电路识图从入门到精通(第2版)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：孙立群,李佳琦

出版社：人民邮电出版社

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电路识图从入门到精通(第2版)试读：

前言

随着家用电器的种类越来越多，不同种类的电路图随之出现，这给一些维修人员和电子爱好者的识图带来了一定的困难。为了解决这个难题，我们编写了该书。

本书第1版于2011年1月出版，一经出版，好评如潮，至今多次印刷。1年多的时间里，有很多热心读者打来电话，对本书给予了很高的评价，同时也指出了一些不足。综合读者意见，现对第1版进行修订，以提高本书的品质和适应性，来答谢读者。

本书根据循序渐进、由浅入深的原则分为“

入门篇

本书力求做到深入浅出、点面结合、图文并茂、通俗易懂、好学实用。

参加本书编写的还有宿宇、王忠富、郭立祥、陈鸿、张燕、赵宗军、李杰、鲍显会、杨玉波、王明举、王书强等同志，在这里向他们表示衷心的感谢。作者入门篇

第一章 初识电路图

电气设备修理人员、电路设计工作人员只有通过分析电路图，了解了电路的功能和工作原理后，才能快速完成本职工作。

第一节 电路的功能、组成

一、什么是电路

电路是由各种元器件（或电工设备）按一定方式连接起来的一个总体，也就是为电流流通提供回路的路径。

二、电路的基本组成

电路主要由电源、负载、控制器件、导线4个部分组成，如图1-1所示。图1-1 电路的基本组成

1．电源

电源是为电路提供能量的部件。日常生活中，家用电器多由市电电压供电，而门铃、手电筒等电器都是由干电池供电的，所以人们通常将市电电压或干电池称为电源。实际电路中，蓄电池、干电池、发电机等装置可以为负载供电，所以它们都是电源。

实际应用中，电源有交流和直流两种，蓄电池、干电池是直流电源，市电电压、交流发电机是交流电源。

2．负载

负载是使用（消耗）电能的设备或器件，如电动机、加热器、照明灯等。实际应用中，对于市电电压而言，照明灯、电视机、洗衣机、电冰箱等家用电器都是它的负载；而对于手电筒而言，灯泡则是干电池的负载。

3．控制器件

控制器件是控制电路工作状态的器件或设备，如开关、漏电保护器等。实际应用中，开关就是照明灯电路的控制器件，电饭锅按键内联动的开关就是电饭锅电路的控制器件。

4．导线

导线的作用是将电气设备或元器件按一定方式连接起来（如各种铜、铝电缆线等）。实际应用中，照明灯线是照明灯电路的导线，而手电筒的外壳也是一种特殊的导线。提示在电路中，导线不仅仅是提供回路的线材，也可以将导通的开关、二极管、电感等元器件看作连线，从而使电路变得简单明了。

三、电路的状态

1．通路

通路是指电源与负载接通，电路中有电流流过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。

2．开路

开路也叫断路，是指电路中没有电流通过。

3．短路

短路是指负载击穿短路，相当于电源两端的导线直接相连接，会导致电源严重过载。为了防止电源被烧毁或发生火灾，通常要在电路中安装熔断器等保险装置，实现过电流保护。

第二节 电路图的解读与绘制规则

一、什么是电路图

电路图是用各种电气符号、带注释的方框、简化的外形表示系统、设备、装置、元器件相互关系的电气图。

二、电路图的功能

人们在安装、调试、维修和研究电气设备时，只要拿着一张图纸就可以分析电路，而不必把电路板翻来覆去地查看，看电路图不仅省时而且省力。同样，设计电路的工作也可以从容地在纸上或计算机（俗称电脑）上进行，大大提高了工作效率。

三、电路图的分类

1．强电电路和弱电电路

按照工作电压电路可分为强电电路和弱电电路两种。（1）强电电路

强电电路一般指其工作电压超过交流电压36V的电路，如家庭中的电灯、台灯、吸油烟机、电饭锅、电热水器、取暖器、电冰箱、空调器、洗衣机等电器，均为强电电气设备。（2）弱电电路

弱电电路通常被人们称为电子电路，它一般是指供电电压不足36V（交流电压）的电路，如电视机、彩色显示器、音响、电磁炉等电气设备的主板电路，以及电脑控制型电冰箱、空调、洗衣机、小家电的电脑板电路，均为弱电电路。

目前，许多电子产品不仅包括强电电路，还包括弱电电路，比如彩色电视机的开关电源、行输出电路和显像管消磁电路就属于强电电路，而小信号处理电路就属于弱电电路。

2．电路图按功能分类

电路图按功能可分为原理图、方框图、接线图和印制板图等。（1）原理图

原理图就是用来体现电路的工作原理的一种电路图，又被称为“电路原理图或电原理图”。这种电路图直接体现了电路的结构和工作原理，主要用于设计、分析电路。分析电路时，通过识别图纸上所画的各种电路元器件符号以及它们之间的连接方式，就可以了解电路的实际工作情况。因此，原理图除了详细地表明电路的工作原理外，还可以用来作为选用元器件、制作电路的依据。（2）方框图

方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图。从根本上讲，这是一种特殊的原理图。它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上详细地绘制了电路全部的元器件和它们的连接方式，而方框图只是简单地将电路按功能划分为几个部分，将每一个部分描绘成一个方框，在方框中加上简单的文字说明，在方框间用连线（有时用带箭头的连线）说明各个方框之间的关系。因此，方框图只能大致说明电路的工作原理。

实际工作中，通过对方框图的识图就可以大致了解电路的整体功能，方框图分得越细就越容易了解电路的功能和工作原理。（3）接线图

接线图表示的是强电电气产品的整件、部件内部的接线情况。它是根据电路原理图的要求，按照设备中各元器件和接线位置的相对位置绘制的，主要表达各元器件和装配的相对位置关系以及接线点的实际位置，与接线无关的元器件或零部件可以省略不画。

实际工作中，接线图多与原理图结合使用，维修人员就可以方便地找到某个元器件和其实际位置。（4）印制板图

印制板图的全名是印制电路板图，它是供装配实际电路使用的。

印制电路板是在一块绝缘板上先敷上一层金属箔，再将电路不需要的金属箔腐蚀掉，剩下的部分金属箔作为电路元器件之间的连接线，然后将电路中的元器件安装在这块绝缘板上，利用板上剩余的金属箔作为元器件之间导电的连线，完成电路的连接。由于这种电路板的一面或两面敷的是铜皮，所以印制电路板又叫“敷铜板”。由于印制电路板在设计中，不仅要考虑所有元器件的分布和连接是否合理，还要考虑元器件的体积、散热等问题，所以印制板图和原理图相差较多。

随着科技的发展，现在印制电路板的制作技术已经有了很大的提高，除了单面板、双面板外，还有多面板，已经大量运用到日常生活、工业生产、国防建设、航天等领域。

四、电路图的组成

由于电气产品是由众多的电子元器件构成的，所以电路图就会通过对应的电路符号反映电路的构成，而这些电路符号需要连线连接，并且还要对其进行注释。因此，电路图主要由元器件符号、绘图符号以及注释（文字符号）三大部分组成。

1．元器件符号

元器件符号表示实际电路中的元器件，它的形状与实际的元器件不一定相似，甚至完全不一样。但是它一般都表示出了元器件的特点，并且引脚的数量和实际应用的元器件完全相同或基本相同，如电阻、加热器、开关、熔断器、二极管的电路符号，如图1-2所示。图1-2 常见元器件的电路符号

2．绘图符号

电路图中除了元器件符号以外，还必须有表示电压、电流、波形的各种符号，而这些符号需要连线、接地线、导线及连接点等进行连接后，才能形成一幅完整的电路图。常用的绘图符号见表1-1～表1-3。表1-1 电压、电流符号表1-2 导线及连接点符号续表表1-3 接地和其他符号续表

3．注释

电路图中所有的文字、字符都属于注释部分，它也是电路图重要的组成部分。

注释部分主要用来说明元器件的名称、型号、主要参数等，通常紧邻元器件电路符号进行标注，如图1-2中的字母“R”和字母“FU”分别表示元器件的符号为电阻和熔断器。另外，许多比较复杂的电路图还对重要的电源电路、特殊装置等部位进行注释。因此，注释部分是电路识图的重要依据之一。

五、电路图的绘制规则

要想学会电路识图，必须要了解电路图的绘制规则。

1．元器件的排列

首先，各种元器件在电路图上排列时应由左到右、由上到下，电路的输入部分应排在左侧，输出部分排在右侧。其次，元器件的排列方向应与图纸的边缘平行或垂直，尽量避免斜线排列。最后，元器件电路符号的布局要均衡、疏密相间，做到图面整齐、简洁、美观。

2．导线的画法

电路图上的导线（连线）除了特殊需要，都要求横平竖直，并且折弯处要为直角。下面介绍几种情况下导线的画法。（1）导线的连接

在电路图上，导线有几种连接方式，一种是“T”形连接，另一种是“+”形连接。对于“T”形连接的导线，它们的连接点可以加实心黑圆点，也可以不加，如图1-3（a）所示。对于交叉的导线，若这两条线是连接的，则应加黑圆点；若两条线不连接，则不能加黑圆点，如图1-3（b）所示。图1-3 导线的连接状态（2）连线的汇总画法

当连线的根数太多时，许多电路图为了减少连线的根数，将多条连线绘制成一条汇总线（该汇总线不加粗），汇合处用45°角或圆角表示，并在每根汇总线的两端用相同的数字或字符进行标注，如图1-4所示。图1-4 连线的汇总画法提示图1-4（a）所示的单线上的4道斜线表示汇总的线根数为4条。连续的汇总画法属于连续画法的一种，所谓的连续画法是指连线的头和尾是连通的。（3）连线的中断画法

中断画法是指连线的头和尾是中断的，在中断处用相同的数字或字符标注，如图1-5所示。图1-5 连线的中断画法

3．可动作元器件的画法

可动作（可操作性）元器件在图中的画法有一定规则，如果没有特别说明，规则如下。（1）开关

普通开关处于开路位置，而转换开关处于开路位置或具有代表性的位置，如图1-6所示。图1-6 开关画法（2）继电器

继电器处于通电前的静止状态，常开型继电器的触点处于断开状态，而常闭型继电器的触点处于接通状态，如图1-7所示。图1-7 继电器的触点状态提示有的电路图为了清晰简洁，将继电器的线圈和触点分开画，但它们必须要采用相同的位置代号。另外，交流接触器、干簧管的触点通常也处于断开的位置。

4．组件的画法

在电路内共同完成一个任务的一组元器件，不论它在实际电路中的位置是否在一起，画图时都可以将它们绘制在一起。有时，也会将该组元器件画上点画轮廓线。

第二章 强电电路的识图基础

第一节 强电电路识图方法

一、强电电路图的特点

1．结构简单

无论是电饭锅、热水器、微波炉、电风扇等小家电，还是洗衣机、电冰箱、空调器等家用电器的强电电路，其结构都比较简单，元器件较少，仅全自动洗衣机等少部分电器的强电电路比较复杂。

图2-1所示是某品牌电热水器电路。通过该图可以发现该电热水器的电路比较简单，主要器件是加热管，辅助器件有温控器、超温（过热）保护器和指示灯。图2-1 某品牌电热水器电路

2．元器件特点突出

强电电路的供电电源多为市电电压或经降压后的交流电压，负载多为感性负载和阻性负载，常见的感性负载是电动机、线圈，常见的阻性负载多为加热器或照明灯。图2-1中的核心器件就比较突出，是加热管EH、温控器SAT以及超温保护器。

二、强电电路图的种类

由于强电电气设备比较简单，所以电路图主要是原理图，一般不使用印制板图，但许多强电电气产品会给出接线图。

图2-2所示为某品牌洗衣机的电气接线图。通过该图可以看出洗涤电动机、脱水电动机、电容器（运转电容）、定时器和控制开关的安装位置以及它们之间的接线情况，这对电器的安装和维修有很大的帮助。图2-2 某品牌洗衣机的电气接线图

三、强电电路图的识图方法

1．应有一定的电工、电子技术基础知识

由于强电电路是由不同的电子元器件构成的，所以识图人员应掌握一定的电工、电子技术知识，这样才能搞清楚电源是如何为负载供电的，控制电路是如何对电路进行控制的，保护电路是如何工作的。

2．从简单到复杂

初学看电路图，要从易到难、从简单到复杂地进行。一般情况下，电水壶、电饭锅电路要比洗衣机、空调器的强电电路简单，单项控制电路要比系列控制电路简单。再复杂的电路也是由简单的电路组合而成，从看简单电路图开始，熟悉每一个电气符号的含义，掌握每个电气元器件的作用，了解它们的工作原理，就可以逐步掌握电路图的识图方法。

