高频故障指示说明.docx
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高频故障指示说明
常见元器件检测说明
1，
三极管主要有NPN型和PNP型两大类
A:
对于确定三极管的三个电极方法简单介绍如下：
首先,小功率三极管有金属外壳封装和塑料外壳封装两种；
其次，a,对于金属外壳封装的如果管壳上带有定位销，那么将管底朝上，从定位销开始，按顺时针方向，三根电极依次是e、b、c。
如果管壳上无定位销，且三根电极在半圆内，将三根电极半圆置于上方，按顺时针方向，三根电极依次是e、b、c。
b,对于塑料外壳封装的，面对平面，三根电极置于下方，从左到右，三根电极依次是e、b、c。
c,对于大功率三极管，一般分为F型和G型两种。
F型管从外形上只能看到两根电极，将管底朝上，两根电极置于左侧，则上为e，下为b，底座为c。
G型管的三个电极一般在管壳的顶部，将管底朝下，三根电极置于左方，从最下电极起，顺时针方向，依次是e、b、c。
B:
三极管好坏的判别：
由于三极管是由两个PN结构成，用判断二极管好坏的方法即可判断三极管的好坏。
C:
复合三极管亦称达林顿管，是把两个三极管的管脚适当的连起来使之等效为一个三极管，复合管的导电类型取决于前一个三极管的导电类型。
2，场效应管
上述的三极管，是利用基极注入电流的大小直接影响集电极电流的大小，即利用输入电流来控制输出电流，属于电流控制型器件。
而场效应管则是一种利用电压控制的新型半导体器件。
它利用输入电压产生的电场效应，来控制输出电流，故称场效应管。
场效应管分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管两大类。
场效应管的栅极相当于三极管的基极，源极和漏极分别对应于三极管的发射极和集电极。
场效应管三极管很好判断：
大都封装为字面面对自己时左栅极（G）中漏极（D）右源极（S）
A:
判别各电极：
测量任意引脚之间的正反向电阻其中一次两脚读数比较小，则表笔是源极（S）和漏极（D），另一脚是栅极（G）。
大都漏极（D）和源极（S）反并二极管，可以很快分出两极。
B:
判别好坏：
a,栅极（G）与漏极（D）和源极（S）正反向电阻是非常大的，若变小或通就是有问题
b,漏极（D）和源极（S）之间的二极管特性进行判断
c,也可用栅极触发进行判断，但要分清管子的类型
3，晶闸管又名可控硅（SCR）
晶闸管是一种大功率半导体开关器件，其特点是可利用控制极电流（电压）来控制管子的导通时刻。
普通晶闸管导通后，控制极即失去控制作用，要想电路阻断（不导通）必须使阳极电压降到足够小。
晶闸管的各极:
阳极A、阴极K、控制极G
可控硅的简易判别：
G-A阻值应该很大、A-K正反向阻值都应很大、G-K之间的阻值应该是十几欧姆;
4，固定三端集成稳压器
目前常见的固定三端稳压器有78系列和79系列，所谓的三端是指电压输入端、电压输出端、公共接地端。
78系列稳压器按输出电压分，共有八种，即7805、7806、7809、
7810、7812、7815、7818、7824。
最大输出电流时1.5A；此系列有两种封装形式：
金属壳的TO-39封装，一种是塑料TO-92封装。
检测方法有两种：
一是测电压法，用万用表直流挡测量输出电压是否与标称值一致（允许有±5%的偏差）；二是测量电阻法，用万用表电阻挡测量各腿之间的电阻值与正常值做比较；
5，电位器的检测
检查电位器时,首先要转动旋柄,看看旋柄转动是否平滑,开关是否灵活,开关通、断时“喀哒”声是否清脆,并听一听电位器内部接触点和电阻体摩擦的声音,如有“沙沙”声,说明质量不好.用万用表测试时,先根据被测电位器阻值的大小,选择好万用表的合适电阻挡位,然后可按下述方法进行检测.
A用万用表的欧姆挡测“1”、“2”两端,其读数应为电位器的标称阻值,如万用表的指针不动或阻值相差很多,则表明该电位器已损坏.
B检测电位器的活动臂与电阻片的接触是否良好.用万用表的欧姆档测“1”、“2”（或“2”、“3”）两端,将电位器的转轴按逆时针方向旋至接近“关”的位置,这时电阻值越小越好.再顺时针慢慢旋转轴柄,电阻值应逐渐增大,表头中的指针应平稳移动.当轴柄旋至极端位置“3”时,阻值应接近电位器的标称值.如万用表的指针在电位器的轴柄转动过程中有跳动现象,说明活动触点有接触不良的故障.
