作者：胡斌
出版社：人民邮电出版社
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双色图文详解二极管及应用电路试读：
前言
本书亮点
笔者凭借多年的教学、科研和90余本著作的写作经验，精心组织编写了《双色图文详解系列》之《双色图文详解二极管及应用电路》。
本书读者对象
本书适合于电子技术初学者阅读，因为起点低。
本书同样适合于有一定电子技术基础想进一步提高的读者阅读，因为书中内容跨度大，整套书构成了一个较为完整的元器件知识体系。
本书还适合于想深入掌握电子技术知识的读者阅读，因为内容系统而全面，理论紧密联系实践，细节“丰富多彩”。
本书主要内容
网络交流平台
作者与电子技术类网站“与非网”结成战略合作伙伴，建立了全国第一家以电子技术基础知识为特色的大型空中课堂平台——“古木电子社区”（http://gumu.eefocus.com/），社区内设有“读者交流”、“实习场”、“古木答疑”等多个专栏，欢迎广大读者朋友进入社区相互交流，共同进步！
在本书的编写过程中，胡维保、陆孟君、陈政社、胡松、彭清平、陆明、王晓红、李萌、王伟、陈月香、陈晓社、金玉华、蔡月红等参与了编写工作。江苏大学胡斌第1章电子技术学习内容和学习方法综述
重要提示学习电子技术应该从元器件起步，这是比较科学的，也是符合学习规律的。首先，元器件是构成任何一个电子电路的基本元素，相当于一栋大楼的水泥、钢筋、玻璃等基础建筑材料。其次，电路功能是由各种元器件有机组合后实现的，没有元器件就没有电路的功能。深入掌握元器件的主要特性和典型应用电路。1.1初步认识二极管类元器件
本书将系统地讲解二极管的实用知识。
二极管的具体种类有数十种，本书主要讲解普通二极管、发光二极管、稳压二极管、光敏二极管、变容二极管、开关二极管、瞬变电压抑制二极管、恒流二极管、双基极二极管、隧道二极管、快恢复和超快恢复二极管、变阻二极管、双向触发二极管、磁敏二极管、精密二极管、补偿二极管和温敏二极管等。
部分二极管实物图见表1-1。表1-1 部分二极管实物图续表1.2电子技术的学习步骤和电子元器件知识的学习内容1.2.1 电子技术的学习步骤
学好电子技术，打好扎实的基础知识是必需的，初学者在学习之初能够了解所学内容，学习就会心中有数，有的放矢。
学习电子技术可以参照以下的步骤进行。（1）从元器件知识起步。从元器件知识的起步开始学习是最为科学的，这部分知识难度不大，也是最能看到学习成果的，有利于增强信心。（2）进行简单的实践活动。学习初期可进行一些简单的实践活动，例如找一个旧收音机或其他电子电器，打开外壳后观察里面的电子元器件，结合元器件说明书中的讲解进行实践活动。必要时可以进入一家元器件商店，在那里可以看到大量的元器件实物，对形形色色元器件建立一个初步的印象，与书本中学到的元器件知识一一对应，这会有利于元器件的理论知识学习。（3）学习电路分析。在初步建立了完整的元器件知识体系后，可以转入电路分析的学习，这个过程主要是理论知识的学习，需要持续一段相当长的时间。（4）进行检修实践。在系统地学习了元器件知识和电路工作原理后，可以进入故障检修的理论学习和实际技能学习，这时学习检修故障技术的效果会较好，困难也少了许多。
上述一轮学习完成之后，可以认为完成了学习的初级阶段，即较为全面和系统地了解了电子技术，具备了进一步学习的能力，将进入提高阶段的学习。1.2.2 电子元器件知识的学习内容
电子元器件知识的学习内容见表1-2。表1-2 电子元器件知识的学习内容续表续表
对元器件学习除上述内容外，在后期还需要一些综合能力的培养。（1）根据电路板画电路原理图。在测绘电路板上电路时，需要根据电路板上元器件和印制电路画出电路图，画图过程中也有许多方法和技巧。（2）识别电路板上元器件。故障检修等需要在电路中找到某个元器件，在寻找电路板上元器件过程有许多好的方法和技巧。（3）资料支持能力。收集资料、分析资料能力很重要，特别是在故障检修和电路设计中。1.3电子元器件知识的学习重点
重要提示
像电阻器、电容器等不需要通上直流电流就能呈现其本身特性的称为元件，而二极管、三极管、场效应管等需要加上直流电压后才能体现其主要特性的称为器件，元件和器件统称电子元器件。1.3.1 识别电子元器件
电子元器件知识学习的三大重点是：识别、特性掌握和检测。
识别元器件是第一要素，如果面对电路板上众多形状“怪异”的电子元器件不认识，面对电路图中的各种电路图形符号不熟悉，那就无法识图和检修。
1．电子元器件5项识别内容
电子元器件5项识别内容说明见表1-3。表1-3 电子元器件5项识别内容说明
方法提示
对某个具体的电子元器件识别主要有5项内容，其识别步骤分成5步：外形特征识别→电路图形符号识别与实物对应→引脚识别和引脚极性识别→型号和参数识别→识别电路板上元器件。
所以电子元器件识别任务繁重，对初学者而言困难重重。但是，主要识别几十种常用电子元器件即可入门，待确定了自己的工作和研究方向、领域后再进一步学习专业元器件知识。电子元器件有数百个大类，上千个品种，从电子元器件具体外形特征角度来讲更是千姿百态，新型元器件又层出不穷，
2．元器件外形识别方法
电子元器件外形识别就是实物与名称对应，其目的是拿到一种电子元器件能知道它是什么元器件，知道它的电路图形符号。
图1-1所示是3种电子元器件实物图。图1-1 3种电子元器件实物图
方法提示
最有效的元器件识别方法是走进一家电子元器件专卖店，店内琳琅满目的电子元器件可以令你“大饱眼福”。通常电子元器件按类放置，各种电子元器件旁边都标有它们的名称，实物与名称快速而且方便地对应，感性认识很强，这样的视觉信息输入具有学习效率高、信息量大的优点。
对于初学者，要走进电子元器件专卖店进行实践活动，这种实践活动收获很大。
3．电路图形符号识别信息