3．要熟记和会用电气图形符号与文字符号

电路图使用的图形符号和文字符号以及项目代号、接线端子标记等是电气技术文件的“词汇”，就相当于我们写文章时需要的词汇一样。

4．掌握各类强电电路图的典型电路

典型电路也就是常见的、常用的电路。电饭锅电路、洗衣机电路都是典型的强电电路，掌握这些电路是学习复杂强电电路的基础。

5．电路图与接线图对比看

电路图与接线图对照起来看，对尽快搞清楚电路的特点和工作原理是十分有益的。看接线图时，要先了解线路的走向和连接方法，并且要熟悉电子元器件的外形。当看到这些元器件的实物时，就应知道它是什么元器件，这对电路图的识图是极为重要的。

第二节 强电电路使用的电子元器件及其应用电路

强电电路是由许多电子元器件和导线构成的，所以掌握这些元器件的实物和电路符号是学习强电电路及电路识图的基础。

一、电阻

1．电阻的作用

电阻的作用就是阻止电流，也可以说它是一个耗能元件，电流经过它后就会发热。电阻在电路中通常起限流、分压、温度检测、过电压保护等作用。强电系统应用的电阻则主要用于限流、分压和过电压保护。

2．典型电阻的识别

强电电气系统使用的电阻主要是普通电阻和压敏电阻两种。（1）普通电阻

普通电阻在电路中通常用字母“R”表示，普通电阻的实物和电路符号如图2-3所示。图2-3 普通电阻实物和电路符号（2）压敏电阻

压敏电阻（VSR）是一种非线性元件，就是在它两端压降超过标称值后阻值会急剧变小的电阻。此类电阻主要用于市电过电压保护或防雷电保护。常见的压敏电阻实物和电路符号如图2-4所示，而它在电路中多用字母“ZNR”或“RV”等表示。图2-4 压敏电阻实物和电路符号

3．电阻的串联

参见图2-5（a），一个电阻的一端接另一个电阻的一端，称为串联。串联后电阻的阻值为这两个电阻阻值之和，即R+ R＝R。比如，12R1的阻值为3.3kΩ，R2的阻值为5.1kΩ，那么R的阻值为8.4kΩ。图2-5 电阻串/并联电路提示串联回路中的电流处处相等，也就是流过R1和R2的电流是相等的，与阻值大小无关。而它们两端的压降却与阻值大小有关，也就是阻值越大，压降就越大。

4．电阻的并联

参见图2-5（b），两个电阻的两端并接，称为并联。并联后电阻的阻值为两个电阻的阻值相乘再除以它们的阻值之和，即R＝R×R/12（R+ R）。比如，R1、R2都是阻值为20kΩ的电阻，那么R的阻值为1210kΩ。提示并联回路中的电压处处相等，也就是R1和R2两端的压降是相等的，与阻值大小无关。而流过它们的电流却与阻值大小有关，也就是阻值越小，电流就越大。

5．电阻的限流功能

限流功能是电阻的最基本功能，只要将电阻串联在电路中，就可以实现限流功能。由欧姆定律I＝U/R可知，在电压U 固定时，电阻R的阻值越大，电流I则越小，说明限流功能越强，反之结果相反。

图2-6所示是普通电饭锅的加热电路。煮饭期间，由于主开关（总成开关）接通，限流电阻（电阻丝片）被短接，此时由于加热盘的阻值较小，回路中的电流较大，加热盘功率较大。当饭煮熟后，主开关在磁钢的控制下断开，限流电阻与加热盘串联后接在电路中，由于限流电阻的阻值较大，而加热盘的阻值较小，所以回路中的电流较小，电饭锅工作在保温状态。图2-6 普通电饭锅加热电路

6．电阻的分压功能

分压功能也是电阻的最基本功能之一。图2-7所示是由R1、R2构成的最基本的电阻分压电路。图2-7 电阻构成的基本分压电路

由于R1、R2串联，这样在R2两端产生的电压就是输出电压U，oU＝U×R/（R+ R）。假设U为12V，R、R为22kΩ，则U为6V。oi212i12o

7．电阻的过电压保护功能

由于压敏电阻是一种非线性元件，当它两端的压降超过标称值后阻值会急剧变小，所以它主要用于市电过电压保护。

图2-8所示是利用压敏电阻构成的一种典型市电过电压保护电路。压敏电阻RV并联在市电输入回路，当市电电压正常时，RV的阻值为无穷大，相当于开路，不起任何作用。当市电电压出现浪涌脉冲，使RV两端的浪涌电压达到它的标称值后，RV的阻值急剧减小，电流迅速增大，使熔断器FU迅速熔断，切断市电输入回路，避免用电电路过电压损坏，实现过电压保护。图2-8 压敏电阻构成的市电过电压保护电路

二、电容

1．电容的作用

电容的主要物理特征是存储电荷，就像蓄电池一样可以充电（charge）和放电（discharge）。电容在电路中通常用字母“C”表示，它在电路中的主要作用是滤波、耦合、延时等。强电电路中的电容的主要作用是市电滤波和市电移相。

2．电容的特性

与电阻相比，电容的性能相对复杂一点。它的主要特点是：电容两端的电压不能突变。就像一个水缸一样，要将它装满需要一段时间，要将它全部倒空也需要一段时间。电容的这个特性对以后我们分析电路很有用。在电路中电容有通交流、隔直流，通高频、阻低频的功能。

3．电容的应用

强电电路主要应用的聚苯乙烯电容是采用金属化聚苯乙烯薄膜制成的无极性电容。此类电容具有损耗小、内部温升低、高频性能好、耐高压、负温度系数、阻燃性能好等优点。电动机使用的运转电容和市电滤波用的MKP电容都属于聚苯乙烯电容。无极性电容在电路中的符号和常见的电容实物如图2-9所示。图2-9 强电电路电容电路符号和实物

4．电容的串联

参见图2-10（a），一个电容的一端接另一个电容的一端，称为串联。串联后电容的容量为这两个电容容量相乘再除以它们的容量之和，即C＝C×C/（C+C）。例如，C1、C2是容量为10μF的电容，1212那它们串联后的容量为5μF。由此可见，串联的电容越多，容量会越小，这和电阻构成的并联电路的特性是一样的。图2-10 基本的电容串/并联电路提示电容串联电路和电阻串联电路一样，就是流过每个电容的电流是一样的，与它们的容量大小无关。但它们两端的压降却与容量的大小有关，也就是容量大的电容两端的压降小，容量小的电容两端的压降大。因此，许多小家电产品采用电容对市电电压进行降压。

注意

在串联电容时，要注意电容的耐压值，以免电容因耐压不足而过电压损坏，导致电容击穿或爆裂。原则上，选用串联的电容耐压值应不低于或略低于原电容的耐压值。

5．电容的并联

参见图2-10（b），两个电容两端并接，称为并联。并联后电容的容量是这两个电容容量的和，即C＝C+C。电容并联时，电容的12耐压值应与原电容相同或高于即可。例如，C1、C2是容量为4.7μF的电容，那它们并联后的容量为9.4μF。由此可见，并联的电容越多，容量就会越大，这和电阻构成的串联电路的特性是一样的。提示电容并联电路和电阻并联电路是一样的，就是它们两端的电压相同，流过每个电容的电流是不一样的，与它们的容量大小有关，由于大容量电容的容抗较小，所以大容量电容流过的电流也就越大。

6．电容的市电滤波功能

图2-11所示是电容构成的基本市电滤波电路。市电输入回路并联的C1就是高频滤波电容，它可以将市电电网中的高频干扰进行滤波。一般情况下，电容容量越大，对市电中的干扰脉冲滤波效果越好。但由于容量越大的电容其容抗越小，功耗也就越大，所以不能选用容量太大的电容作为市电滤波电容。图2-11 市电滤波电路及波形提示由于电容对通过的交流电也有一定的阻碍作用，该阻碍作用被称为“容抗”，因此，有时分析电路时会将电容的容抗理解为特殊的电阻。容抗的大小与电容的容量大小和交流电的频率成反比，即频率越高容抗越小，容量越大容抗越小。

7．电容的市电移相功能

由于电容具有电流可以突变、电压不能突变的特点，通过电容的电流超前它两端电压90°，如图2-12所示。图2-12 通过电容的电流与电压的关系示意图

三、二极管

1．二极管的作用

二极管的作用主要有整流、检波、限幅、调制、开关、稳压、发光、混频、阻尼和瞬变电压抑制等。强电电路多采用普通整流二极管和双向触发二极管，而很少采用其他二极管。

2．二极管的主要特性

二极管最主要的特性是单向导电性。所谓单向导电性可以通过加到二极管两端的电压与流经二极管的电流的关系来说明，这个关系也就是伏安特性，二极管的伏安特性如图2-13所示。图2-13 二极管的伏安特性曲线提示该特性曲线只适用于普通二极管，而对于稳压管、发光二极管等特殊二极管是不适用的，它们有自己的伏安特性曲线。（1）正向特性

加到二极管两端的正向电压低于死区电压时（锗管低于0.1V，硅管低于0.5V），管子不导通，处于“死区”状态；当正向电压超过死区电压，达到起始电压后，二极管开始导通。二极管导通后，电流会随着电压稍微增大而急剧增加。不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0.5～0.7V，锗管为0.1～0.3V。通过正向特性曲线发现，AB间的曲线是弯曲的，所以该区域为非线性区域；BC间的曲线较直，所以称为线性区域。（2）反向特性

当二极管两端加上反向电压时，反向电流应该很小，随着反向电压逐渐增大时，反向电流也基本不变，这时的电流称为反向饱和电流（见曲线的OD段）。不同材料的二极管的反向电流大小不同，硅管为1μA到几十微安，锗管可高达数百微安。另外，反向电流容易受温度变化的影响，所以锗管的稳定性比硅管差。

当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿（见曲线的DE段），这时的反向电压称为反向击穿电压。不同结构、工艺和材料制成的二极管，其反向击穿电压值有较大不同，最高可达数千伏。（3）频率特性

由于二极管的PN结存在结电容，该结电容在频率高到某一程度时容抗减小，使PN结短路，致使二极管失去单向导电性，无法工作。PN结面积越大，结电容也越大，高频性能越差。（4）击穿特性

二极管的击穿特性包括电击穿和热击穿两种。

①电击穿。电击穿不是永久性击穿。切断加在二极管两端的反向电压后，它能恢复正常的特性，二极管不会损坏，但可能会有损伤。

②热击穿。热击穿是永久性击穿。当二极管处于较长时间的电击穿状态时，管内的PN结因长时间大电流而过热，导致二极管因过热而出现永久性的击穿，此时即使切断加在二极管两端的反向电压，它也不能恢复正常的特性。

3．整流二极管（1）识别

普通整流二极管是利用二极管的单向导电性来工作的，有两个引脚，它根据功率大小有塑料封装和金属封装两种结构，如图2-14所示。普通整流二极管多用于低频整流，典型的塑料封装普通二极管有1N4001～1N4007（1A）、1N5401～1N5408（3A）等。图2-14 普通整流二极管实物和电路符号（2）整流功能

整流是二极管的最主要功能。整流方式主要有半波整流、全波整流、桥式整流和倍压整流。强电电路多采用半波整流和桥式整流两种方式。

①半波整流。图2-15所示是典型的半波整流电路及波形。所谓的半波整流就是采用一个二极管作为整流管。图2-15 典型的半波整流电路及波形

市电电压为正半周（上正、下负）时，二极管VD导通，于是市电电压通过VD和负载RL构成的半波整流回路整流后，为负载供电；当市电电压为负半周（上负、下正）时，VD反偏截止，负载无供电电压。这样，市电电压经VD的整流后产生直流脉动电压。

② 全波整流。图2-16所示是典型的全波整流电路及波形。它与半波整流电路不同的是不仅采用了两只二极管作为整流管，而且需要设置变压器。图2-16 典型的全波整流电路及波形

当市电电压为正半周（上正、下负）时，变压器T的二次绕组P2、P3输出的交流电压为上正、下负。此时，P2绕组输出的交流电压通过VD1、RL构成的回路进行整流，为负载RL供电；P3绕组输出的交流电压使VD2反偏截止。因此，市电电压正半周期间，RL由VD1整流后的电压供电。

当市电电压为负半周（上负、下正）时，T的P2、P3绕组输出的交流电压为下负、上正。此时，P2绕组输出的交流电压使VD1反偏截止；P3绕组输出的交流电压通过VD2、RL构成的回路整流，为负载RL供电。因此，市电电压负半周期间，RL由VD2整流后的电压供电。

通过以上分析可知，全波整流电路的效率要高于半波整流电路，并且输出电压的频率升高为100Hz。

③桥式整流。图2-17所示是典型的桥式整流电路。桥式整流电路最大的特点是采用了4只二极管作为整流管。图2-17 典型的桥式整流电路

参见图2-18，当市电电压为正半周（左负、右正）时，二极管VD1、VD3导通，于是市电电压通过VD1、VD3和R构成的整流回路整流后，为R供电；当市电电压为负半周（左正、右负）时，二极管VD2、VD4导通，于是市电电压通过VD2、VD4和R构成的整流回路整流后，为R供电。由此可见，桥式整流电路的效率要比半波整流电路高一倍。图2-18 桥式整流示意图