6,压敏电阻
压敏电阻的型号一般有五部分组成：
第一部分为主称；第二部分为用途；第三部分为基片半径；第四部分为误差；第五部分为标称电压。
压敏电阻的好坏，普通万用表是测不出来的，因为一般压敏电阻的标称电压都比万用表内的电池电压高，所以万用表测压敏电阻，一般都为无穷大阻值。
如果测出的阻值接近0，说明压敏电阻已经短路，不能再用了。
7，IGBT绝缘栅双极型晶体管
IGBT的工作原理：
IGBT的等效电路如图1所示。
由图1可知,若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止
IGBT模块的参数特性术语及说明
IGBT模块使用上的注意事项
1.IGBT模块的选定
在使用IGBT模块的场合，选择何种电压，电流规格的IGBT模块，需要做周密的考虑。
a.电流规格
IGBT模块的集电极电流增大时，VCE（-）上升，所产生的额定损耗亦变大。
同时，开关损耗增大，原件发热加剧。
因此，根据额定损耗，开关损耗所产生的热量，控制器件结温（Tj）在150℃以下（通常为安全起见，以125℃以下为宜），请使用这时的集电流以下为宜。
特别是用作高频开关时，由于开关损耗增大，发热也加剧，需十分注意。
一般来说，要将集电极电流的最大值控制在直流额定电流以下使用，从经济角度这是值得推荐的。
b.电压规格
IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即市电电源电压紧密相关。
其相互关系列于表1。
根据使用目的，并参考本表，请选择相应的元件。
2.防止静电
IGBT的VGE的耐压值为±20V，在IGBT模块上加出了超出耐压值的电压的场合，由于会导致损坏的危险，因而在栅极-发射极之间不能超出耐压值的电压，这点请注意。
在使用装置的场合，如果栅极回路不合适或者栅极回路完全不能工作时（珊极处于开路状态），若在主回路上加上电压，则IGBT就会损坏，为防止这类损坏情况发生，应在栅极一发射极之间接一只10kΩ左左的电阻为宜。
此外，由于IGBT模块为MOS结构，对于静电就要十分注意。
因此，请注意下面几点：
1）在使用模块时，手持分装件时，请勿触摸驱动端子部份。
2）在用导电材料连接驱动端子的模块时，在配线未布好之前，请先不要接上模块。
3）尽量在底板良好接地的情况下操作。
4）当必须要触摸模块端子时，要先将人体或衣服上的静电放电后，再触摸。
5）在焊接作业时，焊机与焊槽之间的漏泄容易引起静电压的产生，为了防止静电的产生，请先将焊机处于良好的接地状态下。
6）装部件的容器，请选用不带静电的容器。
3.并联问题
用于大容量逆变器等控制大电流场合使用IGBT模块时，可以使用多个器件并联。
并联时，要使每个器件流过均等的电流是非常重要的，如果一旦电流平衡达到破坏，那么电过于集中的那个器件将可能被损坏。
为使并联时电流能平衡，适当改变器件的特性及接线方法。
例如。
挑选器件的VCE（sat）相同的并联是很重要的。
4.其他注意事项
1）保存半导体原件的场所的温度，温度，应保持在常温常湿状态，不应偏离太大。
常温的规定为5－35℃，常湿的规定为45—75％左右。
2）开、关时的浪涌电压等的测定，请在端子处测定。
8，延时继电器：
时间继电器分为通电延时和断电延时，图1是通电延时线圈图形符号，图2是断电延时线圈图形符号。
图1 通电延时图2断电延时
二、时间继电器的触点图形符号
时间继电器得触点图形符号主要是触点的半圆符号的开口的指向，遵循的原则是：
半圆开口方向是触点延时动作的指向。
如图3，是通电延时的各种触点的图形符号。
常开触点常闭触点
图3通电延时的各类触点图形符号
如图4，是断电延时的各种触点的图形符号。
常开触点常闭触点
图4断电延时的各类触点图形符号
9，熔断器
熔断器是一种简单而有效的保护电器。
在电路中主要起短路保护作用。
主要由熔体和安装熔体的绝缘管（绝缘座）组成。
使用时，熔体串接于被保护的电路中，当电路发生短路故障时，熔体被瞬时熔断而分断电路，起到保护作用。
常用的熔断器
（1）插入式熔断器
如图1所示，它常用于380V及以下电压等级的线路末端，作为配电支线或电气设备的短路保护用。
图1插入式熔断器
1-动触点2-熔体3-瓷插件4-静触点5-瓷座
（2）螺旋式熔断器
如图2所示。
熔体上的上端盖有一熔断指示器，一旦熔体熔断，指示器马上弹出，可透过瓷帽上的玻璃孔观察到，它常用于机床电气控制设备中。
螺旋式熔断器。
分断电流较大，可用于电压等级500V及其以下、电流等级200A以下的电路中，作短路保护。
图2螺旋式熔断器
1-底座2-熔体3-瓷帽
（3）封闭式熔断器
封闭式熔断器分有填料熔断器和无填料熔断器两种，如图3和图4所示。
有填料熔断器一般用方形瓷管，内装石英砂及熔体，分断能力强，用于电压等级500V以下、电流等级1KA以下的电路中。
无填料密闭式熔断器将熔体装入密闭式圆筒中，分断能力稍小，用于500V以下，600A以下电力网或配电设备中。
图3无填料密闭管式熔断器
1-铜圈2-熔断管3-管帽4-插座5-特殊垫圈6-熔体7-熔片
图4有填料封闭管式熔断器
1-瓷底座2-弹簧片3-管体4-绝缘手柄5-熔体
（4）快速熔断器
快速熔断器主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。
