3mm的发光二极管记作T-1;把5mm的记作T-1(3/4);把4.4mm的记作T-1(1/4)。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类: (1)高指向性。一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。半值角为520或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或与光检出器联用以组成自动检测系统。 (2)标准型。通常作指示灯用,其半值角为2045。 (3)散射型。这是视角较大的指示灯,半值角为4590或更大,散射剂的量较大。 3按发光二极管的结构分 按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。 4按发光强度和工作电流分 按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度100mcd);把发光强度在10100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。 除上述分类方法外,还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。4手电电路稳压二极管工作原理及故障特点 稳压管也是一种晶体二极管,它是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的。稳压管在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用。我们把这种类型的二极管称为稳压管,以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。如图画出了稳压管的伏安特性及其符号。 (1)稳定电压Uz Uz就是PN结的击穿电压,它随工作电流和温度的不同而略有变化。对于同一型号的稳压管来说,稳压值有一定的离散性。 (2)稳定电流Iz 稳压管工作时的参考电流值。它通常有一定的范围,即IzminIzmax。 (3)动态电阻rz 它是稳压管两端电压变化与电流变化的比值,如上图所示,即这个数值随工作电流的不同而改变。通常工作电流越大,动态电阻越小,稳压性能越好。 (4)稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示,如:ZD5表示编号为5的稳压管。稳压二极管的稳压原理:稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变。 这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。故障特点:稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中,前一种故障表现出电源电压升高;后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。常用稳压二极管的型号及稳压值如下表:电压温度系数 它是用来说明稳定电压值受温度变化影响的系数。不同型号的稳压管有不同的稳定电压的温度系数,且有正负之分。稳压值低于4v的稳压管,稳定电压的温度系数为负值;稳压值高于6v的稳压管,其稳定电压的温度系数为正值;介于4V和6V之间的,可能为正,也可能为负。在要求高的场合,可以用两个温度系数相反的管子串联进行补偿(如2DW7)。 (5)额定功耗Pz 前已指出,工作电流越大,动态电阻越小,稳压性能越好,但是最大工作电流受到额定功耗Pz的限制,超过P2将会使稳压管损坏。选择稳压管时应注意:流过稳压管的电流Iz不能过大,应使IzIzmax,否则会超过稳压管的允许功耗,Iz也不能太小,应使IzIzmin,否则不能稳定输出电压,这样使输入电压和负载电流的变化范围都受到一定限制。下图示出了稳压管工作时的动态等效电路,图中二极管为理想二极管。