通过以上分析可知，桥式整流电路的效率要高于半波整流电路，并且它不需要变压器就可以构成整流回路。因此，桥式整流电路可对市电电压直接进行整流。同样，它输出电压的频率也为100Hz，并且市电整流后的波形与全波整流的波形相同。提示许多整流电路将4只整流二极管组成整流组件。整流堆按功率大小可分为小功率整流堆、中功率整流堆和大功率整流堆3类，按外形结构可分为方形、扁形和圆形3类，按焊接方式分为插入式和贴面式2类。

常用的整流堆实物与电路符号如图2-19所示。图2-19 整流堆实物和电路符号

目前，采用整流堆对市电电压进行整流的电路广泛应用在彩色电视机、彩色显示器、电磁炉、变频空调器、充电器等电气设备中。

④ 倍压整流。图2-20所示是典型的倍压整流电路。该图中的C1是升压电容，C2是滤波电容，VD1和VD2是整流管。图2-20 典型的倍压整流电路

当输入电压U为下正、上负时，它通过VD1、C1构成的整流回路i为C1充电，使C1两端建立左负、右正的电压。当输入电压U为下i负、上正时，整流管VD1截止，U电压与C1 所充电压叠加后通过VD2i整流、C2滤波产生输出电压U。一般情况下，U是U的2 倍。ooi

4．发光二极管（1）发光二极管的识别

发光二极管（LED）简称发光管，它在强电电路内主要用来作照明灯或指示灯。常见的发光二极管实物及其电路符号如图2-21所示。图2-21 发光二极管实物和电路符号（2）发光二极管的特性

伏安特性：发光二极管的伏安特性和普通二极管相似，不过发光二极管的正向导通电压较大，在1.5～3V 之间，常见的发光二极管导通电压多为1.8V左右。

工作电流与发光强度的关系：发光二极管的工作电流一般为几毫安（mA）至几十毫安，发光二极管的发光强度基本上与发光二极管的正向电流成线性关系。因此，发光二极管供电电路需要串联相应阻值的电阻。

5．双向触发二极管

双向触发二极管（DIAC）是一种双向的半导体器件。双向触发二极管具有性能优良、结构简单、成本低等优点，广泛应用在双向晶闸管的导通电路内。它的实物、结构、等效电路、电路符号和伏安特性如图2-22所示。图2-22 双向触发二极管

参见图2-22（b）、（e），双向触发二极管属于3 层双端半导体器件，具有对称性，可等效为基极开路、发射极与集电极对称的NPN型三极管。其正、反向伏安特性完全对称，当器件两端的电压U ＜UBO时，管子为高阻状态；当U ＞U时进入负阻区，当U ＞U时也会BOBR进入负阻区。提示U是正向转折电压，U是反向转折电压。转折电压的对称性用BOBRΔU表示，ΔU≤2V。BB

四、晶闸管

晶闸管也称可控硅，是一种能够像闸门一样控制电流大小的半导体器件。因此，晶闸管具有开关控制、电压调整和整流等功能。晶闸管的种类较多，强电电路采用的晶闸管主要有单向晶闸管和双向晶闸管两种。常见的晶闸管实物如图2-23所示。图2-23 晶闸管实物

1．单向晶闸管

单向晶闸管也叫单向可控硅，它的英文缩写为SCR。由于单向晶闸管具有成本低、效率高、性能可靠等优点，所以被广泛应用在开关控制、可控整流、交流调压、逆变电源、开关电源等电路中。（1）单向晶闸管的构成

单向晶闸管由PNPN 4 层半导体构成，而它等效为2个三极管，它的3个引脚（电极）的功能分别是：G极为控制极（或称门极）、A极为阳极、K极为阴极。单向晶闸管的结构、等效电路和电路符号如图2-24所示。图2-24 单向晶闸管（2）单向晶闸管的基本特性

通过单向晶闸管的等效电路可知，单向晶闸管由一只NPN型三极管VT1和一只PNP型三极管VT2组成。当单向晶闸管的A极和K极之间加上正极性电压时，它并不能导通，只有它的G极有触发电压输入后，它才能导通。这是因为单向晶闸管G极输入的电压加到VT1的基极，使它导通，它的集电极电位为低电平，致使VT2导通，此时VT2 集电极输出的电压又加到VT1的基极，维持VT1的导通状态。因此，单向晶闸管导通后，即使G极不再输入导通电压，它也会维持导通状态。只有使A极输入的电压足够小或为A、K极间加反向电压，单向晶闸管才能关断。（3）晶闸管整流

图2-25所示是一种典型的晶闸管整流电路。控制电路产生的矩形触发脉冲加到两个单向晶闸管VS1、VS2的G极。当触发脉冲为高电平时，VS1、VS2导通，对变压器T输出的交流电压进行整流；当触发脉冲为低电平期间，VS1、VS2在交流电过零时截止。这样，在触发脉冲的作用下VS1、VS2就可以完成整流工作。另外，通过控制VS1、VS2的导通时间，就可以改变输出电压的大小。图2-25 典型晶闸管整流电路及波形

2．双向晶闸管

双向晶闸管也叫双向可控硅，它的英文缩写为TRIAC。由于双向晶闸管具有成本低、效率高、性能可靠等优点，所以被广泛应用在交流调压、电动机调速、灯光控制等电路中。（1）双向晶闸管的构成

双向晶闸管是2个单向晶闸管反向并联而成的，所以它具有双向导通性能，即G极输入触发电流后，无论T1、T2间的电压方向如何，它都能够导通。双向晶闸管的等效电路和电路符号如图2-26所示。图2-26 双向晶闸管（2）双向晶闸管的导通方式

双向晶闸管与单向晶闸管的主要区别是可以双向导通，并且有4种导通方式，如图2-27所示。图2-27 双向晶闸管的四种导通方式示意图

当G极、T2极输入的电压相对于T1极输入的电压为正时，电流流动方向为T2到T1，T2为阳极、T1为阴极。

当G极、T1极输入的电压相对于T2极输入的电压为负时，电流流动方向为T2到T1，T2为阳极、T1为阴极。

当G极、T1极输入的电压相对于T2极输入的电压为正时，电流流动方向为T1到T2，T1为阳极、T2为阴极。

当G极、T2极输入的电压相对于T1极输入的电压为负时，电流流动方向为T1到T2，T1为阳极、T2为阴极。

五、开关

开关的主要功能是用于接通、断开和切换电路。开关有手动开关、按钮、拉拔开关、旋转开关、微动开关、水银（汞）开关、杠杆式开关、行程开关等多种，其电路符号如图2-28所示。早期电路上的开关用K表示，现在电路上多用S或SX表示，常见开关实物如图2-29所示。图2-28 开关的电路符号图2-29 开关实物

六、熔断器

熔断器俗称保险丝、保险管，它在电路中通常用F、FU、FUSE等表示，它的电路符号如图2-30所示。图2-30 熔断器电路符号

熔断器按工作性质分有过电流熔断器和过热熔断器，按封装结构可分为玻璃熔断器、陶瓷熔断器和塑料熔断器等多种，按电压高低可分为高压熔断器和低压熔断器，按能否恢复分为不可恢复熔断器和可恢复熔断器，按动作时间可分为普通熔断器、温度熔断器和延时熔断器。

1．普通熔断器

普通熔断器最常用的是玻璃熔断器，它是由熔体、玻璃壳、金属帽构成的保护元件，如图2-31所示。普通熔断器根据额定电流的不同，有0.5A、0.75A、1A、1.5A、2A、3A、5A、8A、10A等几十种规格。图2-31 普通熔断器实物

2．延时熔断器

延时熔断器也叫延迟保险管，它的构成和普通熔断器基本相同，不同的是它常用的熔体具有延时性。它的熔体常用高熔点金属与低熔点金属复合而成，既有抗脉冲的延时功能，又有过电流快速熔断的特点，从外观上看它的熔体的中间部位突起或熔体采用螺旋结构，如图2-32所示。图2-32 延时熔断器实物

3．温度熔断器

温度熔断器也叫超温熔断器、过热熔断器或温度保险丝等，常见的温度熔断器如图2-33所示。温度熔断器早期主要应用在电饭锅内，现在还应用在空调器、变压器等产品内。图2-33 温度熔断器实物

温度熔断器的作用就是当它检测到的温度达到标称值后，它内部的熔体自动熔断，切断发热源的供电电路，使发热源停止工作，实现超温保护。

七、电加热器

电加热器是在获得供电后能够发热的器件。电加热器不仅广泛应用在电炉、电水壶、电热水器、电饭锅、电炒锅、饮水机、滚筒洗衣机上，而且电冰箱、空调器还采用它进行化霜或辅助加热。电加热器的电路符号如图2-34所示。图2-34 电加热器的电路符号

1．加热丝

加热丝具有加热快、效率高等优点，但也存在易漏电的缺点。常见的加热丝如图2-35所示。图2-35 加热丝实物

2．电加热管

电加热管具有绝缘性能好、功率大、防震、防潮等优点，所以广泛应用在电水壶、滚筒洗衣机等电器内。常见的电加热管实物如图2-36（a）所示。此类电加热管是将电阻丝装在带有结晶氧化镁的圆形金属套管内，并添加绝缘材料制成，如图2-36（b）所示。图2-36 电加热管实物和构成

3．电加热盘（板）

将电加热管铸于铝盘、铝板中或焊接（或镶嵌）于铝盘、铝板上，即可构成各种形状的电加热盘（板），它广泛应用在电饭锅、电熨斗、电水壶、电咖啡壶、电饼铛等电器内。常见的电加热盘（板）如图2-37所示。图2-37 电加热盘（板）实物

4．正温度系数（PTC）式加热器

PTC 式加热器是一种新型的加热器，它具有寿命长、加热快、效率高、自动恒温、适应供电范围强、绝缘性能好等优点。典型的PTC 式加热器如图2-38所示。它采用PTC热敏电阻作为发热器件，并由温控器、熔断器、散热片等构成，如图2-39所示。温控器用于温度控制，熔断器用于过热保护，散热片用于散热。图2-38 PTC式加热器实物图2-39 PTC式加热器的构成

八、定时器

定时器是一种控制用电设备通电时间长短的时间控制器件。定时器按结构可分为发条机械式定时器、电动机驱动机械式定时器和电子定时器3种。在此介绍前两种定时器。

1．发条机械式定时器

发条机械式定时器主要应用在普通洗衣机、消毒柜、电风扇等电子产品上。常见的发条机械式定时器如图2-40所示。图2-40 发条机械式定时器实物

发条机械式定时器由发条、主轴、头轮、开关凸轮、触点等构成，如图2-41所示。图2-41 发条机械式定时器的构成

发条是该定时器的动力源，它由0.3～0.5mm的不锈钢钢条经特殊工艺制作而成。它的一端固定在主轴上，另一端与齿轮连接。用手旋转定时器上的旋钮使发条卷紧，待松手后卷紧的发条就转换为机械能驱动齿轮转动，而齿轮转动后，就会驱动凸轮运转。当凸轮的圆弧部位与触点的簧片接触时，上面的簧片受力向下弯曲，使触点闭合，接通负载的电源；当凸轮的缺口部位对准触点簧片时，上面的簧片向上弹起，使触点分离，切断负载的电源，实现定时控制。

2．电动机驱动机械式定时器

电动机驱动机械式定时器应用在洗衣机、微波炉、洗碗机、电冰箱的化霜电路上。常见的电动机驱动机械式定时器如图2-42所示。图2-42 电动机驱动机械式定时器实物

图2-43所示是电冰箱化霜采用的电动机驱动机械式定时器的构成，它由电动机、齿轮、凸轮、触点等构成。图2-43 电动机驱动机械式定时器的构成

化霜定时器内的开关不仅串联于压缩机供电回路中，而且还控制化霜供电电路。化霜定时器通电后，它内部的电动机旋转，带动齿轮转动，进而带动凸轮做间歇运动，每隔8h 凸轮使开关接通一次，使化霜加热器的供电电路工作，开始化霜。接通化霜供电电路时，切断压缩机的供电回路，使压缩机停止工作，其余时间接通压缩机供电回路。

九、温控器

为了控制电冰箱、空调器等制冷设备的制冷温度和控制电加热器的加热温度，制冷设备和电加热器上都安装了温度控制器（简称温控器）。

1．双金属片温控器

双金属片温控器也叫温控开关，它的作用主要是控制电加热器的加热时间。常见的双金属片温控器有温度可调型和不可调型两种。典型的双金属片温控器如图2-44所示。图2-44 典型双金属片温控器实物

双金属片温控器由热敏器、双金属片、销钉、触点、触点簧片等构成，如图2-45所示。图2-45 双金属片温控器的构成

电加热器通电后开始加热，温控器检测到的温度较低时，双金属片向上弯曲，不接触销钉，触点在触点簧片的作用下吸合。随着加热的不断进行，温控器检测的温度达到设置值后，双金属片变形下压，通过销钉使触点簧片向下弯曲，致使触点释放，电加热器因无供电而停止工作，进入保温状态。随着保温时间的延长，温度开始下降，被温控器检测后，它的双金属片复位，触点在簧片的作用下吸合，再次接通电加热器的供电回路，开始加热。重复以上过程，即实现了温度的自动控制。