由于半导体元件的过载能力很低。
只能在极短时间内承受较大的过载电流，因此要求短路保护具有快速熔断的能力。
快速熔断器的结构和有填料封闭式熔断器基本相同，但熔体材料和形状不同，它是以银片冲制的有V形深槽的变截面熔体。
（5）自复熔断器
采用金属钠作熔体，在常温下具有高电导率。
当电路发生短路故障时，短路电流产生高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从而限制了短路电流。
当短路电流消失后，温度下降，金属钠恢复原来的良好导电性能。
自复熔断器只能限制短路电流，不能真正分断电路。
其优点是不必更换熔体，能重复使用。
10，单色发光二极管
管脚的识别：
a,一般来讲引线较长的是正极，较短的是负极。
对金属封装的那种，靠近凸块的那条引线为正极，另一个引线为负极。
b,对于塑料制成的可以用眼睛观察来区分它的正负极：
将管子拿起置较明亮处，从侧面仔细观察两条引线在管体内的形状，较小的一端是正极，较大的一端是负极。
有些发光二极管损坏后事可以修复的具体方法：
用导线通过限流电阻将待修的无光或光暗的二极管接到电源上，左手持尖嘴钳子夹住发光二极管正极引脚的中部，右手持烧热的电烙铁在发光二极管正极引脚的根部加热，待引脚根部的塑料开始软化时，右手稍用力把管脚往内压，并注意观察效果：
对于不亮的发光二极管，可以看到开始发光；对于发光微弱的管子，则能看到亮度的逐渐增加。
操作时，只要适当控制电烙铁加热的时间及对管子引脚所施加力的大小，可以使发光二极管的发光强度恢复到接近同类正品管的水平。
11，瞬态电压抑制二极管
瞬态电压抑制二极管（TVS）又叫钳位二极管，是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件，它的外型与普通二极管相同，但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率，它的主要特点是在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其工作阻抗立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压钳制在预定水平，其响应时间仅为10-12毫秒，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。
瞬态电压抑制二极管允许的正向浪涌电流在TA＝250C，T＝10ms条件下，可达50～200A。
双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压钳制到预定水平，双向TVS适用于交流电路，单向TVS一般用于直流电路。
可用于防雷击、防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等，是一种理想的保护器件。
耐受能力用瓦特（W）表示。
瞬态电压抑制二极管的主要电参数
（1）击穿电压V（BR）
器件在发生击穿的区域内，在规定的试验电流I（BR）下，测得器件两端的电压称为击穿电压，在此区域内，二极管成为低阻抗的通路。
（2）最大反向脉冲峰值电流IPP
在反向工作时，在规定的脉冲条件下，器件允许通过的最大脉冲峰值电流。
IPP与最大钳位电压VC（MAX）的乘积，就是瞬态脉冲功率的最大值。
使用时应正确选取TVS，使额定瞬态脉冲功率PPR大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率。
瞬态电压抑制二极管的特点
（1）将TVS二极管加在信号及电源线上，能防止微处理器或单片机因瞬间的肪冲，如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。
（2）静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲，并能持续10ms；而一般的TTL器件，遇到超过30ms的10V脉冲时，便会导至损坏。
利用TVS二极管，可有效吸收会造成器件损坏的脉冲，并能消除由总线之间开关所引起的干扰（Crosstalk）。
（3）将TVS二极管放置在信号线及接地间，能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。
瞬态电压抑制二极管的选用技巧
（1）确定被保护电路的最大直流或连续工作电压、电路的额定标准电压和“高端”容限。
（2）TVS额定反向关断VWM应大于或等于被保护电路的最大工作电压。
若选用的VWM太低，器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工作。
串行连接分电压，并行连接分电流。
（3）TVS的最大钳位电压VC应小于被保护电路的损坏电压。
（4）在规定的脉冲持续时间内，TVS的最大峰值脉冲功耗PM必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率。
在确定了最大钳位电压后，其峰值脉冲电流应大于瞬态浪涌电流。
（5）对于数据接口电路的保护，还必须注意选取具有合适电容C的TVS器件。