理解电路图形符号中的识别信息，有助于对电路符号的记忆，对电路工作原理分析也十分有益。关于识别电子元器件电路图形符号主要说明下列几点。（1）电子元器件的电路图形符号中含有不少电路分析中所需要的识图信息，最基本的识图信息是通过电路图形符号了解该元器件有几根引脚，如果引脚有正、负极性之分，在电路图形符号中也会有各种表达方式。（2）元器件电路图形符号具有形象化的特点，电路图形符号的每一个笔画或符号都表达了特定的识图信息。（3）电路图形符号中的字母是该元器件英语单词的第一个字母，如变压器用T表示，它是英语Transformer的第一个字母。如果懂专业英语也有助于识别电路图中的电路图形符号，这对一些电路的识图非常有益。（4）一些元器件的电路图形符号还能表示该元器件的结构和特性。
4．引脚识别和引脚极性识别方法
许多电子元器件的引脚有极性，各个引脚之间是不能相互代用的，这时就要通过电路图形符号或元器件实物进行引脚的识别和引脚极性的识别。
引脚识别和引脚极性识别方法有两种情况：一是电路图形符号中的识别，二是电子元器件实物识别。
5．从电路板上识别元器件
这一步的元器件识别最为困难，需要有较扎实的元器件知识和电路知识基础，还需要运用许多的技巧。1.3.2 掌握电子元器件主要特性
重要提示
了解电子元器件结构和基本工作原理，掌握电子元器件的特性是分析电路工作原理的关键要素，不能掌握电子元器件的主要特性，电路分析寸步难行。同时，掌握电子元器件特性有助于用万用表检测电子元器件质量，还可以帮助记忆。
1．了解电子元器件基本结构
如果不能了解电子元器件的结构，就不知道电子元器件外壳内部装有什么，基础知识不扎实，会影响进一步的深入学习，影响对电子元器件知识的全面掌握。
方法提示
学习电子元器件知识需要循序渐进，了解电子元器件结构有助于理解该元器件工作原理，进而可以学习元器件的主要特性，运用这些特性分析电路中元器件的工作原理，这其中的知识链是一环扣一环的，如果知识掌握得不系统、不扎实，往往就是因为在知识链中脱了一环。
2．了解电子元器件基本工作原理
每种电子元器件的工作原理都需要了解，有些常用、重要元器件的工作原理则需要深入了解，为掌握元器件的主要特性打下基础。
例如，掌握了电容器的工作原理才能深刻地理解电容器的隔直流、通交流的特性。
3．掌握电子元器件主要特性
从分析电路工作原理角度出发，电子元器件的主要特性非常重要，初学者务必掌握。（1）在学习元器件特性时要注意一点，每一种元器件可能有多个重要的特性，要全面掌握元器件的这些主要特性。如何灵活、正确运用元器件的这些特性是电路分析中的关键点和难点。（2）学习电子元器件的特性并不困难，困难的是学会灵活运用这些特性去解释、理解电路的工作原理。同一个元器件可以构成不同的应用电路，当该元器件与其他不同类型元器件组合使用时，又需要运用不同的特性去理解电路工作原理。
电路分析中，熟练掌握电子元器件主要特性是关键因素，对电路工作原理分析无从下手的重要原因之一是没有真正掌握电子元器件的主要特性。1.3.3 掌握电子元器件检测技术
掌握电子元器件检测技术是修理电器故障的关键要素之一。
1．电子元器件的5种检测方法
对电子元器件故障处理共有5种手段和方法。（1）质量检测。通常运用万用表等简单测试仪器进行元器件的质量检测，分为在路检测和脱开检测两种方法。（2）故障修理。一部分元器件的某些故障是可以通过修理使之恢复正常功能的。（3）调整技术。一些元器件或机械零部件通过必要的调整可以使之恢复正常工作，主要是机械零部件可以通过相关项目调整，使之恢复正常功能。（4）选配原则。元器件损坏后必须进行更换，但是在许多情况下因为没有原配器件，则需要通过选配来完成。（5）更换操作方法。更换元器件的操作有的是相当方便的，有的则是非常困难，例如，引脚很多的4列集成电路更换起来就很不方便。
2．电子元器件的检测技术
电子元器件检测技术通常是指使用万用表对其进行质量的检查，关于电子元器件检测技术主要说明下列几点。（1）对元器件的质量检测有时非常准确、彻底，但由于万用表的测量功能有限，有时对电子元器件的检测却是很粗略的。不同的元器件或测量同一种元器件的不同特性时，测量的效果会不同。（2）使用万用表检测电子元器件主要是测量两根引脚之间的电阻值，通过测量阻值进行元器件的质量判断。（3）元器件质量检测分为两种情况：一是在路检测，即元器件装在电路板上进行直接测量，这种检测方法比较方便，不必拆下电路板上的元器件，但测量结果有时不准确，易受电路板上其他元器件影响；二是脱开电路板后的测量，测量结果相对准确。
3．电子元器件的修理技术
电子元器件损坏后最理想情况是更换新件，但是在下列几种情况下可以采用修理方法恢复元器件的正常功能。（1）有些元器件修理起来相当方便，而且修理后的使用效果良好，例如，音量电位器的转动噪声大这个故障，通过简单地使用纯酒精清洗可以恢复电位器的正常使用功能。（2）一些价格贵的元器件，或是市面上难以配到的元器件，要通过修理恢复其功能。（3）对于机械零部件，有许多故障可以通过修理恢复其功能，例如卡座上的机芯。
4．电子元器件的调整技术
关于元器件调整技术主要说明下列几点。（1）电路故障大部分由元器件故障所致，但是也有一部分故障属于元器件调整不当所致，这时通过调整可以解决问题。（2）可以调整的元器件主要是标称值可调节的元器件，例如，可变电阻器、微调电感器、微调电容器以及机械类零部件。
5．电子元器件的选配原则
更换元器件时选用同型号、同规格元器件是首选方案。对元器件选配原则说明下列几点。（1）无法实现同型号、同规格时采用选配方法，不同的元器件、用于不同场合的元器件其选配原则有所不同。（2）元器件总的选配原则是满足电路的主要使用要求。例如，对于整流二极管主要满足整流电流和反向耐压两项要求，对于滤波电容主要满足耐压和容量两项要求。
重要提示
元器件更换过程中需要注意下列几点。（1）大多数元器件并不“娇气”，拆卸和装配过程中不要“野蛮”操作即可，但是有一些元器件对拆卸和装配有特殊要求，有的还需要专用设备。（2）发光二极管怕烫，CMOS器件怕漏电，在更换中都要采取相应的防范措施。（3）拆卸和装配过程中很容易损坏电路板上的铜箔电路，防止铜箔电路长时间受热是重要环节。1.4电源电路基础知识