2．制冷温控器

制冷温控器（机械型）主要应用于普通直冷型电冰箱，它的主要作用是控制压缩机的运转、停止时间，实现制冷控制。常见的制冷温控器的实物和构成如图2-46所示。图2-46 制冷温控器实物和构成

电冰箱室内温度较高时，安装在电冰箱内胆表面上的感温管的温度也随之升高，管内感温剂膨胀使压力增大，致使感温腔前面的传动膜片向前移动。当升高到某个温度时，快跳活动触点（动触点）与固定触点闭合，接通压缩机供电回路，压缩机开始运转，电冰箱进入制冷状态。随着制冷的不断进行，蒸发器表面温度逐渐下降，感温管的温度和压力也随之下降，感温腔的膜片向后位移。当降到某个温度时，动触点在主弹簧的作用下与固定触点分离，切断压缩机供电电路，压缩机停转，制冷结束。重复上述过程，温控器对压缩机运行时间进行控制，确保箱内温度在一定范围内变化。

电冰箱内温度高低的控制，是通过旋转温控器调节钮来实现的。当温度高低范围不符合要求（温度控制有误差）时，可通过调整温差调节螺钉进行校正。不过，一般维修时不要调整，特别是对带有化霜装置的温控器，以免带来不必要的麻烦。

3．磁性温控器

磁性温控器也叫磁钢限温器，俗称磁钢，它主要应用在电饭锅内，它的作用是控制电饭锅煮饭时间的长短。常见的磁性温控器的实物和构成如图2-47所示。图2-47 磁性温控器实物和构成

十、交流电动机

电动机通常简称为电机，俗称马达，在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的作用就是将电能转换为机械能。根据工作电源的不同，电动机可分为直流电动机和交流电动机；电动机按结构及工作原理可分为同步电动机和异步电动机两种。强电电路主要采用的是交流电动机，而中、小功率电气电路多采用单相异步电动机，大功率电气电路多采用三相异步电动机。

1．普通电动机

电风扇、吸油烟机、空调器的散热系统、洗衣机脱水桶等产品多采用单相异步电动机。它的电路符号和常见的实物如图2-48所示。图2-48 普通电动机电路符号和实物提示由于普通电动机仅正向运转，所以它的副绕组的匝数通常为主绕组的20％～40％。

2．特殊电动机（1）双桶洗衣机的洗涤电动机

双桶洗衣机的洗涤电动机采用的是单相异步电动机，如图2-49所示。由于双桶洗衣机的洗涤电动机需要正向、反向交替运转，所以它的主、副绕组的线径相同，并且匝数也相同。图2-49 洗涤电动机实物（2）滚筒洗衣机电动机

滚筒洗衣机电动机为了完成洗涤和脱水工作，采用了双速电动机和单相串励电动机。滚筒洗衣机采用的电动机如图2-50所示。其中，双速电动机具有优异的启动特性和运转性能，过载能力强，但存在功率不足和转速低的缺点。单相串励电动机具有启动力矩大、过载能力强、转速高、体积小等优点，但它存在需要经常维护的缺点。图2-50 滚筒洗衣机电动机实物提示另外，单相串励电动机还广泛应用在电钻、电锤、电刨、电动缝纫机、吸尘器、电吹风、榨汁搅拌机、微波炉、豆浆机、电动按摩器、电推子等电动工具和家用电器中。（3）风扇电动机

部分风扇电动机采用了多抽头单相异步电动机，如图2-51和图2-52所示。图2-51 风扇电动机实物图2-52 风扇电动机调速原理图

当220V市电电压从高速抽头输入时，运行绕组匝数最少（L），3形成的旋转磁场最强，转速最高；当220V市电电压从中速抽头输入时，运行绕组匝数为L+L，产生的磁场使电动机运转在中速；当23220V市电电压从低速抽头输入时，运行绕组匝数最多（L+L+L），123形成的旋转磁场最弱，转速最低。

十一、压缩机

压缩机的作用是将电能转换为机械能，推动制冷剂在制冷系统内循环流动，并重复工作在气态、液态。在这个转换过程中，制冷剂通过蒸发器不断地吸收热量，并通过冷凝器散热，实现制冷的目的。压缩机主要应用在电冰箱、房间空调器、汽车空调器、冷库等制冷设备内。空调器、电冰箱采用的压缩机如图2-53所示。图2-53 空调器、电冰箱压缩机实物

参见图2-54，电冰箱压缩机外壳的侧面有一个三接线端子，分别是公用端子C、启动端子S、运行端子M。空调器压缩机外壳的上面有一个三接线端子，分别是公用端子C、启动端子S、运行端子R。压缩机的电路符号如图2-55所示。图2-54 压缩机绕组引出端子图2-55 压缩机电路符号

因压缩机运行绕组（又称主绕组，用CM或CR表示）所用漆包线线径粗，故电阻值较小；启动绕组（又称副绕组，用CS表示）所用漆包线线径细，故电阻值大。又因运行绕组与启动绕组串联在一起，所以运行端子与启动端子之间的阻值等于运行绕组与启动绕组的阻值之和。

十二、压缩机启动器、过载保护器

1．压缩机启动器

压缩机启动器的作用就是启动压缩机运转。压缩机启动器主要有重锤启动器和PTC启动器两种。启动器的实物如图2-56所示。它在压缩机上的安装位置如图2-57所示。图2-56 启动器实物图2-57 启动器的安装位置提示重锤启动器由驱动线圈、重锤（衔铁）、触点、接线柱等构成。虽然重锤启动器适应范围大，但触点易氧化，引起触点接触不良，产生启动困难或不能启动的故障。为此，现在新型制冷设备广泛采用PTC启动器。实际上，PTC启动器是一个PTC热敏电阻，它的温度低于居里点（110℃）时为低阻值状态，阻值仅为10～33Ω，且几乎不随温度变化而变化；当温度高于居里点时，它的电阻值急剧增大，可达几百千欧甚至几兆欧，相当于开路。（1）重锤启动器

典型的重锤启动器电路如图2-58所示。接通电源后，因启动器触点是分离的，启动绕组（CS绕组）没有供电，电动机无法启动，导致流过运行绕组（MC绕组）的电流较大，使启动器的驱动线圈产生较大的磁场，衔铁（重锤）被吸起，使触点闭合，接通压缩机启动绕组的供电回路，压缩机电动机启动，开始运转。当压缩机运转后，运行电流下降到正常值，驱动器驱动线圈产生的磁场减小，衔铁在自身重量和复位（回复）弹簧的作用下复位，切断启动绕组的供电回路，完成启动过程。图2-58 重锤启动器电路提示压缩机功率不同，配套使用的重锤启动器的吸合和释放电流也不同。启动器的吸合和释放电流随压缩机功率的增大而增大。（2）PTC启动器

典型的PTC启动器电路如图2-59所示。图2-59 PTC启动器电路

接通电源的瞬间，因PTC启动器呈现低阻状态，所以220V市电电压全部加在启动绕组上，冲击电流约为4A（运行绕组的冲击电流约为7A），使电动机启动，随后启动电流使PTC启动器自身发热，温度急剧升高，进入高阻状态，启动电流迅速下降到20mA左右，该电流维持PTC元件的高阻值状态，相当于切断启动绕组的供电回路。此时，电动机启动过程结束。PTC启动器从启动进入稳定的工作状态所需的时间约为3min，启动结束后，运行电流也降到1A左右。

2．压缩机过载保护器

压缩机过载保护器的全称是压缩机过载过热保护器，实际上它也是一种双金属片温控器。常见的过载保护器实物如图2-60所示。图2-60 过载保护器实物

碟形过载保护器由碟形双金属片、电阻丝、一对常闭触点及外壳构成，如图2-61所示。图2-61 碟形过载保护器的构成

参见图2-59，过载保护器串接在压缩机供电电路内，并安装在压缩机外壳上，以便对压缩机电流和温度进行检测。当电流过大时，过载保护器内的电阻丝产生的压降增大，温度升高，碟形双金属片受热变形，使触点分离，切断压缩机电动机的供电回路，压缩机停止工作，避免了它过电流损坏，实现过电流保护；当压缩机外壳的温度过高时，过载保护器内的双金属片也会受热变形，使触点分离，压缩机停止工作，实现过热保护。

当压缩机的温度下降到正常范围内后，过载保护器内的触点会再次闭合。但故障未排除时，该保护器还会动作。提示压缩机功率不同，配套使用的过载保护器型号也不同，接通和断开温度也不同，维修时要更换型号相同或参数相同的过载保护器，以免丧失保护功能，给压缩机带来危害。

十三、电磁阀

电磁阀是一种流体控制器件，通常应用于自动控制电路中。它由控制系统（又称输入回路）和被控制系统（阀门）两部分构成。它实际上是用较小的电流、电压的电信号去控制流体管路通断的一种“自动开关”。电磁阀具有成本低、体积小、开关速度快、接线简单、功耗低、性价比高、经济实用等显著特点，因而被广泛应用在自动控制领域的各个环节。

1．电磁阀的构成

阀体部分被封闭在密封管内，由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等组成。电磁阀的电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成，电磁线圈被直接安装在阀体上。这样阀体部分和电磁部分就构成一个简洁、紧凑的组件。电磁阀的种类较多，常见的电磁阀有液用电磁阀、气用电磁阀、油用电磁阀、消防专用电磁阀、制冷电磁阀等多种。

2．二位二通电磁阀

二位二通电磁阀主要应用在全自动洗衣机、淋浴器、洗碗机等产品内。常见的二位二通电磁阀如图2-62所示。图2-62 典型的二位二通电磁阀实物

洗衣机进水电磁阀的构成与工作原理如图2-63所示。进水电磁阀的线圈不通电时，不能产生磁场，于是铁芯在小弹簧推力和自身重量的作用下下压，使橡胶塞堵住泄压孔，此时，从进水孔流入的自来水再经加压针孔进入控制腔，使控制腔内的水压逐渐增大，将阀盘和橡胶膜紧压在出水管的管口上，关闭阀门。为线圈通电，使其产生磁场后，磁场克服小弹簧推力和铁芯自身的重量，将铁芯吸起，橡胶塞随之上移，泄压孔被打开，此时，控制腔内的水通过泄压孔流入出水管，使控制腔内的水压逐渐减小，阀盘和橡胶膜在水压的作用下上移，打开阀门。这样，即可实现注水功能。图2-63 洗衣机进水电磁阀的构成与工作原理图

洗衣机排水电磁阀的构成与工作原理如图2-64所示。排水电磁阀的线圈不通电时，不能产生磁场，衔铁在导套内的外弹簧推力下向右移动，使橡胶阀被紧压在阀座上，阀门关闭。为线圈通电，使其产生磁场后，磁场吸引衔铁左移，通过拉杆向左拉动内弹簧，将外弹簧压缩后使橡胶阀左移，打开阀门，将桶内的水排出。图2-64 洗衣机排水电磁阀的构成与工作原理图提示目前，许多全自动洗衣机的排水系统采用了牵引器，牵引器是以交流电动机和排水阀为核心构成的。

3．二位三通电磁阀

由于二位三通电磁阀具有零压启动、密封性能好、开启速度快、可靠性能好、使用寿命长等特点，所以不仅应用在双温双控、多温多控电冰箱内，而且还广泛应用在医疗器械、制冷设备、仪器仪表、冶金、制药等行业。常见的二位三通电磁阀实物如图2-65所示，内部构成如图2-66所示。图2-65 二位三通电磁阀实物图2-66 二位三通电磁阀的构成

二位三通电磁阀的线圈不通电时，阀芯处于原位置，使管口1关闭、管口2 打开；线圈通电后产生的磁场将阀芯吸起，将管口2关闭，使管口1 畅通。

4．四通阀

四通阀也叫四通电磁阀、四通换向阀，它们都是四通换向电磁阀的简称。四通阀主要是通过切换制冷剂的走向，改变室内、室外热交换器的功能，实现制冷或制热功能，也就是说它是热泵冷暖型空调器区别于单冷型空调器最主要的器件之一。典型的四通阀实物如图2-67所示，它的安装位置如图2-68所示。图2-67 四通阀实物图2-68 四通阀的安装位置（1）构成

四通阀由电磁导向阀和四通换向阀两部分组成。其中，电磁导向阀由阀体和电磁线圈两部分组成。阀体内部设置了弹簧和阀芯、衔铁，阀体外部有C、D、E 3个阀孔，它们通过C、D、E 3 根导向毛细管与换向阀连接。四通阀的阀体内设半圆形滑块和2个带小孔的活塞，阀体外有管口1、管口2、管口3、管口4共4个管口，它们分别与压缩机排气管、吸气管、室内热交换器、室外热交换器的管口连接，如图2-69所示。图2-69 四通阀内部结构（2）工作原理