（6）根据用途选用TVS的极性及封装结构。
交流电路选用双极性TVS较为合理；多线保护选用TVS阵列更为有利。
（7）温度考虑。
瞬态电压抑制器可以在－55℃～+150℃之间工作。
如果需要TVS在一个变化的温度工作，由于其反向漏电流ID是随增加而增大；功耗随TVS结温增加而下降，从+25℃～+175℃，大约线性下降50％雨击穿电压VBR随温度的增加按一定的系数增加。
因此，必须查阅有关产品资料，考虑温度变化对其特性的影响。
处理瞬时脉冲对元件损害的最好办法是将瞬时电流从感应元件引开。
TVS二极管在线路板上与被保护线路并联，当瞬时电压超过电路正常工作电压后，TVS二极管便产生雪崩，提供给瞬时电流一个超低电阻通路，其结果是瞬时电流透过二极管被引开，避开被保护元件，并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。
当瞬时脉冲结束以后，TVS二极管自动回覆高阻状态，整个回路进入正常电压。
许多元件在承受多次冲击后，其参数及性能会产生退化，而只要工作在限定范围内，二极管将不会产生损坏或退化。
从以上过程可以看出，在选择TVS二极管时，必须注意以下几个参数的选择：
1.最小击穿电压VBR和击穿电流IR。
VBR是TVS最小的击穿电压，在25℃时，低于这个电压TVS是不会产生雪崩的。
当TVS流过规定的1mA电流（IR）时，加于TVS两极的电压为其最小击穿电压VBR。
按TVS的VBR与标准值的离散程度，可把VBR分为5％和10％两种。
对于5％的VBR来说，VWM=0.85VBR；对于10％的VBR来说，VWM=0.81VBR。
为了满足IEC61000-4-2国际标准，TVS二极管必须达到可以处理最小8kV（接触）和15kV（空气）的ESD冲击，部份半导体厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。
对于某些有特殊要求的可携设备应用，设计者可以依需要挑选元件。
2.最大反向漏电流ID和额定反向切断电压VWM。
VWM是二极管在正常状态时可承受的电压，此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压，否则二极管会不断截止回路电压；但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近，这样才不会在TVS工作以前使整个回路面对过压威胁。
当这个额定反向切断电压VWM加于TVS的两极间时它处于反向切断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。
3.最大钳位电压VC和最大峰值脉冲电流IPP。
当持续时间为20ms的脉冲峰值电流IPP流过TVS时，在其两端出现的最大峰值电压为VC。
VC、IPP反映了TVS的突波抑制能力。
VC与VBR之比称为钳位因子，一般在1.2—1.4之间。
VC是二极管在截止状态提供的电压，也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压，它不能大于被保护回路的可承受极限电压，否则元件面临被损伤的危险。
4.Pppm额定脉冲功率，这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。
对于手持设备，一般来说500W的TVS就足够了。
最大峰值脉冲功耗PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功耗值。
在特定的最大钳位电压下，功耗PM越大，其突波电流的承受能力越大。
在特定的功耗PM下，钳位电压VC越低，其突波电流的承受能力越大。
另外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。
而且，TVS所能承受的瞬态脉冲是不重覆的，元件规定的脉冲重覆频率（持续时间与间歇时间之比）为0.01％。
如果电路内出现重覆性脉冲，应考虑脉冲功率的累积，有可能损坏TVS。
5.电容器量C。
电容器量C是由TVS雪崩结截面决定的，是在特定的1MHz频率下测得的。
C的大小与TVS的电流承受能力成正比，C太大将使讯号衰减。
因此，C是数据介面电路选用TVS的重要参数。
电容器对于数据、讯号频率越高的回路，二极管的电容器对电路的干扰越大，形成噪音或衰减讯号强度，因此需要根据回路的特性来决定所选元件的电容器范围。
高频回路一般选择电容器应尽量小（如LCTVS、低电容器TVS，电容器不大于3pF），而对电容器要求不高的回路电容器选择可高于40pF。
瞬态电压抑制二极管特性曲线：
说明：
VBR：
崩溃电压@IT-TVS瞬间变为低阻抗的点
VRWM：
维持电压-在此阶段TVS为不导通之状态
VC：
钳制电压@Ipp-钳制电压约略等于1.3*VBR
VF：
正向导通电压@IF-正向压降
IR：
逆向漏电流＠VRWM
IT：
崩溃电压之测试电流
IPP：
突波峰值电流
IF：
正向导通电流
图1单向TVS二极管特性曲线
图2双向TVS二极管特性曲线
图3瞬态电压抑制二极管电路原理
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