4.1 稳压二极管的参数图表国产某硅稳压管的主要参数4.2干簧继电器工作原理干簧管传感器技术 在干簧传感器中,关键的元件是簧片开关,它是由Western Electric公司在1940年发明的。其它主要元件是开或关的弹性簧片及磁铁或电磁铁。 经过60年,干簧管开发得到了一些改进,使得更可靠,在改进质量的同时又降低了成本。由于这些引人注目的改进,干簧管开关在某些要求质量、可靠性及安全至上的苛刻应用中已成为设计的选择。 干簧管传感器的质量及可靠性最引人注目的应用是用于自动测试设备(ATE)。在这种设备中技术是一流的,干簧开关被用于干簧继电器,它应用于IC、ASIC、硅片的测试设备中及印制测试设备中,作为开关。在这些应用中,一个测试系统中干簧管继电器就可能达2万个。 一个继电器的故障率制定为50ppm,因此为满足这个要求,干簧继电器的质量水平要比50ppm的要求好得多。至今,还没有听到过一个机电器件有这样的质量水平。相似地,它同样也适用于一些半导体器件。 一旦除了初始工作的质量测试以外,干簧继电器需要在它的寿命内很好地执行工作。在这一点上它们已证实了胜过所有其它开关器件。这是因为在很多情况下,ATE一天工作24小时,一周工作7天,它所占的费用是最主要的。因此干簧管继电器的工作寿命需要上百万次。 另一个有利于干簧管继电器的例子是它用作气囊传感器,在这个系统中它通过了在严酷的安全应用中的时间测试。干簧管传感器是广泛地用于很多要求高的汽车安全设备(例如敏感刹车液的高度),在很多医疗仪器上的应用,这包括烧灼设备、起博器等医疗电子设备等。在这些设备上,干簧管继电器隔离了小的漏电流。干簧继电器是一种具有密封触点的电磁式断电器。干簧继电器可以反映电压、电流、功率以及电流极性等信号,在检测、自动控制、计算机控制技术等领域中应用广泛。干簧继电器主要由干式舌簧片与励磁线圈组成。 干簧继电器具有:结构简单,体积小。 干簧继电器一种具有密封触点的电磁式断电器。干簧继电器可以反映电压、电流、功率以及电流极性等信号,在检测、自动控制、计算机控制技术等领域中应用广泛。干簧继电器主要由干式舌簧片与励磁线圈组成。干式舌簧片(触点)是密封的,由铁镍合金做成,舌片的接触部分通常镀有贵重金属(如金、铑、钯等),接触良好,具有优良的导电性能。触点密封在充有氮气等惰性气体的玻璃管中,因而有效地防止了尘埃的污染,减少了触点的腐蚀,提高了工作可靠性。当线圈通电后,管中两占簧片的自由端分别被磁化成N极和S极而相互吸引,因而接通被控电路。线圈断电后,干簧片在本身的弹力作用下分开,将线路切断。干簧继电器具有:结构简单,体积小。吸合功率小,灵敏度高,一般吸合与释放时间均在0.52ms以内。触点密封,不受尘埃、潮气及有害气体污染,动片质量小,动程小,触点电寿命,一般可达10的7次方左右。 干簧继电器还可以用永磁体来驱动,反映非电信号,用作限位及行程控制以及非电量检测等。主要部件为干簧继电器的干簧水位信号器,适用于工业与民用建筑中的水箱、水塔及水池等开口容器的水位控制和水位报警。5.电路中元件的检测5.1二极管的检测(一)普通二极管的检测(包括检波二极管、整流二极管、阻尼二极管、开关二极管、续流二极管)是由一个PN结构成的半导体器件,具有单向导电特性。通过用万用表检测其正、反向电阻值,可以判别出二极管的电极,还可估测出二极管是否损坏。1极性的判别 将万用表置于R100档或 R1k档,两表笔分别接二极管的两个电极,测出一个结果后,对调两表笔,再测出一个结果。两次测量的结果中,有一次测量出的阻值较大(为反向电阻),一次测量出的阻值较小(为正向电阻)。在阻值较小的一次测量中,黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极。 2单负导电性能的检测及好坏的判断 通常,锗材料二极管的正向电阻值为1k左右,反向电阻值为300左右。硅材料二极管的电阻值为5 k左右,反向电阻值为(无穷大)。正向电阻越小越好,反向电阻越大越好。正、反向电阻值相差越悬殊,说明二极管的单向导电特性越好。 若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小,则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。