参见图2-70（a），当空调器工作在制冷状态时，电气系统不为电磁导向阀的线圈提供220V市电电压，线圈不能产生磁场，衔铁不动作。此时，弹簧1的弹力大于弹簧2，推动阀芯A、B一起向左移动，于是阀芯A使导向毛细管D关闭，而阀芯B使导向毛细管C、E接通。由于换向阀的活塞2通过C管、导向阀、E管接压缩机的回气管，所以活塞2因左侧压力减小而带动滑块左移，将管口4与管口3接通，管口2与管口1接通，此时室内热交换器作为蒸发器，室外热交换器作为冷凝器。这样压缩机排出的高压高温气体经换向阀的管口4和管口3进入室外热交换器，利用室外热交换器开始散热，再经毛细管进入室内热交换器，利用室内蒸发器吸热汽化后，经管口1和管口2构成的回路返回压缩机。因此，空调器工作在制冷状态。

参见图2-70（b），当空调器工作在制热状态时，电气系统为电磁导向阀的线圈提供220V市电电压，线圈产生磁场，使衔铁右移，致使阀芯A、B 向右移动，于是阀芯A使导向毛细管D、E接通，而阀芯B将导向毛细管C关闭。由于换向阀的活塞1通过D管、导向阀、E管接压缩机的回气管，所以活塞1因右侧压力减小而带动滑块右移，将管口4与管口1接通，管口3与管口2接通，此时室内热交换器作为冷凝器，室外热交换器作为蒸发器。这样压缩机排出的高压高温气体经换向阀的管口4和管口1构成的回路进入室内热交换器，利用室内热交换器开始散热，再经毛细管节流、降压后进入室外热交换器，利用室外热交换器吸热汽化，随后通过管口3和管口2构成的回路返回压缩机。因此，空调器工作在制热状态。图2-70 四通阀工作状态示意图

十四、蜂鸣器

蜂鸣器是一种电声转换器件，当洗衣机等产品工作结束前十几秒钟，它开始鸣叫，提醒用户工作即将结束。它在电路中通常用字母BZ或BUZ等表示。常见的蜂鸣器实物和电路符号如图2-71所示。图2-71 蜂鸣器实物和电路符号提示洗衣机等采用的蜂鸣器直接由220V市电电压供电，内部有一套完整的电路，而空调器、电磁炉等采用的蜂鸣器实际就是塑料外壳内安装了一个蜂鸣片。

第三章 典型强电电路识图

第一节 典型小家电电路识图

一、电饭锅

典型的机械控制型电饭锅电路如图3-1所示。该电路中的核心元器件是加热盘（电热板）EH、总成开关、磁性温控器、切换开关S、保温温控器ST2、温度熔断器FU，辅助元器件有整流管VD4、指示灯LED1～LED3、电阻R1～R4。图3-1 典型机械控制型电饭锅电路

1．煮饭

将功能选择开关S拨到“煮饭”的位置，再按下总成开关的按键，磁性温控器（磁钢）内的永久磁钢在杠杆的作用下克服动作弹簧推力，上移与感温磁铁吸合，使总成开关的触点ST1在磷青铜片的作用下闭合，220V市电电压一路经温度熔断器FU、保温温控器的触点ST2与触点ST1、加热盘EH、S构成煮饭回路为EH供电，EH开始加热煮饭；另一路经R1、VD1、LED1、R3、EH、ST2构成回路使LED1发光，表明电饭锅处于煮饭状态。随着EH加热的不断进行，锅内温度逐渐升高，当米饭的温度超过65℃时，保温温控器的双金属片变形使它的触点ST2断开，此时市电电压通过触点ST1继续为EH供电，使加热温度继续升高，当加热温度升至103℃时，饭已煮熟，磁钢中感温磁铁的磁性消失，永久磁铁在动作弹簧的作用下复位，通过杠杆将触点ST2断开，不再复位，切断EH的供电回路，EH因无供电而停止工作，电饭锅进入保温状态，同时市电电压通过R2、VD2、R3构成的回路为保温指示灯LED2供电，使它发光，表明电饭锅进入保温状态。

保温期间，当温度低于65℃时，保温温控器的双金属片变形，使触点ST2吸合，为加热盘EH供电，EH开始加热，当温度达到65℃时ST2断开，EH因无供电而停止工作。这样，电饭锅在ST2的控制下，温度保持在65℃左右。

2．蒸炖

蒸炖与煮饭的工作原理基本相同，有几点不同：一是将功能开关S拨到“蒸炖”的位置；二是煮饭指示灯LED1不发光，而蒸炖指示灯（黄色发光二极管）LED3发光；三是在蒸炖时，市电电压通过二极管VD4构成的整流电路进行半波整流后，为加热器EH供电，使它进入小功率的加热状态，以满足蒸炖的需要。

二、电烤炉

电烤炉电路和电饭锅电路一样，也是由加热盘（器）及其控制电路构成的。不过，由于电烤炉在烤制不同食物时需要不同的温度，所以电烤炉电路还具有调温功能。

图3-2所示是典型的温控器调温式电烤炉电路。图3-2 典型温控器调温式电烤炉电路

插好电源线并调节好温度后，220V市电电压通过温控器ST输入，不仅经R限流使指示灯HL发光，而且为加热器EH1、EH2供电，使它们加热。当加热温度达到ST的调整值后，ST的双金属片动作，使它的触点断开，加热器停止加热。当温度下降到某一值时，ST的双金属片复位，触点闭合，会再次接通电源。

三、电炒锅

电炒锅电路和电饭锅电路一样，也主要是由加热盘（器）及其控制电路构成的。不过，由于电炒锅烹饪不同食物时需要不同的温度，所以电炒锅电路还具有调温功能。目前，电炒锅采用的调温电路主要有温控器调温式和双向晶闸管调温式两种方式。

1．温控器调温式

图3-3所示是典型的温控器调温式电炒锅电路。该调温式电炒锅和图3-2所示的电烤炉电路基本相同，不再介绍。图3-3 典型温控器调温式电炒锅电路

2．双向晶闸管调温式

图3-4所示是典型的双向晶闸管调温式电炒锅电路。在该电路中，双向晶闸管VS是核心控制器件，它不仅起开关控制功能，还具有电压调整功能。图3-4 典型的双向晶闸管调温式电炒锅电路

市电电压通过指示灯HL加到电位器RP的一端，同时还加到双向晶闸管VS的T1极。调整RP使RP、C构成的充电回路开始工作，为C充电。当C的充电电压达到双向触发二极管VD的标称电压后，VD导通，为VS的控制极提供触发电压，使VS导通，接通加热盘EH的供电回路，使EH开始加热。

调整RP改变C的充电速度后，可改变VS的导通角大小，也就改变了VS输出电压的高低。EH两端电压增大后，EH加热的温度升高，反之相反。这样，通过调整RP就可以改变加热温度。

四、吸尘器

图3-5所示是一种典型的调速式吸尘器电路。通过该图可以看出，该电路与图3-4所示的电炒锅电路基本相同，区别主要是负载，电炒锅的负载是加热器，而该电路的负载是电动机M。图3-5 典型的调速式吸尘器电路提示由于电动机属于感性负载，所以为了保证双向晶闸管VS等元器件的可靠工作，还设置了由电感L1和C3、R2构成的保护电路。

五、调光型台灯

1．双向晶闸管控制型

图3-6所示是采用双向晶闸管控制的台灯电路。通过该图可以看出，该电路与图3-4所示的电炒锅电路基本相同，主要区别是负载，电炒锅的负载是加热器，而它的负载是白炽灯EL。图3-6 采用双向晶闸管控制的台灯电路

2．单向晶闸管控制型

图3-7所示是一种采用单向晶闸管控制的台灯电路。在该电路中，市电电压通过VD1～VD4桥式整流产生脉动的直流电压，该电压通过照明灯EL不仅加到电位器RP的一端，同时还加到单向晶闸管VS的阳极。图3-7 采用单向晶闸管控制的台灯电路

旋转RP使RP、R1、C构成的充电回路开始工作，为C充电。当C的充电电压达到一定值时，利用R2限流为VS的控制极提供0.7V的触发电压，使VS导通，接通EL的供电回路，使EL开始发光。当旋转RP使VS的G极无触发电压输入后，它会在市电过零时截止，EL熄灭，实现台灯的开关控制。

EL发光期间，若调整RP改变C的充电速度，就可以改变VS的导通程度，也就改变了EL的供电电压大小，从而改变了EL的发光强度，实现了调光的目的。

六、电吹风

图3-8所示是典型的电吹风电路。在该电路内有3个主要元器件：第一个是风扇电动机M，第二个是加热器EH，第三个是转换开关S1。开关S1是双刀四掷开关。图3-8 典型的电吹风电路

1．关闭模式

将开关S1拨到“2”的位置后，不能接通整流电路，也不能接通加热器的电路，该机处于关闭状态。

2．冷风模式

将开关S1拨到“1”的位置后，不能接通加热器电路，加热器 EH不加热，但通过 S1-1的①脚接通整流电路。此时，市电电压通过R限流，再通过VD1～VD4构成的桥式整流电路整流后为电动机供电，使它旋转。此时，电吹风吹出的是冷风。

3．低温模式

将开关S1拨到“4”的位置后，一路通过S1-2的④脚和二极管VD5接通加热器电路，此时，由于VD5对市电电压进行半波整流，所以加热器以半功率方式加热；另一路通过S1-1的④、③脚接通整流电路，如上所述，电动机开始旋转。此时，电吹风吹出的是温度较低的热风。

4．高温模式

将开关S1拨到“3”的位置后，一路通过S1-2的④、③脚接通加热器电路，市电电压通过过热保护器S2和S1-2为加热器EH供电，EH以全功率的方式加热；另一路接通整流电路，如上所述，电动机开始旋转。此时，电吹风吹出的是温度较高的热风。

5．过热保护电路

为了防止风扇电动机或其供电电路异常，导致它不能旋转或旋转异常致使加热器或外壳等部件过热损坏，新型电吹风都设置了过热保护电路。该保护功能由过热保护器S2实现。当电动机旋转正常时，加热器电路产生的温度在正常范围内，S2内的触点闭合。当电动机旋转异常或不转时，加热器的温度升高，被S2检测后，它的金属片变形使其触点断开，切断加热器的供电电路，加热器停止加热，实现过热保护。

七、普通吸油烟机

图3-9所示是一种典型的普通吸油烟机电气原理图。该电路的核心元器件是电动机M1、M2，运转电容C1、C2，以及琴键开关（组合开关）S。图3-9 普通吸油烟机电气原理图

按下琴键开关S内的照明灯按键，照明灯EL的供电回路被接通，EL开始发光；按下左风道键或右风道键，接通左风道风机M1或右风道风机M2的供电回路，在运转电容C1或C2的配合下M1或M2开始运转，进行排污；当按下双风道按键时，M1和M2 同时转动进行抽油烟；当按下停止键后，各按键自动复位，照明灯熄灭，电动机停转，整机停止工作，进入关机状态。

FU1是熔断器，当电动机或运转电容发生短路，引起大电流时，FU1过电流熔断，实现过电流保护。

FU2、FU3是温度熔断器，当M1、M2或其运转电容异常使温度升高并达到85℃时，FU3或FU2 熔断，切断电动机供电线路，以免扩大故障，实现过热保护。

八、机械控制式电风扇

机械控制式电风扇又根据有无导风功能分为普通电风扇和导风式电风扇两种。下面以图3-10所示电路进行介绍。图3-10 导风机械控制式电风扇电路

1．主电动机电路

主电动机电路的核心元器件是主电动机M1、运转电容、定时器、安全开关和调速开关。（1）电动机供电电路

将电源插头插入220V 插座，旋转定时器进行时间定时后，市电电压通过0.5A 熔断器、安全开关、定时器、调速开关为电动机相应转速的绕组供电，电动机绕组在运转电容的配合下产生磁场，驱动转子旋转，带动扇叶转动。（2）调速控制

调速是由调速开关和电动机共同完成的。若切换调速开关，分别接电动机的高、中、低速供电端子后，电动机就会以高速、中速、低速3种模式旋转，从而实现风速调整。（3）防跌倒保护

安全开关也叫防跌倒开关，当电风扇直立时，该开关的触点接通，电风扇可以工作；若电风扇跌倒，该开关的触点自动断开，切断供电回路，电风扇停止工作，避免了电风扇损坏，实现防跌倒保护。

2．导风电动机控制电路

导风电动机控制电路的核心元器件就是导风电动机和导风开关。按下导风开关后，市电电压为导风电动机M2供电，M2开始旋转，带动导风扇叶摆动，实现多方向送风的导风控制。

九、机械控制单热式饮水机

图3-11所示是安吉尔YR-5-X型机械控制单热式饮水机电路。该电路中的核心元器件是加热器、温控器。图3-11 安吉尔YR-5-X型机械控制单热式饮水机电路

1．加热电路

加热电路的核心元器件是加热器、温控器ST1和过热保护器ST2，辅助元器件是熔断器FU1、FU2和二极管、指示灯、限流电阻。

插好电源线并按下开关后，220V市电电压一路经FU1、ST1、加热器、ST2、FU2构成回路，为加热器供电，使它开始加热；另一路经R2限流、VD3半波整流，使双色指示灯VD2内的红色发光二极管发光，表明该机处于加热状态。随着加热的不断进行，水罐内水的温度逐渐升高，当温度达到89℃后，ST1的触点断开，加热器失去供电，停止加热，但市电电压通过R1、VD1、VD2、加热器和ST2构成的回路使VD2内的黄色发光二极管发光，表明该机进入保温状态。当水温下降到某一值时，ST1的双金属片复位，触点闭合，再次接通电源，如此反复，水罐内的热水始终保持一定的温度。