电源是能够产生电能的一种装置，能将其他形式能量转换成电能的装置称为电源。电池是直流电源中的一种，是一种通过化学作用产生电源的装置。发电厂是通过火力或者水力、核能方式产生电能。
电源可以将电能转换成其他形式的能量，电路就是通过消耗电能来实现某些特定的功能。电源电路是电子电路中必不可少的电路。
日常生活中，电风扇是因为交流市电产生的电流流过电机而转动，手电筒中的小电珠也是因为有电池产生的电流流过才发光，交流市电和电池是这两个电路中产生电流流动的动力源，在电路中将这样的动力源称为电源。
常说的交流电流、直流电源、高压电源、低压电源、稳压电源、UPS电源等都是电源，都是能为电路、用电器提供电能的设备。
重要提示
在电子电器中，通常使用直流电源，有两种形式可以获取直流电源。（1）电池作为直流电源。通常在直流工作电压比较低，且对电源消耗比较小的情况下使用电池作为整机电路的直流电源。例如，收音机、便携式CD播放机、便携式VCD播放机、MD机等民用电器中都是使用电池供电。（2）采用整流和滤波电路将交流市电转换成直流电源。大多数的电子电器是采用这种形式的直流电源，因为这种方式获得的直流电源比较经济，且容易在整机电路中同时得到各种电压等级（直流电压的大小） 的直流电源。1.4.1 电源电路概述
在电子电路中，所谓电源电路通俗地讲就是产生直流工作电压的电路。由于一套电子电器中往往只有一个电源电路，所以又将电源电路称为整机电源电路。
1．电池供电的电源电路
在采用电池供电的电子电器中，电源电路是相当简单的，因为电池本身就是一个直流电源，所以电源电路中没有其他一些电路（如整流电路等），只有将电池电压供给有关电路的直流电压供给电路。
2．电源电路
在没有加以说明的情况下，电源电路就是将交流市电通过整流、滤波等电路转换成直流工作电压的电路。
关于电源电路说明以下几点。（1）在采用交流供电的电子电器中，必有电源电路。（2）一般情况下整机电路中电源电路只有一个，但在有些电子电器中会有主、副两个电源电路，例如部分遥控彩色电视机中有主电源电路和副电源电路。（3）电源电路是整机电路的电源，为整机各部分电子电路的正常工作提供直流工作电压。当电源电路出现故障时，将影响整机电路的正常工作，在进行电路故障检修时，了解电源电路对整机电路的影响将有助于故障检修，提高检修速度。（4）整机电源电路可以只输出一路直流工作电压，由这一路直流电压供给整机的各部分电路，当这种电源电路出现故障时，整机各部分电路均没有正常的直流工作电压，整机各部分电路工作全部失常。（5）整机电源电路也可以同时输出2路或2路以上的直流工作电压，且各路的直流工作电压大小可以不相等，由这几路直流工作电压分别供给整机的各部分电路。当这种电源电路的其中一路直流输出电压出现故障时，只影响整机电路中的某一部分电路正常工作，不会导致整机各部分电路全部停止工作，了解这一点对分析电源电路故障原因、检修电源电路是相当有益的。（6）电源电路的复杂程度相差很大，有的电子电器中的整机电源电路相当简单，有的则相当复杂，甚至比整机电路中的任何一个电路都复杂。
3．直流电压供给电路
整机电路中的电源电路输出1路或几路直流工作电压（不同的电压等级），这些直流电压要加到整机电路不同的电路中，这由直流电压供给电路来完成。
4．交流电源电路
在电源电路中，部分电子电器中有交流电源电路。所谓交流电源电路就是输出电压是交流的电源电路，它是将220V交流电压经降压电路后得到电压比较低的交流电压，供给有关电路。在电子管电路中这种交流电源比较常见，另外在一些具有荧光显示器的电子电器中也有这样的交流电源电路。1.4.2 电源电路特点
了解电源电路的一些特点，无论是对分析电源电路工作原理，还是检修电源电路故障，都是十分有益的。
1．影响整机的电路
电源电路是整机各系统电路的电源供给电路，电源电路的工作状态直接影响整机各系统电路的工作情况，了解这一点对检修整机电路故障很重要。
例如，电源电路出了故障导致整机没有直流电压输出，这时整机各系统电路都因为没有直流工作电压而停止工作；如果电源电路出故障导致整机直流输出电压升高许多，这将使整机各系统电路的直流工作电压相应升高，将会严重影响整机各系统电路的工作安全。整机电源电路的“一举一动”都将影响整机电路的正常工作。
2．输入交流市电，输出直流电压
输入电源电路的是交流市电，经过电源电路的处理之后，输出的是直流工作电压。我国交流市电的电压是220V，所以输入电源电路是220V交流电压。
对于一些进口电子电器或一些出口的电子电器，会出现220V和110V两种交流市电电压的输入电路，以适应世界不同地区的不同交流市电输入。
3．直流电压最高
电源电路所输出的直流工作电压在整机电路中是最高的，而且输出电流的能力最强。
关于这一问题还要说明下列几点。（1）电源电路输出的直流工作电压通常直接加到功率放大器这样的后级电路中，作为直流工作电压。（2）电源电路输出的直流工作电压还要通过一节节的RC滤波电路或电子滤波电路进行降压，再送到整机电路中的一些前级电路中。（3）许多电子电器中，电源电路可以输出多路的直流工作电压，而且这几路直流工作电压的等级（电压大小）是不相同的，也可以是输出的直流电压极性不同，大多数情况是输出正极性的直流工作电压，也可以是负极性直流工作电压，也可以是同时输出正、负极性的几路直流工作电压。
4．电源电路分析方法
在整机电路图中，电源电路中的元器件画在一起，各种类型的电子电器电源电路图在整机电路图中的位置有一定的规律，例如，音响中的电源电路图一般画在整机电路图的右下方，掌握了这样的规律比较容易从整机电路图中快速找到电源电路。
重要提示
