开关电源电子工业 第2章

2.1电阻
图2-6
碳膜电阻的实物图
2.1电阻
2）金属膜电阻器 金属膜电阻器是膜式电阻的一种，是将金属或 合金材料用高真空加热蒸发法在陶瓷体上形成 一层薄膜制成的。合金膜也可以采用高温分解、 化学沉积和烧渗等方法制成。 性能特点：稳定性好，耐热性能好，温度系数 小，电压系数比碳膜电阻更好，工作频率范围 大，噪声电动势小，可用于高频电路。在相同 功率条件下，它比碳膜电阻体积小得多，但这 种电阻器脉冲负荷稳定性较差。
单位为欧姆、千欧、兆欧等，为别用“Ω、KΩ、MΩ”表示。 （2-1）
2.1电阻
文字符号 B 允许偏差
0.1%
表2-1表示允许偏差 的文字符号
C
0.25%
D
0.5%
F
1%
G
2%
J
5%
K
10%
M
20%
N
30%
2.1电阻
2、功能 主要职能就是阻碍电流通过，应用于限流、分流、降压、 分压、负载与电容配合作滤波器及阻抗匹配等作用。
2.1电阻
3、主要性能指标 1）标称阻值：电阻上面所标示的阻值。 2）允许误差：标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之 比的百分数称阻值偏差，它表示电阻的精度。允许误 差与精度等级对应关系如下：、（或00）、（或0）、 级、级、级。
2.1电阻
3）额定功率：在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度 为-55℃-+70℃的条件下，电阻长期工作所允许耗散的 最大功率。线绕电阻额定功率系列为(W)：1/20、1/8. 1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、 100、150、250、500。非线绕电阻额定功率系列为 （W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、 100。
2.1电阻
图2-13
片状电阻器的实物图
2.1电阻
9）光敏电阻器
光敏电阻器就是利用半导体材料的光电导特性制成的。 根据光谱特性可分为红外光敏电阻器，可见光光敏电 阻器及紫外光光敏电阻器等。其外形如图2-14所示。 它以较高的灵敏度、体积小、结构简单、价格便宜等 优点而被广泛应用于光电自动检测、自动计数、自动 报警、照相机自动曝光等电路冲。
图2-11
玻璃釉电阻器的实物图
2.1电阻
7）线绕电阻器 线绕电阻器是用高比电阻材料康铜、锰铜或镍 铬合金丝缠绕在陶瓷骨架上制作而成的电阻器。 又依据这种电阻器的表面被覆一层玻璃釉、有 机漆或没有保护而被分别称作被轴线绕电阻器、 涂漆线绕电阻器和裸式线绕电阻器。 性能特点：噪音小，温度系数小，热稳定性好， 耐高温，(工作温度可达315℃)，功率大等。缺 点是高频特性差。
2.1电阻
1k 103 ,1M 106 ,1 G 109 ,1 T 1012
电阻在电子电路中的作用相当广泛，它在电路中可以构 成许许多多功能电路。电阻在电路中不仅可以单独使 用，而且在更多的情况下是与其他元器件一起构成具 有各种功能的电路。 2.1.1电阻的基本知识 1、定义 所谓电阻就是能将电能转化为其他形式能量的二端元件， 广义上讲就是导体对电流的阻碍作用，通常用符号“Ω” 表示,
2.1电阻
图2-9合成碳膜电位器的实物图
2.1电阻
5）有机合成实芯电阻器 有机合成实芯电阻器是将碳黑、石墨等导电物质和 填料、有机粘合剂混合成粉料，经专用设备热压后装入 塑料壳内制成的。 性能特点：机械强度高，可靠性好，具有较强的过 负荷能力，体积小，价格低廉。但固有噪声、分布参数 较大，电压及温度稳定性差。
2.1电阻
第三部分：分类，一般用数字表示，个别类型用字母表 示，表示产品属于什么类型。1-普通、2-普通、3-超 高频、4-高阻、5-高温、6-精密、7-精密、8-高压、 9-特殊、G-高功率、T-可调等。 第四部分：序号，用数字表示，表示同类产品中不同品 种，以区分产品的外型尺寸和性能指标等。
2.1电阻
2.1电阻
图2-8
金属氧化膜电阻的实物图
2.1电阻
4）合成碳膜电阻器 合成碳膜电阻器是将碳黑、填料和有机粘合剂 配成悬浮液，涂覆在绝缘骨架上，经加热聚合 而成。这种电阻器主要适用于制成高压和高阻 用电阻器，并常用玻壳封上，制成真空兆欧电 阻器。 性能特点：生产工艺、设备简单，价格低廉； 阻值范围宽，可达10～l06M。其缺点是抗湿性 差，电压稳定性低，频率特性不好，噪声大。
±5% ±10% ±20%
电阻本身颜色
---
2.1电阻 1) 四色环电阻的识别方法
图2-2
四色环电阻的识别举例
2.1电阻
色环电阻中最常见的是四色环电阻，四色环电阻中： 第一道色环印在电阻的金属帽上，表示电阻有效数值的 最高位，也表示阻值色环法的读数方向； 第二道色环表示有效数值的次高位； 第三道色环表示有效数值后“0”的个数； 第四环表示误差。 读数方向： ①金色或银色的另一端为读数方向；②二端线与线之间 距离较宽的一端的反向为读数的方向。