2．过热保护电路

加热保护电路的核心元器件是过热保护器ST2。当水罐内无水或温控器异常，使水罐的温度超过97℃后，水罐表面上的ST2断开，切断加热器的供电回路，加热器停止加热，避免了加热器烧断或产生其他故障，实现过热保护。

十、机械控制式微波炉

图3-12所示是一种典型的机械控制式微波炉电路。该电路的核心元器件是磁控管MT、高压变压器T、定时器、主连锁开关，辅助元器件是转盘电动机、炉灯。图3-12 机械控制式微波炉电路（图中开关处于关门状态）

关闭炉门时，连锁机构随之动作，使连锁监控开关S2断开，主连锁开关S3和副连锁开关S1闭合，此时微波炉处于待机状态。将定时器置于某一时间挡后，定时器开关S5闭合，接通炉灯EL的供电回路，EL开始发光。再将功率调节器调为需要的挡位，此时220V市电电压不仅为定时器电动机MD、转盘电动机M、风扇电动机MF供电，使它们开始运转，而且加到高压变压器T的一次绕组，使它的灯丝绕组和高压绕组输出交流电压。其中，灯丝绕组向磁控管的灯丝提供3.3V左右的工作电压，点亮灯丝为阴极加热；高压绕组输出的2000V左右的交流电压，通过高压电容C和高压二极管VD组成半波倍压整流电路，产生4000V的负压，为磁控管的阴极供电，使阴极发射电子，磁控管形成2 450MHz的微波能，经波导管传入炉腔，通过炉腔反射，刺激食物的水分子使其以每秒24.5 亿次的高速振动，互相摩擦，从而产生高热，实现食物的烹饪。

十一、机械控制式全自动洗碗机

下面以万宝WQP-900型全自动洗碗机电路为例介绍全自动洗碗机的电路识图方法。万宝WQP-900型全自动洗碗机电路由电动式程序控制器（简称程控器）、电源开关、水位开关、进水阀、排水泵、洗涤剂添加装置、指示灯等构成，如图3-13所示。图3-13 万宝WQP-900型全自动洗碗机电路

1．进水电路

进水控制电路的核心元器件是程控器、水位开关（传感器）、进水电磁阀、门开关、操作开关，辅助元器件是过热保护器ST3。

插好电源和水源后，旋转程控器CW的旋钮使它置于“开”的位置，它的触点SA1、SA2接通，市电电压能够加到指示灯HL两端使它发光，表明该机已输入市电电压。

按规定加入适量的洗涤剂并关好机门，门开关SQ的触点受压闭合，接通供电线路。此时，市电电压通过SA6为同步电动机MS供电，MS开始运转，程控器内的机械部件开始运行，洗碗机按设定程序进入自动控制程序。随后，程控器的触点SA3、SA4接通，由于桶内无水，被高水位开关SL1、低水位开关SL2检测后，SL2的触点断开，而SL1的触点接通。SL1的触点接通后，为进水电磁阀YV1的线圈供电，使YV1的进水阀门打开，自来水通过YV1 流入桶内，使桶内的水位逐渐升高。当水位到达需要值后，SL2的触点闭合，而SL1的触点断开，切断YV1的供电回路，使YV1关闭进水阀门，注水结束。

2．洗涤控制电路

洗涤控制电路的核心元器件是程控器、加热器、洗涤剂添加装置、清洗电动机、操作按钮SB1～SB3、电磁阀YV2。

注水结束后，SL2的触点闭合，随着程控器的运行，它的触点SA6断开，同步电动机MS停转，进入待机状态。当按下普通洗SB2 按钮后，MS的供电回路接通，使MS再次运转，致使触点SA7、SA9闭合。SA9闭合后，洗涤剂电磁阀YV2的线圈有供电，YV2 打开阀门，向水内注入适量的洗涤剂，随后SA9断开，加注结束。触点SA7闭合后，加热器EH的供电回路接通，加热器开始加热桶内的水。当水温达到55℃后，温控器ST2断开，切断MS的供电回路，程控器暂停，使触点SA7断开，切断加热器EH的供电回路，EH停止加热，同时接通触点SA8、SA5。SA8接通后，为清洗电动机M2供电，M2开始运转，使混有洗涤剂的热水沿空心轴进入喷臂，通过喷嘴开始喷水。喷臂在喷水的反作用力作用下开始旋转，水流以不同方位喷到餐具上，将它们表面上的污物冲落到水中；触点SA5接通后，为排水泵的电动机供电，打开排水泵的阀门，将污水排出。

随着排水的不断进行，水位逐渐下降，水位开关SL2的触点断开，切断加热器EH和清洗电动机M2的供电回路，使它们停止工作，同时ST2的触点再次接通，同步电动机MS再次运转，控制SA5断开，而使SA3、SA4再次接通，同时SL1的触点因水位下降到设置值而闭合，使进水电磁阀再次注水，使水位逐渐升高，最终使SL1断开，SL2的触点接通。SL2的触点接通后，M2 会再次运转，对餐具进行再次冲洗，同时接通SA5进行排水。这样，经多次的冲洗后利用EH将餐具烘干，程控器控制相关触点断开，洗涤工作彻底结束，洗碗机再次进入待机状态。

3．过热保护电路

过热保护电路的核心元器件是过热保护器ST3。当程控器的触点短路导致加热器加热温度过高，如温度达到85℃后，ST3的触点断开，切断市电输入回路，加热器停止工作，实现过热保护。

第二节 洗衣机电路识图

一、普通双桶洗衣机电路

下面以海尔XPB70-71GS型双桶洗衣机电路为例介绍普通双桶洗衣机电路的识图方法。海尔XPB70-71GS型双桶洗衣机电路原理图、接线图如图3-14所示。图3-14 海尔XPB70-71GS型双桶洗衣机电路原理图和接线图

1．洗涤电路

洗涤电路的核心元器件是洗涤电动机、运转电容C1、洗涤定时器，辅助元器件是蜂鸣器。

该机通上市电电压后，拧动洗涤定时器选择好洗涤时间，洗涤定时器开始运转，触点S2和S3 随着它的运转而交替接通。S2接通期间，220V市电电压通过该开关为洗涤电动机供电，在运转电容C1的配合下，洗涤电动机开始顺时针运转。S3接通期间，洗涤电动机就会逆时针运转。而S2、S3都未接通期间，电动机停转。这样，在定时器的控制下，洗涤电动机按正转、停止、反转的周期运转，通过传动带带动波轮运转，实现衣物的洗涤。

在洗涤结束前15s，定时器内的触点S1接通，为蜂鸣器供电，蜂鸣器开始鸣叫，提醒用户洗涤工作快要结束。

2．脱水（甩干）电路

脱水电路的核心元器件是脱水电动机、运转电容C2、脱水定时器、盖开关（微动开关）。

当盖严脱水桶的上盖使微动开关（盖开关）接通，并且旋转脱水定时器使其触点接通后，市电电压不仅加到脱水电动机的主绕组两端，而且在运转电容C2的作用下，使流过副绕组的电流超前主绕组90°的相位差，于是主、副绕组形成两相旋转磁场，驱动转子运转，带动脱水桶旋转，实现衣物的甩干。

3．标准、轻柔控制

该机的定时器将水流开关和定时器结合在一起，通过定时器外面的摇杆就可以控制定时器内部凸轮的滑动，也就可以改变S2、S3的接通时间，改变了洗涤电动机的运行时间，也就实现了标准洗涤和轻柔洗涤两种洗涤方式的控制。

二、波轮全自动洗衣机电路

下面以小天鹅XQB70-7型波轮全自动洗衣机电路为例介绍波轮全自动洗衣机电路的识图方法。小天鹅XQB70-7型波轮全自动洗衣机电路由CXD-Q-3型电动式程控器、电源开关、水位开关、指示灯、蜂鸣器等构成，如图3-15所示。图3-15 小天鹅XQB70-7型波轮全自动洗衣机电路

1．电动式程控器CXD-Q-3 简介

该洗衣机的控制中心是电动式程控器CXD-Q-3，了解CXD-Q-3的功能是该机电路识图的基础。CXD-Q-3 具有标准洗涤、节约洗涤和单洗涤3种洗涤程序。其中，标准洗涤就是一洗二漂，节约洗涤就是一洗一漂。而洗涤方式还包括标准洗、轻柔洗两种，洗涤时可根据衣物多少或种类选择洗涤方式。洗衣机通电后，CXD-Q-3就会按表3-1所示的时序进行工作。表3-1 CXD-Q-3型电动式程控器时序

2．进水控制电路

进水控制电路的核心元器件是程控器、水位开关（水位传感器）、进水电磁阀。水位开关用于检测水位高低，进水电磁阀负责注水。

该机输入市电电压后，市电电压通过触点T1 及电阻为指示灯供电，使指示灯发光，表明该机已输入市电电压。此时，若桶内无水或水位太低，被水位开关检测后，它的动触点Co与静触点Nc接通。通过表3-1可知，进水时T1～T4的动触点都与静触点a接通。因此，市电电压通过电源线A→T1a→安全开关//T3a→水位开关的Nc→T2a→进水电磁阀J的线圈→电源线B构成回路，为J的线圈供电，使J 打开进水阀门，自来水通过J 流入盛水桶内，使桶内的水位逐渐升高。当水位到达需要值后，水位开关动作，它的触点接在No位置，切断J的供电回路，使J关闭进水阀门，注水结束。提示若进水、洗涤、漂洗状态时桶盖被打开，安全开关处于断开状态，市电电压通过触点T3就可以为相关电路供电。

3．洗涤控制电路

洗涤控制电路的核心元器件是程控器、电动机、运转电容、水位开关（水位传感器）。水位开关在这里用于供电控制。

注水结束后，则进入洗涤状态。通过表3-1可知，洗涤时T1～T4的动触点都与静触点a接通。同时，水位开关的动触点Co接通静触点No。因此，市电电压通过电源线A→T1a→安全开关//T3a→水位开关的No→同步电动机TM的绕组→电源线B构成回路，为TM的绕组供电，使TM 获得供电后开始运转，进入洗涤程序。（1）标准洗

用户拨动开关SW选择的洗涤状态为标准洗时，市电电压通过电源线A→T1a→S2//T3a→水位开关的No→T4a→洗涤方式开关SW→T8→电动机的绕组→电源线B构成回路，为电动机的绕组供电，在运转电容C的配合下，使电动机按正转、停止、反转的周期工作，通过波轮传动使衣物之间、衣物与桶壁之间进行柔和的摩擦，实现衣物去污清洗的目的。（2）轻柔洗

用户拨动开关SW选择轻柔洗方式时，市电电压通过触点T10为电动机供电，使电动机运转时间缩短，实现衣物的轻柔洗涤。

4．排水控制电路

排水控制电路的核心元器件是程控器、水位开关、排水电磁阀。水位开关用于检测水位高低，排水电磁阀负责排水。

洗涤结束后，进入排水状态。通过表3-1可知，排水时T1、T3的动触点与静触点a接通，T2、T4的动触点与静触点b接通，而水位开关仍接在No位置。由于T4接在b点，所以切断电动机的供电回路，电动机停止运转。同时，市电电压通过电源线A→T1a→S2//T3a→水位开关的No→排水电磁阀PD的绕组→电源线B构成回路，为PD的绕组供电，使PD的电磁铁动作，不仅使排水电磁阀打开阀门进行排水，而且还带动离合器制动臂使离合器的棘爪和棘轮分离，制动带松开，准备脱水。随着排水的不断进行，水位逐渐下降，当水位下降到一定位置后，水位开关动作，它的触点接到Nc的位置，延时一段时间后，排水结束。

5．脱水控制电路

脱水控制电路的核心元器件是程控器、安全开关、电动机、排水电磁阀。安全开关用于防止脱水期间桶盖被打开。

排水结束后，就进入39s间脱（间歇脱水）和1min34s的脱水（连续脱水）状态。参见表3-1，在间脱和脱水期间，T1接a点，T3、T4、T9都接b点。间脱和脱水期间，市电电压通过T1a→安全开关→水位开关的Nc→T2b→排水电磁阀PD的绕组构成回路，使排水电磁阀继续排水。（1）间歇脱水

在间歇脱水（间脱）期间，由于触点T9在凸轮的控制下交替闭合、断开，所以市电电压通过T1a→安全开关→T3b→T9b使电动机转4s、停2.5s 地交替工作，实现间脱控制。（2）连续脱水