根据电源电路中的元器件电路图形符号更能准确地在整机电路中确定电源电路的位置，关于这一问题主要说明下列几点。（1）在电路电源中设有电源变压器、电源开关，根据电源变压器的电路图形符号、电源开关的电路图形符号比较容易找到整机电路图中的电源电路位置，因为电源变压器、电源开关电路图形符号在整机电路图中只有一个，且特征明显，很容易找到。（2）整机电路图中，如果有数只二极管在一起，通常是4只，或有许多二极管在一起时，这很可能就是电源电路，这些二极管是电源电路中的整流二极管，根据这一电路特征可知电源电路所在位置。（3）发现整机电路图中有只容量非常大的电解电容器时（数千微法），那这是电源电路中的滤波电容，在它附近的电路则是电源电路。1.4.3 电源空载和过载
电源电路给负载提供电压或电流，如果电源的负载出现变化，对电源电路是有影响的，空载和过载就是电源负载变化的两种典型情况。
1．电源空载
所谓电源空载就是电源电路的负载电路与电源电路之间断开了，这样电源电路不能向负载电路提供工作电压和电流。
关于电源空载进一步说明下列几点。（1）一般的电源电路在电源空载时对电源电路没有影响，但是有些电子电器中的电源电路是不允许电源电路空载的，在空载时将会造成电源电路输出的直流工作电压增大许多，这会损坏电源电路中的元器件，所以使用中不能让电源空载。（2）与电源空载相似的情况是电源轻载，即电源电路负载阻抗比较大，这时电源对负载的输出电流比较小，这种情况称为电源的轻载。当电源负载阻抗大到无穷大时，就成了电源空载情况。有些电源电路中也不允许电源的轻载，否则也会使电源电路输出的电压升高，造成对电源电路的损坏。（3）在不允许电源电路空载的电源电路中，有的会设置相应的保护电路，以防止电源空载时对电源电路的损坏。
2．电源过载
所谓电源过载与电源空载情况恰好相反，就是电源电路的负载电路存在短路，使电源电路输出了很大的电流，且超出了电源所能承受的范围。
关于电源过载进一步说明下列几点。（1）无论什么类型的电源电路，一旦出现电源过载现象，都将存在损坏电源电路的可能性，会使电源电路中的元器件发热，直至烧坏发热的元器件。（2）电源过载是由于电源电路负载电路存在短路故障造成的，根据电路短路程度的不同，电源电路过载程度也不同。（3）一些电源电路中会设置相应的保护电路，以防止电源过载时对电源电路的损坏，但是许多电源电路并没有这一保护电路，常会造成电源电路的损坏，所以电源电路的故障发生率比较高。1.5电源电路方框图
了解电路组成和电路基本工作原理的最好方法是掌握该电路的方框图。
重要提示
方框图可以粗略地表达复杂电路的组成情况，通常是给出这一复杂电路的主要单元电路位置、名称，以及各部分单元电路之间的连接关系，如前级和后级关系等信息，而且表达了各单元电路之间的信号传输方向，从而能了解信号在各部分单元电路之间的传输次序。
另外，根据方框图中所标出的电路名称可以知道信号在这一单元电路中的处理过程，为分析具体电路提供指导性的信息。1.5.1 方框图知识概述
方框图是一张重要的电路图，特别是在分析集成电路应用电路图、复杂的系统电路、了解整机电路组成情况时，没有方框图将造成识图的诸多不便和困难。
方框图共有3种类型。
1．整机电路方框图
这是表达整机电路图的方框图，也是众多方框图中最复杂的方框图。从这张方框图中可以了解到整机电路组成和各部分单元电路之间的相互关系，通过图中的箭头还可以了解到信号的传输途径等。
有些机器的整机电路方框图比较复杂，有的用一张方框图表示整机电路结构情况，有的则将整机电路方框图分成几张。
2．系统电路方框图
一个整机电路是由许多系统电路构成的，系统电路方框图就是用方框图形式表示该系统电路组成等情况的方框图，它是整机电路方框图下一级的方框图，往往系统电路方框图比整机电路方框图更加详细。
电源电路方框图就是一个系统电路方框图，即电源系统电路方框图。
3．集成电路内电路方框图
集成电路内电路方框图是一个十分常见的方框图，很有实用意义。集成电路内电路的组成情况可以用内电路或内电路方框图来表示，由于集成电路内电路十分复杂，所以在许多情况下用内电路方框图来表示集成电路的内电路组成情况更利于识图。
从集成电路的内电路方框图中可以了解到集成电路的组成、有关引脚作用等识图信息，这对分析该集成电路的应用电路是十分有用的。
集成电路引脚比较多，内电路功能比较复杂，所以在进行电路分析时具备集成电路内电路方框图是最好的。1.5.2 普通电源电路方框图及各部分电路作用
图1-2所示是没有稳压电路的普通电源电路方框图。从电路中可以看出，这一电源电路主要由降压电路、整流电路、滤波电路和两种抗干扰电路组成。图1-2 普通电源电路方框图
这一电源电路的主要电路有降压电路、整流电路、滤波电路3部分。在这一电源电路中没有设置稳压电路，并且只能输出1路直流工作电压Uo。许多情况下电源电路可以输出多路的直流工作电压，且各路的直流工作电压等级（电压大小）不一样，以适应整机电路中各部分电路对直流工作电压大小的不同要求。
方框图中标出了各部分单元电路所用元器件的电路图形符号，可以帮助记忆这部分电路的组成和工作特性，了解各部分单元电路的功能。（1）降压电路用变压器图形符号，表示这一单元电路主要使用电源变压器。（2）整流电路用二极管图形符号，表示这一单元电路主要使用整流二极管。（3）滤波电路用电容器图形符号，表示这一单元电路主要使用滤波电容器。（4）高频抗干扰电路用电感器和电容器图形符号，表示这一单元电路主要使用电感器和电容器。（5）抗干扰及保护电路用电容器图形符号，表示这一单元电路主要使用电容器。
1．降压电路作用
降压电路作用
由于输入电源电路的交流市电电压高达220V，而直流工作电压通常只需要很低的电压，所以交流市电电压在进入电源电路后首先加到降压电路中，对很高的交流电压进行降压，降至几伏或几十伏的适当交流电压。
电源电路中的降压电路通常采用变压器来完成降压任务，这种变压器是一种能够降低220V交流市电电压的降压变压器，在电源电路中的这种变压器通常称为电源变压器。