若测得二极管的正、反向电阻值均为无穷大,则说明该二极管已开路损坏。 3反向击穿电压的检测 二极管反向击穿电压(耐压值)可以用晶体管直流参数测试表测量。其方法是:测量二极管时,应将测试表的“NPN/PNP”选择键设置为NPN状态,再将被测二极管的正极接测试表的“C”插孔内,负极插入测试表的“e”插孔,然后按下“V”键,测试表即可指示出二极管的反向击穿电压值。 也可用兆欧表和万用表来测量二极管的反向击穿电压、测量时被测二极管的负极与兆欧表的正极相接,将二极管的正极与兆欧表的负极相连,同时用万用表(置于合适的直流电压档)监测二极管两端的电压。如图4-71所示,摇动兆欧表手柄(应由慢逐渐加快),待二极管两端电压稳定而不再上升时,此电压值即是二极管的反向击穿电压。 (二)稳压二极管的检测 1正、负电极的判别 从外形上看,金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形,负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极,另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管,也可以用万用表判别其极性,测量的方法与普通二极管相同,即用万用表R1k档,将两表笔分别接稳压二极管的两个电极,测出一个结果后,再对调两表笔进行测量。在两次测量结果中,阻值较小那一次,黑表笔接的是稳压二极管的正极,红表笔接的是稳压二极管的负极。 若测得稳压二极管的正、反向电阻均很小或均为无穷大,则说明该二极管已击穿或开路损坏。 2稳压值的测量 用030V连续可调直流电源,对于13V以下的稳压二极管,可将稳压电源的输出电压调至15V,将电源正极串接1只1.5k限流电阻后与被测稳压二极管的负极相连接,电源负极与稳压二极管的正极相接,再用万用表测量稳压二极管两端的电压值,所测的读数即为稳压二极管的稳压值。若稳压二极管的稳压值高于15V,则应将稳压电源调至20V以上。 也可用低于1000V的兆欧表为稳压二极管提供测试电源。其方法是:将兆欧表正端与稳压二极管的负极相接,兆欧表的负端与稳压二极管的正极相接后,按规定匀速摇动兆欧表手柄,同时用万用表监测稳压二极管两端电压值(万用表的电压档应视稳定电压值的大小而定),待万用表的指示电压指示稳定时,此电压值便是稳压二极管的稳定电压值。 若测量稳压二极管的稳定电压值忽高忽低,则说明该二极管的性不稳定。 图4-72是稳压二极管稳压值的测量方法。 (四)发光二极管的检测 1正、负极的判别 将发光二极管放在一个光源下,观察两个金属片的大小,通常金属片大的一端为负极,金属片小的一端为正极。 2性能好坏的判断用万用表R10k档,测量发光二极管的正、反向电阻值。正常时,正向电阻值(黑表笔接正极时)约为1020k,反向电阻值为250k(无穷大)。较高灵敏度的发光二极管,在测量正向电阻值时,管内会发微光。若用万用表R1k档测量发光二极管的正、反向电阻值,则会发现其正、反向电阻值均接近(无穷大),这是因为发光二极管的正向压降大于1.6V(高于万用表R1k档内电池的电压值1.5V)的缘故。 用万用表的R10k档对一只220F/25V电解电容器充电(黑表笔接电容器正极,红表笔接电容器负极),再将充电后的电容器正极接发光二极管正极、电容器负极接发光二极管负极,若发光二极管有很亮的闪光,则说明该发光二极管完好。也可用3V直流电源,在电源的正极串接1只33电阻后接发光二极管的正极,将电源的负极接发光二极管的负极(见图4-74),正常的发光二极管应发光。或将1节1.5V电池串接在万用表的黑表笔(将万用表置于R10或R100档,黑表笔接电池负极,等于与表内的1.5V电池串联),将电池的正极接发光二极管的正极,红表笔接发光二极管的负极,正常的发光二极管应发光。5.2电容的检测1固定电容(非电解电容)的检测。 根据电容的充放电原理,可以使用万用表R1K或者R10K(视电容的容量大小而定)测量。测量时,将两表笔分别接触电容(容量大于0.01微法)的两引脚,此时表头指针会迅速的顺时针方向偏转,然后按逆时针方向逐渐退回到“”处,如果指针回不到“”处,说明电容漏电,则指针稳定以后所指的读数就是电容的漏电电阻值。