在连续脱水期间，市电电压通过T1a→安全开关→水位开关Nc→T2b→T6b为电动机供电，使电动机连续高速运转，实现连续脱水控制。

6．溢漂控制电路

脱水结束后，进入溢漂状态。通过表3-1可知，溢漂时T1～T4的动触点与静触点a接通，和洗涤控制一样，所以溢漂期间，不仅排水电磁阀关闭排水口，而且电动机旋转。同时，由于T7接b点后，进水电磁阀的线圈有供电输入，始终进水，使洗衣机一边漂洗，一边进水，从衣物上漂洗下来的泡沫和污水通过溢水口流出，再经排水管流入下水道，实现溢漂控制。

7．蜂鸣器控制电路

蜂鸣器控制电路的核心元器件是程控器、蜂鸣器。为了方便使用，需要在程序要结束前，也就是最后一次脱水即将结束前30s左右，使程控器控制蜂鸣器开始鸣叫，提醒用户洗衣的工作要全部结束。

参见表3-1，程序要结束前30s，程控器的触点T1、T2、T4、T6接b点，T8断开。T6接b点和T8断开后，不仅切断电动机的供电，使电动机处于惯性运转状态，降低对制动组件的损耗，而且接通蜂鸣器的供电回路，为蜂鸣器供电，蜂鸣器开始鸣叫，提醒用户洗涤工作即将结束。提示蜂鸣器能否鸣叫还受留水开关的控制。参见表3-1，在最后一次溢漂结束后，触点T1就接在b点，此时若留水开关也处于断开状态，就不能进行最后一次的排水、间脱和脱水控制，蜂鸣器也会因没有供电而不能鸣叫。不过，用户取出漂洗后的衣物，留在盛水桶内的水可再洗其他衣物，节约了用水。

三、滚筒全自动洗衣机电路

图3-16所示是小鸭XQG50-156型滚筒全自动洗衣机电路原理图。该电路由电动式程控器9171、电源开关、水位开关（水位传感器）、门开关、电动机、指示灯等构成。图3-16 小鸭XQG50-156型滚筒全自动洗衣机电路

1．电动式程控器9171简介

该洗衣机的控制中心是电动式程控器9171，了解9171的功能是该机电路识图的基础。9171共有18种程序，程序内容见表3-2。程控器旋钮的刻度旋到位置“1”，洗衣机便从“1”开始工作，自动完成1～10的标准洗涤程序内容；如刻度在“3”的位置开始工作，就自动完成3～10的洗涤程序。

2．供电电路

供电电路的核心元器件是电磁型门开关（电动门锁）BL，辅助元器件是电源指示灯HL。

关好洗衣机的门，按下电源开关S1，有电流流过BL内的热敏电阻，热敏电阻快速发热，2s左右使BL内的双金属片变形抬起，不仅控制门锁将门锁住，而且使它内部的触点吸合，为负载供电，同时指示灯HL 获得供电开始发光，表明该机已输入市电电压。

3．进水电路

该机的进水控制分为预进水、进水+洗涤、强制进水3种。其中强制进水用于漂洗。进水电路的核心元器件是程控器、水位开关、进水电磁阀EV、电源开关S1、门开关BL，辅助元器件是排水泵（牵引器）电动机PS、节能开关P9。（1）预进水

参见表3-2，预进水期间，程控器的凸轮控制触点22接通2、23接通03、35接通15、45断续接通43，同时水位开关（传感器）L2检测到盛水筒内无水或水位太低，它的触点21接通22。此时，市电电压通过电源线L→电源开关S1→触点35、15→水位开关L2的21、22→节能开关P9的4、6→触点03、23→触点45、43→EV的电磁阀线圈、PS的电动机绕组→门开关BL→电源开关S1→电源线N构成回路，为EV和PS供电。由于EV的线圈的阻值为4kΩ左右，而PS绕组的阻值小于300Ω，所以PS因电流太小不能启动，仅EV的线圈产生磁场，打开进水口，开始为盛水筒注水。触点45和43以30s的周期交替接通、断开，从而使进水阀30s 打开进水，30s关闭。表3-2 9171型电动式程控器时序提示节能开关P9的触点4、6接通期间为该机的正常洗涤状态。（2）进水+洗涤

参见表3-2，进水+洗涤期间，程控器的凸轮控制触点24接通14、25接通5、27接通7、28接通08、21接1、26接通6、31接通11、33接通13、36接通16，同时，水位开关L2检测到盛水筒内无水或水位太低，它的触点21接通22，节能开关P9的触点4、6接通。因此，市电电压通过电源线L→电源开关S1→触点35、15→水位开关L2的21、22→节能开关P9的触点4、6→触点21、1→进水电磁阀EV的线圈→排水泵电动机PS的绕组→门开关BL→电源开关S1→电源线N构成回路，为EV和PS供电，进水电磁阀开始注水，使筒内的水位逐渐升高。当水位达到高水位设置值后，水位开关L2 动作，它的触点21与22断开，而改接24，切断EV的供电回路，使EV关闭进水阀门，注水结束。

4．加热+洗涤电路

加热+洗涤电路的核心元器件是程控器、电加热器、温控器、调温器、电动机、运转电容CD，辅助元器件是水位开关、进水电磁阀EV、电源开关S1、门开关BL。（1）单独加热

水到位后，就会进入加热状态。参见表3-2，加热期间，程控器的凸轮控制触点29接通9，同时由于水位开关的触点21接通24，并且由于洗涤液加热前的温度低于42℃，所以42℃温控器的触点断开，60℃温控器的触点接通。此时，市电电压通过电源线L→电源开关S1→触点35、15→水位开关L2的触点21、24→触点9、29→调温器THV的触点→加热器RR→60℃温控器的触点→门开关BL→电源开关S1→电源线N构成回路，为RR供电，使RR发热，为洗涤液加热。（2）边加热边洗涤控制

当水温加热到42℃后，42℃温控器的触点接通，为程控器的电动机TM供电，使TM开始运转，通过凸轮控制触点的闭合与断开，使洗衣机进入边加热边洗涤程序。

参见表3-2，边加热边洗涤期间，程控器的凸轮控制触点29接通9、24接通14、27接通7、28接通08、21接通1、26接通6、33接通13、31接通11、35接通15，此时，市电电压通过电源线L→电源开关S1→触点35、15→水位开关L2的21、24→42℃温控器的触点→触点31、11//触点6、26→触点48轮流接触点41、42→电动机M的低速绕组L→门开关BL→电源开关S1→电源线N构成回路，为电动机的低速绕组L供电，同时由于触点27接7、触点28接08，所以电动机在运转电容CD的配合下，按正转7.5s、停止7.5s、反转7.5s的周期低速运转，实现洗涤衣物的目的。

随着加热的不断进行，当温度达到THV的设置温度时，THV的触点断开，切断加热器的供电回路，加热器停止加热，该机工作在热水洗涤状态。THV可设置的最大加热温度值为60℃。提示若将调温器THV 旋转到不加热位置，则加热器不工作，该机处于冷洗状态。

5．排水电路

排水电路的核心元器件是程控器、排水泵（牵引器）电动机PS、水位开关，辅助元器件是电源开关S1、门开关BL。

洗涤结束后，进入排水状态。通过表3-2可知，排水时22接2、35接15、30接10，而水位开关L2的触点21接24。由于触点31与11断开，触点26与6断开，电动机的供电回路被切断，电动机停止运转。同时，市电电压通过电源线L→电源开关S1→触点35、15→触点2、22→触点10、30→电动机PS的绕组→门开关BL→电源开关S1→电源线N构成回路，使PS 运转，带动排水阀将水排出。排水结束后，水位开关L2的触点21接通22、触点11接通12。

6．脱水电路

排水结束后，就进入脱水状态。脱水电路的核心元器件是程控器、电动机、排水牵引器。

参见表3-2，脱水期间，27接07、28接通8、22接通2、24接通14、30接通10、32接通12、34接通14。同时，水位开关L2的触点21接通22、触点11接通12。如上所述，排水泵进行排水。同时，市电电压通过电源线L→电源开关S1→触点35、15→水位开关触点21、22→节能开关触点4、6→不脱水开关P4→触点32、12→电动机高速绕组C→门开关BL→电源开关S1→电源线N构成回路，为电动机的高速绕组C供电，同时由于触点27接07、触点28接8，所以电动机在运转电容CD的配合下高速运转，使衣物快速脱水，完成脱水功能。提示P4是不脱水/脱水控制开关，在洗衣物前，若按下P4使其触点断开后，在程序执行到脱水指令时，电动机M的高速绕组C因没有供电而不能工作，实现不脱水控制。只有P4的触点接通时，该机才能进行脱水控制。

7．节能电路

节能电路的核心元器件是节能开关P9。需要洗衣机进入节能洗涤状态时，首先按下P9，使P9的触点4、2接通，而触点4、6与3、5都不能接通。此时，市电电压通过电源线L→电源开关S1→触点35、15→水位开关L2的触点21、22→节能开关P9的触点4、2→水位开关L2的触点11、12→触点21、1→进水电磁阀EV的绕组、排水泵电动机PS的绕组→门开关BL→电源开关S1→电源线N构成回路，为进水电磁阀EV的线圈供电，使EV 打开阀门开始进水，使筒内的水位逐渐升高。当水位到达低水位的位置后，水位开关L2的触点11与12断开，切断EV的供电回路，使EV关闭阀门，注水结束。由于水位低，不仅节约了用水，而且因P9内的触点3、5断开，缩短了加热时间，还节约了电能。

8．防皱电路

防皱电路的核心元器件是防皱开关P8。需要洗涤吸水性能差的衣物时，在洗涤前按下P8，使它的触点断开，此时，程控器的旋钮转到位置超过“17”后，它内部的凸轮使触点35、15断开，使洗衣机除了指示灯亮外，其他工作因无供电而全部停止。直到用户再次按P8，洗衣机才进入普通洗涤状态。

第三节 电冰箱电路识图

一、直冷式电冰箱电路

直冷式电冰箱的电路根据压缩机启动方式的不同，有重锤启动式、PTC启动式两大类。

1．重锤启动式电冰箱电路（1）普通重锤启动式

普通重锤启动式电冰箱电路多应用在老式电冰箱内，典型电路如图3-17所示。图3-17 普通重锤启动式电冰箱电路

① 运行电路。该电路的核心元器件是压缩机、启动器，辅助元器件是过载保护器、温控器。

当电冰箱的箱内温度较高，被温控器的感温头检测后，温控器的触点接通，220V市电电压通过温控器的触点、启动器驱动绕组、压缩机运行绕组CM、过载保护器构成的回路产生较大电流。这个大电流使启动器驱动绕组产生较强的磁场，将启动器的衔铁（重锤）吸动（吸合电流为2.5A），使启动器的触点接通，压缩机启动绕组CS得到供电，绕组CS形成磁场，驱动转子转动。当压缩机电动机转速提高后，回路中的电流在反电动势作用下开始下降，使启动器驱动绕组产生的磁场减小。当下降的磁场不能吸动衔铁时，启动器的触点断开，完成启动，压缩机正常运转。当压缩机正常运转后，运行电流降到额定电流（1A左右）。

②过载、过热保护电路。该电路的核心元器件是过载保护器。压缩机未过电流时，过载保护器的触点处于接通状态。当压缩机过载时电流增大，使过载保护器内的电热器迅速发热，双金属片因受热迅速变形，使触点断开，切断压缩机供电回路，压缩机停转，实现过电流保护。另外，因过载保护器紧固在压缩机外壳上，当压缩机的壳体温度过高时，也会导致过载保护器内的双金属片受热变形，切断压缩机供电电路，使压缩机停转，实现过热保护。过几分钟后，随着温度的下降，过载保护器内的双金属片恢复到原位，又接通压缩机的供电回路，压缩机继续运转。但故障未排除时，过载保护器会继续动作，直至故障排除。过载保护器接通或断开时，会发出“咔嗒”的响声。因此，当压缩机不能正常运转且过载保护器有规律地发出响声时，说明压缩机不能正常工作，导致过载保护器进入保护状态。

③ 温度控制电路。温度控制电路的核心元器件是温控器。温控器的感温头固定在蒸发器表面上，当感温头检测的温度达到设置要求时，温控器的触点自动断开，切断压缩机的供电回路，压缩机停转，电冰箱进入保温状态。保温期间，箱内的温度逐渐升高，当温度升高到设置值，被感温头检测后，使温控器的触点接通，再次为压缩机供电，压缩机开始运转，电冰箱进入下一轮的制冷状态。

④ 照明灯电路。照明灯电路的核心元器件是照明灯、门开关。冷藏室箱门关闭时，位于冷藏室箱门框的灯开关受挤压而断开，切断照明灯的供电回路，照明灯不亮。当打开冷藏室门后，门灯开关弹出，触点闭合，接通照明灯回路，使它开始发光。（2）改进型重锤启动式电冰箱电路

图3-18、图3-19所示是另外两种典型重锤启动式电冰箱电路。下面仅介绍它们的特有电路。图3-18 具有速冻功能的重锤启动式电冰箱电路图3-19 具有低温补偿功能的重锤启动式电冰箱电路