在降压电路中，除使用电源变压器进行降压外，个别情况下还采用电容器进行降压，不过这种降压方式由于安全性差而很少采用。
电源电路中的降压电路工作不正常将导致电源电路输出的各路直流工作电压大小不正常。检修电源电路的关键是，测量电源变压器二次绕组两端的交流电压大小，根据测量的交流电压大小可以判断电路故障。
2．高频抗干扰电路作用
家庭使用的220V交流市电与城市供电网相连，这一电网中存在各种各样的高频干扰成分。例如，工厂电机启动时的高频干扰，电焊机工作时的高频干扰，家庭用电器开关时的各种高频干扰等。为了抑制这些有害的高频干扰，在一些民用电器的电源电路中设置了高频抗干扰电路。
高频抗干扰电路设置在交流市电的输入回路中，它的作用是消除电网中可能混入的各种干扰信号，以防止这些高频干扰信号通过电源电路窜入整机电路中，影响整机电路的稳定工作。
并不是在所有的电源电路中都设置高频抗干扰电路，这种电路主要出现在一些要求抗干扰性能比较高的电子电器中，例如电视机的电源电路中就要设置高频抗干扰电路。
这种高频抗干扰电路主要采用电感电路实现抗干扰作用。
检修高频抗干扰电路故障的主要方法是，测量抗干扰电感是否开路，抗干扰电容是否短路或开路。
3．整流电路作用
整流电路是电源电路中的核心电路，它的作用是将交流电压通过整流二极管（通常是整流二极管，当然还可以使用其他元器件）转换成单向脉冲性的直流电压，整流是将交流电压转换成直流电压过程中的关键一步。
无论什么类型的电源电路，都需要整流电路来完成交流电至直流电的转换。整流电路的类型比较少，但具体电路的变化比较多，电子电路中基本的整流电路有3种：半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。
重要提示
整流电路的故障发生率比较高，主要是整流二极管因为过流而损坏，出现二极管开路或击穿故障。主要的检修方法是，测量整流二极管的正向和反向电阻。
4．抗干扰及保护电路作用
通常在整流电路中（即整流二极管上）设置抗干扰及保护电路，设置这一电路的作用有下列两个。（1）进一步进行高频抗干扰，防止交流电网中的高频干扰信号通过电源电路窜入整机电路，干扰整机电路的稳定工作。（2）具有保护整流二极管的作用，即在一开机时能防止大电流冲击整流二极管，提高了整流二极管的工作可靠性。
这种抗干扰及保护电路采用小容量电容器实现抗干扰作用。
抗干扰及保护电路中的小容量电容器容易被击穿，这时整流二极管无法正常工作，出现屡烧电源电路中熔断器的现象。
5．滤波电路作用
从整流电路输出的单向脉动性直流电压是不能作为电子电路的直流工作电压的，因为这种单向脉冲性直流电压中的交流成分很多，它必须通过滤波电路的滤波，才能得到可以用于电子电路的直流工作电压。
滤波电路的故障发生率也比较高，主要故障现象是交流声大，这时滤波电容的容量变小了，或是滤波电容漏电。
6．电源开关电路
前面的电源电路方框图中没有画出电源开关电路。
电源开关电路用来控制电源电路是否进入工作状态。电源开关接通，整机电路获得电源而工作；电源开关断开，整机电路因为没有电源而停止工作。
电源开关是一个机械式开关，它最大的故障是开关触点接触不良。电源开关发生接触不良故障后，整机电路因为没有正常电源供电而不能进入工作状态。
7．电路工作原理
普通电源电路工作过程是这样：220V交流市电通过高频抗干扰电路加到降压电路中，将220V交流电压幅度下降至合适的交流电压值，然后送入整流电路中，将交流电压转换成单向脉冲性直流电压，再送入滤波电路中将单向脉冲直流电压中的交流成分去掉，得到能够用于电子电路的直流工作电压。
8．主要应用
普通电源电路的电源性能一般，主要应用在一般的中、低档的电子电器中，例如交流供电的收音机、普通音响设备等。1.5.3 含稳压电路的电源电路方框图
图1-3所示是含有稳压电路的电源电路方框图。从方框图中可以看出，这一电源电路主要由降压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路、保护电路和输出电压微调电路组成。这一电路与上面的电源电路主要不同之处是在滤波电路之后又加了直流稳压电路以及保护电路。图1-3 含直流稳压电路的电源电路方框图
从方框图中可以看出，稳压电路用三极管图形符号，表示这一单元电路主要使用三极管；输出电压微调电路用可变电阻器图形符号，表示这一单元电路主要使用可变电阻器。
1．稳压电路作用
电源电路有一个直流输出电压大小随交流市电输入电压大小变化而变化的现象，同时电源电路的直流输出电压还随电源电路负载大小变化而变化，为了减小输入电压大小和电源负载大小对电源电路直流输出电压的大小变化的影响，可以采用直流稳压电路以稳定电源电路输出的直流电压。
重要提示
稳压电路是一种能够在一定范围内稳定输出电压的电路。稳压电路有交流稳压电路和直流稳压电路两种，这里的稳压电路是指直流稳压电路，它的作用是将滤波电路输出的直流工作电压进行稳定，使这一电源电路输出的直流工作电压Uo稳定在某一电压值上。
稳压电路故障不仅会导致电源电路输出的直流工作电压不稳定，而且还会造成电源电路无直流电压输出，或输出电压低、输出电压高等故障现象。
2．保护电路作用
保护电路的种类很多，电源电路中的保护电路对电源电路和整机电路的安全运行非常重要，下列几种情况都需要电源电路中的保护电路动作，将电源电路停止工作（通常是停止稳压电路工作或切断交流输入电压），达到保护电源电路或整机电路的目的。（1）由于电源电路本身发生故障而使电源电路输出的直流工作电压异常升高，这时电源电路的负载（整机电子电路）将出现烧坏的危险（损坏整机电路中的电子电路）。（2）输入的交流市电电压异常升高，导致电源电路输出的直流工作电压异常升高，存在损坏整机电子电路的危险。（3）由于电源电路的负载（整机电路）出现短路现象，这时等于将电源电路输出端短路，这会使电源电路输出很大的电流（超出电源电路输出电源的承受能力），存在烧坏电源电路的危险。（4）电源电路的负载开路会导致电源电路输出的直流工作电压异常升高，这时也需要保护电路动作，使电源电路停止工作。