图2-5
热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻、保险电阻的 图形符号
2.1电阻
3、按照电阻的材料分类：膜式电阻（碳膜RT、金属膜 RJ、合成膜RH和氧化膜RY）、实芯电阻（有机RS和无 机RN）、金属线绕电阻(RX)、特殊电阻（MG型光敏电 阻、MF型热敏电阻）四种。
2.1电阻
2.1.5常用电阻 1、电阻器 1）碳膜电阻器 碳膜电阻器是膜式电阻的一种。它是通过真空高温热分 解的结晶碳沉积在柱形的或管形的陶瓷骨架上制成的。 用控制膜的厚度和刻槽来控制电阻值。 性能特点：有良好的稳定性，负温度系数小，高频特性 好，受电压及频率影响较小，噪声电动势小，阻值范 围宽，制作容易，成本低，应用广泛。
第2章 开关电源中的电力电子元器件及特性
2.1 原理 2.2 结构
2.3 电感
2.4 功率场效应管
2.5 双极型晶体管
2.6 I G B T 2.7 变压器
近年来，随着应用日益高速发展的需求，推动了电力电子 器件的制造工艺的研究和发展，电力电子器件有了飞跃性 的进步。器件的类型朝多元化发展，性能也越来越改善。 随着电力电子器件的发展，其特点也日益发生变化，主要 体现在如下方面： 1、器件能够快速恢复，以满足越来越高的速度需要。以开 关电源为例，采用双极型晶体管时，速度可以到几十 千赫；使用MOSFET和IGBT，可以到几百千赫；而采用 了谐振技术的开关电源，则可以达到兆赫以上。 2、通态压降（正向压降）降低。这可以减少器件损耗，有 利于提高速度，减小器件体积。
2.1电阻
图2-12
线绕电阻器的实物图
2.1电阻
8）片状电阻器
片状电阻器是一种片状的新型元件，也称作表面安 装元件。片状电阻器是由陶瓷基片、电阻膜、玻璃釉 保护和端头电极组成的无引线结构电阻元件。基片大 都采用陶瓷或玻璃，它具有很高的机械强度和电绝缘 性能。 性能特点：体积小，重量轻，性能优良，温度系数 小，阻值稳定，可靠性强等优点。
3、电流控制能力增大。电流能力的增大和速度的提高是 一对矛盾，目前最大电流控制能力，特别是在电力设备方 面，还没有器件能完全替代可控硅。 4、额定电压：耐压高。耐压和电流都是体现驱动能力的 重要参数，特别对电力系统，这显得非常重要。 5、温度与功耗。这是一个综合性的参数，它制约了电流 能力、开关速度等能力的提高。目前有两个方向解决这个 问题，一是继续提高功率器件的品质，二是改进控制技术 来降低器件功耗，比如谐振式开关电源。
2.1电阻
4）额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压。 5）最高工作电压：允许的最大连续工作电压。在低气 压工作时，最高工作电压较低。 6）温度系数：温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变 化。温度系数越小，电阻的稳定性越好。阻值随温度 升高而增大的为正温度系数，反之为负温度系数。
2.1电阻
7）老化系数：电阻在额定功率长期负荷下，阻值相对 变化的百分数，它是表示电阻寿命长短的参数。 8）电压系数：在规定的电压范围内，电压每变化1伏， 电阻的相对变化量。 9）噪声：产生于电阻中的种不规则的电压起伏，包括 热噪声和电流噪声两部分，热噪声是由于导体内部不 规则的电了自由运动，使导体任意两点的电压不规则 变化。
色环颜色图示 有效数字 0 1 2 倍乘数
100
误差等级 ---
101
102
±1% ±2%
-----
橙
黄 绿 蓝 紫 灰 白 金 银 本色
3
4 5 6 7 8 9 -----
103
104
105 106
107 108 109
±0.5% ±0.25% ±1%
--+50%，-20%
-------
2.1电阻
图2-10
有机合成实芯电阻器的实物图
2.1电阻
6）玻璃釉电阻器
玻璃釉电阻器是由金属银、铑、钌等金属氧化物和玻璃 釉粘合剂混合成浆料，涂覆在陶瓷骨架体上，经高温 烧结而成。 性能特点：耐高温、耐湿性好，稳定性好，噪声小、温 度系数小，阻值范围大。属于厚膜电阻器，有较好的 发展前景。
2.1电阻
2.1电阻
4、色标法 用不同的颜色的色环或色点在电阻表面标出标称阻值和 允许偏差，因为所有的电阻的功率多为1/8W、1/16W， 体积很小，只能采用色标法。采用色标法的电阻用两 种，一种是四色环，一种是五色环；此色环标示法也 适用于色环电容、色环电感。
2.1电阻 表2-3
黑 棕 红
色环电阻的识别
2.1电阻
图2-7
金属膜电阻的实物图
2.1电阻
3）金属氧化膜电阻器
金属氧化膜电阻器是用锡或锑等金属盐溶液喷雾到约 为550℃的加热炉内的炽热陶瓷骨架表面上，沉积后而 制成的。 性能特点：比金属膜电阻抗氧化能力强，抗酸、抗盐的 能力强，耐热性好(温度可达240℃)。缺点是由于材料 特性和膜层厚度的限制，阻值范围小。主要用来补缺 低阻值电阻。