一般,电容的漏电电阻很大,约几百兆欧到几千兆欧。漏电电阻越大,则电容的绝缘性能越好。若漏电电阻值比上述数据小得多,则说明电容严重漏电,不可以使用;若表头指针稳定以后在“0”处,说明电容已经短路,不可以使用;若表头指针毫无反映,始终停留在“”处,则说明该电容内部开路,也不可以使用。2电解电容的检测 用万用表R100或者R1K挡检测电解电容的漏电电阻值时,正常情况下,起阻值应该大于几百千欧。当检测大容量的电解电容(容量为几百微法到几千微法)时,由于万用表内电池通过欧姆内阻向电容充电的时间较长,表头指针顺时针方向偏转的幅度很大,甚至会冲破“0”而不动,而且需要经过几十秒或者几分钟时间,才能缓慢回到稳定的漏电电阻值处,所以需要加快检测速度,尽快读取漏电的电阻值,可以使用如下的快速检测的方法:当表头指针顺时针方向偏转到最大时,迅速将切换开关从R1K挡拨到R10挡,由于R10挡的内阻比较小,因此向电容充电的电流比较大。当电容充电结束以后,表头指针会很快回到“”处,然后再将切换开关拨回R1K挡,表头指针会顺时针方向偏转至一个稳定的指示值,该值就是电容的漏电电阻。总之在检测完以上的元件后,再接电后灯管一闪一闪的,说明点灯电压已有,灯管已点亮,但灯电流不够,不能正常工作;如灯管要用手触摸才能亮,或者灯管辉而不亮,说明点灯电压不够;如果没有上述情况,说明点灯电压不够工作电流也不够,或线路工作状态根本不正常。5.3插座的检测插头插座的尺寸在GB100296中有明确的规定。它直接关系到产品的标准化,更重要的是关系到使用者的安全。1. 基本技术要求(1) 一致性要求产品的形式和尺寸应符合有关标准。(2) 通用互换性要求符合标准的插头,保证能与符合相应标准的插座插合。(3) 不相容要求a. 额定电压低的插头不能插入额定电压高的插座,以防插头所带电器因过压而损坏;b. 额定电流高的插头不能插入额定电流低的插座,以防止电源电路因过载而发生危险;c. 插头与插座不同极数,不能互相插合,如单相与三相插座不能互相插合,以免导致不安全;d. 0类设备的插头不能插入两极带地插座;e. I类设备的插头不能插入为类设备专用的插座。类设备是采用接地保护,而类设备是采用双重绝缘或加强绝缘的措施提供保护,二者不能混用,否则将影响用电安全。2. 检查方法可以通过观察插头、插座的插合,测量插头、插座的相关尺寸进行检查,也可以用量规进行检查,或结合两类方法综合检查。检查用的标准量规在GB100296中给予规定。量规检查实际上是一种基于标准件的尺寸配合的检查方法,这种方法简便易行且有效。结束语经过长达半年的准备,和最近一个月的正式落笔,在许多人的帮助、支持和指导下,专科毕业论文终于完成了,这是我三年大学学业的一个果实。回首三年时光,在学习和工作上走了些许弯路,留下了生活上的些许辛酸,也取得了些许成绩,收获了不少快乐。看着这份倾注心血的毕业论文,回首那些个纷繁复杂的日日夜夜,竟然不知不觉掺杂了或深或浅的留恋。 在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意!在此,感谢我的导师冯红军老师。从开题到正式准备到全部完工,冯老师一直督促着我,使我在规定时间里完成了我的毕业论文;其间,冯老师认真的批阅着我的思路、提纲和初稿,帮助我理清论文写作思路,并对我的论文提出宝贵意见,给予了我最大的启发和帮助。感谢所有关心和帮助过我的人,感谢所有给予我苦难的人。 我知道这不是我的最后一次设计,我的未来,还有很多机会。我会在今后的道路中把握每一次机会。因为:通过它可以知道自己知识的不足;掌握最前沿的技术是我要做到的。参考文献1 周雪 主编 模拟电子技 高等教育出版社 西安 2005年7月2杨志忠 主编 数字电子技术 高等教育出版社 北京 2005年4月3 周友谊 责任编辑电子报电子科技大学出版社 2006年合定本4李德明 王庆志电工电器产品质量检验同济大学出版社 上海 2007年9月
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