3．输出电压微调电路作用
在具有直流稳压电路的电源电路中，通常会在稳压电路中设置一个输出电压微调电路，通过这一电路可以在一定范围内调整电源电路输出的直流工作电压大小，以适合整机电子电路对直流工作电压的大小要求。
这一电压调整电路只能在很小的范围内调整电源电路直流输出电压的大小，所以称之为电压微调电路。调整元件是一只微调电阻器。
4．主要应用
具有直流稳压电路的电源电路应用十分广泛，主要在一些对直流工作电压稳定性要求比较高的电子电器中使用。在稳压要求更高的场合下，需要使用开关电源。1.5.4 开关电源电路方框图
图1-4所示是开关电源电路方框图。从电路中可以看出，这一电源电路主要由整流电路、滤波电路、开关稳压电路、保护电路组成。这一电源电路与前面几种电源电路主要不同之处是220V的交流市电没有经过降压电路，而是直接加到了整流电路中进行整流，在滤波电路之后又加了开关稳压电路和保护电路。图1-4 开关电源电路方框图
这种电源电路的具体电路相当复杂，电路变化也多，保护电路也很复杂。
1．整流电路
这一电源电路中的整流电路直接整流220V交流电压，交流市电电压比较高，所以要求这一整流电路中的整流二极管其承受的反向耐压比较高。
在不同的整流电压大小下，对整流二极管的反向耐压要求是不同的。
2．开关稳压电路作用
开关稳压电路是直流稳压电路中的一种，对直流电压进行稳定。这种稳压电路的性能比普通的调整管稳压电路性能要好许多，并且能够比较容易地加入各种保护电路。开关稳压电路的变化多，电路结构比较复杂，识图也较困难。
3．保护电路
设置在开关电源电路的保护电路比较复杂，所能保护的功能也比较齐全。在保护电路动作时，往往使开关电源电路停止工作。
在开关稳压电路中，很容易加入各种形式的保护电路。
4．主要应用
开关电源电路由于电源结构比较复杂，电路的成本也比较高，所以主要用于一些对电源要求比较高的场合，如彩色电视机等。1.5.5 电源电路种类
全面了解各种类型的电源电路对分析电源电路工作是有益的。各种电子电器都有电源电路，而且具体的电源电路都不一样，这里对电源电路进行分类说明，以便读者对电源电路有一个全面的了解。
1．按有无稳压功能划分
电源电路按有无直流稳压功能划分有下列三大类电路。（1）没有直流稳压功能的电源电路。这种电源电路的数量很多，大量的电子电器都是采用这种电源电路。（2）具有直流稳压电路的电源电路。这种电源电路比较复杂，成本比较高。这种电源电路在电子电器中应用也不少。（3）采用恒压变压器的具有稳压功能的电源电路。这种电源电路非常特别，与常见的电源电路不同，它采用恒压变压器代替普通电源电路中的电源变压器，利用这种特殊的变压器实现稳定直流输出电路的目的。图1-5所示是采用恒压变压器的具有稳压功能的电源电路方框图。图1-5 采用恒压变压器的具有稳压功能的电源电路方框图
从图1-5所示方框图中可以看出，它由恒压变压器、整流电路和滤波电路3部分构成。220V交流市电电压直接送入恒压变压器中进行降压和稳定交流输出电压，稳定后的交流低电压送入整流电路中进行整流，然后送到滤波电路中得到输出电压稳定的直流工作电压。
这一电路能够输出的稳定直流电压是靠恒压变压器能够输出稳定的交流低电压实现的，这一点与常见的直流稳压电路不同。
2．按直流稳压电路类型划分
电源电路按照直流稳压电路的类型划分主要有下列几种。（1）稳压二极管稳压电路。这种稳压电路利用硅稳压二极管的稳压特性，实现直流工作电压的稳压输出。这种直流稳压电路的稳压特性一般，往往只用于稳定局部的直流电压，在整机电源电路中一般不用这种稳压电路。（2）串联调整管稳压电路。这种稳压电路利用了三极管集电极与发射极之间阻抗随基极电流大小变化而变化的特性，进行直流输出电压的自动调整，实现直流输出电压的稳定。在这种稳压电路中的三极管（调整管）一直处于导通状态。（3）开关型稳压电路。这是一种高性能的直流稳压电路，稳压原理比较复杂，在这种电路中的三极管（开关管）处于导通、截止两种工作状态的转换中，即工作在开关状态，所以开关型稳压电路由此得名。（4）集成电路稳压电路。这是一种集成电路的稳压电路，其功能是稳定直流输出电压，这种集成电路在许多场合有着广泛应用。
3．按电源电路输出电路数目划分
按照电源电路输出电路数目划分主要有下列几种。（1）只有1路直流输出电压的电源电路。这种电源电路比较简单，只能输出1路直流工作电压，电源电路本身只能输出一个等级的直流工作电压。但是，这种电源电路并不代表只能有一种等级的直流工作电压，它可以通过直流降压电路来得到更多等级的直流输出电压。图1-6所示直流降压电路方框图可以说明这一点。图1-6 直流降压电路方框图o
从方框图中可以看出，从电源电路输出的直流工作电压U最1高，经直流降压电路后获得电压等级更低的直流工作电压U。这样的直流降压电路可以一节节串联下去，便能得到更多的大小不同的直流工作电压。（2）多路直流输出电压的电源电路。这种电源电路能够直接输出2个或更多等级的直流工作电压，而不是通过直流降压电路来得到多种等级的直流工作电压。图1-7所示是2路直流输出电压的电源电路方框图。图1-7 2路直流输出电压的电源电路方框图
从方框图中可以看出，这一电源电路有两套整流和滤波电路，降压电路共用。220V交流市电电压经降压电路后得到2路交流低电压输o1o2出，分别加到各自的整流、滤波电路中，得到直流工作电压U和U。
由于从降压电路输出了2路交流低电压，且这两个交流电压的大o1o2小不同，这样电源电路输出的2路直流工作电压U和U大小不同。如果从降压电路输出更多路的交流低电压，并配置相应的整流、滤波电路，就能得到更多路的直流工作电压。（3）能够同时输出直流和交流电压的电源电路。在一些电子电器中，不仅需要电源电路能够输出直流工作电压，同时还要求输出适当大小的交流工作电压，图1-8所示是能够同时输出直流和交流工作电压的电源电路。图1-8 输出直流和交流工作电压的电源电路方框图
从这一方框图中可以看出，从降压电路输出两种交流低电压：一路加到整流、滤波电路，得到直流工作电压Uo2；另一路直接输出一个交流低电压Uo1，加到整机电路的需要交流低电压的电路中。
4．按直流输出电压极性划分
电源电路按照直流输出电压极性划分主要有下列几种类型。（1）输出正极性直流工作电压的电源电路。这是最常见的电源电路，如图1-9所示。电源电路输出端的直流工作电压最高，地线的直流电压为0V，是整机电路中最低的直流电压。图1-9 输出正极性直流工作电压的电源电路方框图（2）输出正、负极性直流工作电压的电源电路。这种电源电路中，电源电路在输出正极性直流电压的同时，还能输出另一组负极性直流电压，如图1-10所示。整机电路中，地线的直流电压为0V，正极性直流工作电压输出端的直流电压最高，负极性直流工作电压输出端的直流电压最低，正、负极性直流电压都是以地线为参考点。图1-10 输出正、负极性直流工作电压的电源电路方框图（3）输出负极性直流工作电压的电源电路。这种电源电路不常见，电源电路输出端的直流工作电压最低，地线的直流电压为0V，是整机电路中最高的直流电压，如图1-11所示。图1-11 输出负极性直流工作电压的电源电路方框图
5．按电源电路数量划分
按照电源电路数量划分主要有下列几种。（1）整机电路通常只有一个电源电路。（2）一些电子电器中（如部分的遥控彩色电视机）会出现两个电源电路，一个是主电源电路，另一个是副电源电路，副电源电路具有控制主电源电路的作用。（3）一些电子电器中（如电视机电路）除整机电源电路之外，还会在整机电路中出现用于局部电路的电源电路，例如电视机中的高压、中高电压源电路。1.6电源电路各部分电路简述和故障种类
电源电路主要由交流降压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路和直流电压供给电路等几个部分组成。各部分电路根据组成具体电路的不同，以及各部分电路之间的不同组合，其电源电路的变化相当丰富。1.6.1 电源电路各部分电路简述
电子电路中的降压电路分为交流降压电路和直流降压电路两种。前者是降低交流220V电压的电路，在电源电路的输入端；后者是降低直流电压的电路，它设置在电源电路的输出电路中，而且直流电路中大量使用这种直流降压电路。
1．降压电路
电源电路中的交流降压电路有下列几种。（1）电源变压器降压电路。这是最常用的交流降压方式，其优点是安全，能对220V交流市电电压隔离。（2）电容器降压电路。它的优点是经济，缺点是安全性差，所以在一般情况下很少采用这种交流降压方式。（3）恒压变压器降压方式。这种变压器在能够恒定交流输出电压的同时，也像普通电源变压器一样能够降低交流电压。
电源电路中的直流降压电路主要有下列几种。（1）阻容滤波器构成的直流降压电路。这是最常用的直流降压电路，在整机直流电压供电电路中大量使用。（2）电子滤波器也可以用来降低直流工作电压。这种电路应用也比较多。（3）在局部的直流降压电路中，可以使用串联二极管或串联稳压二极管的方式来进行直流电压的降低。这种降压方式所能降低的直流电压比较少，例如硅二极管直流降压电路只能降低直流电压0.6V。（4）大量采用电阻分压电路进行局部的直流电压降低。
2．整流电路
电源电路中的整流电路主要有下列几种。（1）半波整流电路。这是最简单的一种整流电路，电路中只采用一只整流二极管。（2）全波整流电路。这是常用的整流电路，电路中采用两只整流二极管，这种整流电路需要电源变压器具有中心抽头。（3）桥式整流电路。这是一种应用广泛的整流电路，电路中使用4只整流二极管（或用桥堆），对电源变压器的要求低（相对全波整流电路而言），不需要电源变压器二次线圈的中心抽头，降低了电源变压器的成本。（4）倍压整流电路。这是一种小电流高电压整流电路，具体电路有许多种类型，如2倍压电路、3倍压电路等。
3．滤波电路
电源电路中的滤波电路主要有下列几种。（1）电容滤波电路。电容器是滤波电路中的主要元件。（2）RC滤波电路。这是最常用的滤波电路。（3）LC 滤波电路。这种滤波电路应用量远没有RC滤波电路多，但是其滤波效果比RC滤波电路好。（4）L形滤波电路。这种电路由一只滤波电容器和一只电阻器或电感器构成，是滤波电路中的常用电路。（5）π形滤波电路。这种电路由两只滤波电容器和一只电阻器或电感器构成，是滤波电路中的常用电路。（6）电子滤波器电路。这是一种滤波性能非常好的滤波电路，采用三极管构成滤波电路，在采用双管滤波器电路时，其滤波性能更为优良。
4．直流电压供给电路
从电源电路输出的直流工作电压要通过直流电压供给电路加到整机电路中的每一个单元电路中。
直流电压供给电路主要采用RC电路。这种直流电压供给电路有下列几个特点。（1）RC 直流电压供给电路是一节节的串联电路，具有降低直流工作电压的特点，且愈是串联电路的后级其直流输出电压愈低。（2）这种电路具有对直流工作电压进一步滤波的作用。（3）这种电路在多级放大器中还具有级间退耦的作用。
5．保护电路
电源电路中的保护电路主要有下列几种。（1）过电压保护电路。这种保护电路的作用是，当电源电路输出端的直流工作电压因为某种原因异常升高时，过电压保护电路动作，停止电源电路的工作，即电源电路不能输出直流工作电压。
直流输出电压异常升高会造成整机电路中的元器件烧坏，同时也有可能对电源电路本身造成损坏。（2）过电流保护电路。当电源电路输出的直流电流因为某种原因异常增大时，过电流保护电路动作，停止电源电路输出直流电流。
直流电源输出电流异常增大通常是电源电路的负载（整机电路中的某部分电路）出现了短路故障，较长时间让电源电路输出很大的直流电流会损坏电源电路，同时也会进一步烧坏被短路的元器件。（3）整流二极管保护电路。在整流二极管两端并联一只小容量电容器，可以保护整流二极管在电子电器开机时免受冲击电流可能造成的损坏，这是一种在电源电路中十分常见的保护电路，效果好、成本低。（4）局部单元电路故障保护电路。一些电子电器中（如彩色电视机），当某个重要的局部单元电路出现故障时，通过保护电路将电源电路停止工作（中断电源电路的直流输出工作电压），以防止故障范围的进一步扩大。1.6.2 电源电路故障种类
重要提示
虽然电源电路故障都是一些发热、烧坏等恶性故障现象，但是对于故障检修而言是硬性的、比较容易检修的故障。
电源电路故障可以从故障现象和检修两个角度来划分，前者是从故障的表现形式来划分故障，后者则是从检修方便这一角度来划分故障。
检修电源电路故障时，最主要的检测手段是测量电源电路输出端的直流输出电压，所以习惯上以电源电路输出端的直流输出电压情况来划分故障。
1．无直流输出电压故障
电源电路没有直流电压输出是一个十分常见的故障，这时电源电路的输出电压为0V，整机电路不能工作。不同的电子电器在电源电路出现这一故障时，会有不同的表现。例如，音响设备会出现完全无声故障。
造成电源电路没有工作电压输出的主要原因有下列几个方面。（1）电源电路本身的故障。这会导致电源电路没有工作电压输出，这方面的具体原因很多，电源电路中的许多元器件都有可能导致这一故障。（2）电源电路的负载电路出现故障。这会导致电源电路中的保护电路动作，使电源电路出现这一故障。或者，电源电路的负载电路故障，导致电源电路损坏，出现了没有直流工作电压输出的故障。（3）电源电路的交流输入电路问题。这会导致根本就没有交流220V电压输入到电源电路中，所以电源电路没有直流工作电压输出。
2．直流输出电压低故障
当电源电路输出的直流工作电压比正常值低得较多时，说明电源电路出现了直流输出电压低的故障。
造成电源电路直流输出电压低故障的主要原因有下列几个方面。（1）电源电路本身的故障。这会导致电源电路直流输出电压低，这方面的具体原因很多，电源电路中的许多元器件都有可能导致这一故障。（2）电源电路的负载电路发生轻度的短路故障。这会导致电源电路的直流输出电压降低，这是电源负载电路的故障，如果不及时检修将会引起电源电路也出现故障。当电源电路出现这种故障时，电源电路的输出电流一定会增大许多，严重时电源电路中必有某个或某些元器件会严重发热。（3）交流输入电压低。这会导致电源电路的直流输出电压低，这种现象比较少见。
3．交流纹波电压大故障
电源电路输出的是直流工作电压，要求直流电路中的交流纹波成分（是直流电中的交流电）很小，否则会在音响电路中出现交流声大故障，在其他电路中也会干扰电子电路的正常工作。
造成电源电路直流输出电压中交流纹波电压大故障的主要原因有下列几个方面。（1）电源电路中的滤波电路故障。滤波电路不能正常工作，或滤波性能不良，导致纹波成分增大。（2）电源电路存在过载故障。电源电路输出电流增大许多，导致滤波特性下降。
4．稳压性能不好故障
对于具有稳压功能的电源电路，如果电源电路输出的直流工作电压不能稳定，在随负载大小变化而变化，或随交流输入电压大小变化而变化，说明电源电路的稳压电路出了故障，不能稳定直流输出电压。
造成电源电路稳压性能不好故障的主要原因有下列几个方面。（1）稳压电路出了故障。这会导致电源电路没有稳压功能。（2）由于电源电路的故障，输入稳压电路的直流电压超出了稳压电路所能稳定电压的范围。这会导致稳压电路不能稳定直流输出电压。
5．抗干扰性能不好故障
当电源电路中的抗干扰电路出现故障时，交流电网中的高频干扰成分会通过电源电路窜入整机电路中，可能会引起整机电路工作的不稳定。1.7接地与抗干扰电路
接地技术在现代电子领域方面得到了广泛而深入的应用。1.7.1 接地基本知识
1．两大类接地
电子设备的“地”通常有两种含义：“大地”（安全地）和“系统基准地”（信号地）。
开始的时候，接地技术主要应用在电力系统中，后来，接地技术延伸应用到弱电系统中。“接大地”是以地球的电位为基准，并以大地作为零电位，把电子设备的金属外壳、电路基准点与大地相连。由于大地的电容非常大，一般认为大地的电位为零。
系统基准地就是指在系统与某个电位基准面之间建立低阻的导电通路，在弱电系统中的接地一般不是指真实意义上与地球相连的接地。
2．基本知识（1）接地。电子设备将接地线接在一个作为参考电位的导体上，当有电流通过该参考电位时，接地点是电路中的共用参考点，这一点的电压为0V。
重要提示
电路中，其他各点的电压高低都是以这一参考点为基准的，一般在电路图中所标出的各点电压数据都是相对接地端的大小，这样可以大大方便电压测量。（2）地线。相同接地点之间的连线称为地线。（3）接地目的。把接地平面与大地连接，往往是出于以下考虑：提高设备电路系统工作的稳定性，静电泄放，为工作人员提供安全保障。
重要提示
接地目的是出于安全考虑，即保护接地。为信号电压提供一个稳定的零电位参考点（信号地或系统地）屏蔽保护作用。1.7.2 接地技术名词
不同的电路有不同的接地方式，常见的接地方式有以下几种。
1．安全接地
安全接地即将高压设备的外壳与大地连接。图1-12是电冰箱安全接地示意图。图1-12 电冰箱安全接地示意图
这种接地出于下列方面的保护目的。（1）防止机壳上积累电荷，产生静电放电而危及设备和人身安全，例如电脑机箱的接地，油罐车那根拖在地上的尾巴，都是为了使积聚在一起的电荷释放，防止出现事故。（2）当设备的绝缘损坏而使机壳带电时，促使电源的保护动作而切断电源，以便保护工作人员的安全，例如电冰箱、电饭煲的外壳。（3）可以屏蔽设备巨大的电场，起到保护作用，例如民用变压器的防护栏。
2．防雷接地
当电力电子设备遇雷击时，不论是直接雷击还是感应雷击，如果缺乏相应的保护，电力电子设备都将受到很大损害甚至报废。为防止雷击，一般在高处（例如屋顶、烟囱顶部）设置避雷针与大地相连，如图1-13所示，以防雷击时危及设备和人员安全。
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