参见图3-18，接通速冻开关后，市电电压不仅通过电阻限流使黄色指示灯发光，表明该机工作在速冻状态，而且为压缩机供电，使压缩机工作，该机进入速冻状态。由于温控器被速冻开关短路，所以箱内压缩机的运行时间不再受温控器的控制，压缩机运行时间由用户根据需要来控制，实现速冻。

参见图3-19，若接通低温补偿开关S2，市电电压通过压缩机的运行绕组、过载保护器、加热器EH、电阻R和开关S2构成的回路为EH供电，EH开始加热，冷藏室温度升高，从而避免了环境温度（室内温度）过低时压缩机不启动或运行时间短，产生冷冻室制冷效果差的异常现象。同时，R两端产生的压降使发光二极管VD发光，表明该机工作在低温补偿状态。

当箱内温度升高使温控器S3的触点闭合后，压缩机运转，开始制冷，同时将低温补偿电路短接，使其无法加热，以免压缩机运行时间过长或不能停机。提示由于加热器的功率小，阻值较大，所以产生的电流较小，加到压缩机运行绕组两端的电压较小（仅为几伏）。因此，压缩机的运行绕组仅为加热器提供了回路，对压缩机没有任何影响。

2．PTC启动式电冰箱电路

PTC启动式电冰箱电路与采用重锤启动方式的电冰箱电路的区别仅在于启动过程。典型PTC启动式电冰箱电路如图3-20～图3-23所示。这4个电路主要的区别：一是温控器有无开、停控制功能，二是低温补偿电路的工作方式不同。下面以图3-20所示电路进行介绍。图3-20 具有开/停机功能的电冰箱电路图3-21 自动控制低温补偿的电冰箱电路图3-22 门灯兼作低温补偿的电冰箱电路图3-23 人工控制低温补偿的电冰箱电路

如果把温控器旋钮置于“OFF”（关）位置，触点S1、S2断开，压缩机、温度补偿加热器EH1和EH2因无供电不工作。如果将温控器旋钮旋离“OFF”位置，S1、S2闭合，接通压缩机的供电回路，因PTC 式启动器内热敏电阻的阻值在通电瞬间较小，仅为22～33Ω，所以220V市电电压通过热敏电阻、压缩机启动绕组形成较大的启动电流，使压缩机电动机开始运转，同时热敏电阻因有大电流通过，温度急剧升至居里点以上，进入高阻状态（相当于断开），断开启动绕组的供电回路，完成启动。完成启动后，启动回路的电流迅速下降到30mA以内，运转回路的电流下降到1A左右。

二、双温双控直冷式电冰箱电路

双温双控直冷式电冰箱电路与普通电冰箱电路相比的主要区别：一是冷藏室、冷冻室都需要安装温控器，二是制冷系统需要通过电磁阀进行控制。典型的双温双控直冷式电冰箱电路如图3-24所示。图3-24 典型双温双控直冷式电冰箱电路

通过图3-24可以看出，该电路的核心元器件是冷藏室温控器和冷冻室温控器。其中，冷藏室温控器除控制冷藏室温度外，同时控制着电磁阀的工作状态；而冷冻室温控器仅控制冷冻室的温度。

当冷藏室的温度没有达到设置值时，冷藏室温控器接通压缩机回路，同时切断电磁阀供电回路，电磁阀的阀芯不动作，使冷藏室、冷冻室的两个蒸发器同时吸热制冷。当冷藏室温度达到设置值时，冷藏室温控器动作，不仅切断压缩机供电回路，而且接通电磁阀供电回路，电磁阀的阀芯动作，切断冷藏室的蒸发器，仅接通冷冻室蒸发器，使冷冻室继续制冷，而使冷藏室进入保温状态。当冷冻室的温度也达到设置值时，冷冻室温控器动作，切断压缩机供电回路，使压缩机停止工作，冷冻室也进入保温状态。提示该机还在运行绕组的供电回路中增加了一只电容（3μF左右），它的作用是增大电动机的转矩，改善功率因数和降低功耗。

三、间冷式电冰箱电路

间冷式电冰箱是依靠冷冻室内的风扇强制空气加速循环，加快蒸发器进行热交换的速度，从而达到冷却食品的目的。间冷式冰箱与直冷式冰箱的不同之处主要是风扇电动机控制电路和自动化霜电路。典型的间冷式电冰箱电路如图3-25所示。图3-25 间冷式电冰箱电路

1．风扇电动机电路

风扇电动机电路的核心元器件是风扇电动机、按钮（门开关），辅助元器件是化霜定时器。

当箱门关闭使按钮接通风扇电动机的供电回路，风扇电动机开始运转，带动扇叶旋转，使冷冻室和冷藏室的空气形成对流，这样冷藏室、冷冻室的热气就被冷冻室蒸发器吸收，实现制冷降温。当箱门打开后按钮断开，风扇电动机停转，以免箱内的冷气大量外泄，实现节能。

2．全自动化霜电路

全自动化霜电路的核心元器件是化霜定时器、加热器、温度熔断器、温控器（双金属开关）。（1）化霜控制

电冰箱通电后，市电电压通过温控器、化霜定时器的1、3触点分4路输出：第一路为压缩机电路供电，使压缩机运转；第二路为风扇电动机电路供电，使风扇运转；第三路为温控器的加热器供电，为温控器化霜；第四路为冬用加热器供电。同时市电电压还经定时器内的电动机绕组、温度熔断器、化霜加热器构成的回路使电动机运转，化霜定时器开始计时。由于化霜加热器的阻值比化霜定时器电动机绕组的内阻小得多，所以加在化霜加热器两端的电压极低，化霜加热器不会加热。

当化霜定时器的计时时间达到8h后，化霜定时器的触点1、2断开，切断通往压缩机的供电回路，停止制冷，同时接通1、3触点，通过二极管半波整流，再通过化霜温控器为化霜加热器供电，化霜加热器加热，将蒸发器表面的霜融化。此时化霜定时器被双金属开关和二极管短路而停转，不再计时。

当蒸发器表面的霜全部融化完后，并且蒸发器表面的温度达到13℃ ± 3℃时，双金属开关内的触点断开，使定时器电动机恢复运转。当化霜定时器继续运转的时间达到2min48s左右，定时器再次接通压缩机的供电回路，使压缩机再次运转。随着压缩机运转时间的增长，蒸发器的表面温度不断下降，当蒸发器温度降到一定值，化霜温控器达到复位温度（多为−5℃）时，它内部的触点再次接通，重复以上过程，电冰箱进入下一轮的全自动化霜控制。（2）过热保护

温度熔断器又称化霜超温保护器或温度保险，串联在化霜加热电路中。它也安装在蒸发器上，直接检测蒸发器的温度。双金属开关失效使蒸发器温度升高，当升高的温度达到65～70℃后，化霜熔断器熔断，切断化霜加热器及压缩机回路，实现过热保护，以免蒸发器等部件过热损坏。提示该熔断器损坏后不能用普通熔断器或导线更换，以免在化霜温控器损坏后扩大故障范围。

第四节 空调器电路识图

一、单相电空调器室外机电气接线图

图3-26所示是典型的单相电空调器的室外机电气接线图。在该电路中的核心元器件是压缩机、风扇电动机及它们的运转电容。图3-26 典型单相电空调器室外机电气接线图

当室内机输出的220V市电电压通过连接器L、N端子进入室外机后，其中一路不仅为压缩机供电，而且为室外风扇电动机供电，风扇电动机压缩机在运转电容的配合下开始运转。

压缩机供电回路内串联了过载保护器。当压缩机电流正常时，过载保护器内的触点闭合，压缩机正常运转；当压缩机过电流后，过载保护器动作，触点断开，切断压缩机电动机的供电回路，压缩机停止工作，实现过电流保护。

另外，室外风扇电动机内设置了过热保护器，其控制原理和压缩机供电回路内的过载保护器一样。

二、三相电空调器室外机电气接线图

图3-27所示是典型的三相电空调器的室外机电气接线图。室外机6位端子板上的R为R相相线，S为S相相线，T为T相相线，N为零线，两侧的都是接地线。其中，S相、R相、T相相线的电压不仅输入到交流接触器的3个输入端子上，而且送到相序板。当相序板检测出R、S、T三相电相序正确并将该信息送给室内机电脑板后，室内机电脑板输出压缩机运转指令，通过供电控制电路为交流接触器线圈提供220V交流电压，使交流接触器的3对触点闭合，三相电加到压缩机U、V、W的3个端子上，压缩机电动机获得供电后开始运转。图3-27 典型三相电空调器室外机电气接线图

第四章 电子元器件功能、符号、特性

第一节 电子元器件与电子电路的关系

电子电路（又称弱电电路）主要是由电阻、电容、二极管、三极管、集成电路等元器件构成的，因此，熟悉电子元器件的电路符号、功能与典型应用电路是学习电子电路识图的基础之一。

图4-1所示是一个空调器电路板，通过该图可以看出，空调器电路板由众多的电子元器件构成，才能实现空调器制冷、制热的控制。图4-1 空调器电路板实物

第二节 普通电子元器件识别与典型应用电路

电子电路应用的电子元器件的种类要比强电电路多得多，识别这些元器件的实物、电路符号、电路的注释，以及了解它们的特点和典型应用电路，是学习电子电路识图的基础。

一、电阻

在第二章我们介绍了电阻的作用、电阻的串联电路、电阻的并联电路以及普通电阻和压敏电阻的功能。电子电路不仅使用普通电阻、压敏电阻，还使用可调电阻、熔断电阻、热敏电阻、磁敏电阻等。下面主要介绍这几种电阻。

1．可调电阻

可调电阻的特点是旋转它的滑动端时它的阻值是变化的。通过螺丝刀等工具进行调整的可调电阻就被称为可调电阻或微调电阻，而通过旋钮进行阻值调整的则称为电位器。可调电阻在电路中通常用VR或RP表示，常见的可调电阻（电位器）实物和电路符号如图4-2所示。图4-2 可调电阻（电位器）实物和电路符号

2．热敏电阻

热敏电阻就是在不同温度下阻值会变化的电阻。热敏电阻有正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）两种。所谓的正温度系数热敏电阻就是它的阻值随温度升高而增大，负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而减小。正温度系数热敏电阻主要应用在彩色电视机、彩色显示器的消磁电路或电冰箱压缩机启动回路中。负温度系数热敏电阻主要应用在供电限流回路或温度检测电路中。常见的热敏电阻实物如图4-3所示，电路符号如图4-4所示。图4-3 常见的热敏电阻实物图4-4 热敏电阻电路符号

3．熔断电阻

熔断电阻也叫保险电阻，它既有过电流保护的作用，又有电阻限流的作用。熔断电阻通常安装在供电回路中，起到限流供电和过电流保护的双重作用。当流过它的电流达到保护值时，它的阻值迅速增大到标称值的数十倍或熔断开路，切断供电回路，以免故障扩大，实现过电流保护功能。因此，此类电阻过电流损坏后除了应检查过电流的原因，还必须采用同规格的电阻更换。常见的熔断电阻实物和电路符号如图4-5所示。图4-5 常见的熔断电阻实物和电路符号

4．光敏电阻

光敏电阻是应用半导体光电效应原理制成的一种特殊的电阻。当光线照射在它的表面后，它的阻值迅速减小；当光线消失后，它的阻值会增大到标称值。光敏电阻广泛应用在各种光控电路，如灯光开关控制、灯光调节等电路中。典型的光敏电阻实物和电路符号如图4-6所示。图4-6 光敏电阻实物和电路符号

5．湿敏电阻

湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理制成的。当它吸收空气内的水分后阻值会发生变化。湿敏电阻具有体积小、灵敏度高等优点，广泛应用在粮库、蔬菜大棚、楼宇等场所进行湿度控制。常见的湿敏电阻实物如图4-7所示。图4-7 湿敏电阻实物

6．排电阻

排电阻由多个阻值相同的电阻构成，它和集成电路一样，有单列和双列两种封装结构，所以也叫集成电阻。典型的单列排电阻实物和电路符号如图4-8所示。图4-8 排电阻实物和电路符号

7．电阻的应用电路

电阻的应用电路主要有限流电路、分压电路、温度检测电路、消磁电路、光线检测电路、湿度检测电路等，在第二章我们介绍了限流电路和分压电路，下面介绍消磁、温度检测等电路。（1）消磁电路

图4-9（a）所示是一种典型的彩色显像管消磁电路。该电路的核心元器件是三端消磁电阻和消磁线圈。消磁电阻内有主、副两个热敏电阻，主热敏电阻R1与消磁线圈L构成串联回路，而副热敏电阻R2并联在该回路的两端。图4-9 彩色显像管消磁电路及波形

彩色电视机通电瞬间，220V的市电电压通过R1、L构成的回路产生20A的初始大电流，该电流使R1迅速发热。由于R1是正温度系数热敏电阻，所以当它的温度达到居里点后阻值会急剧增大，使回路中的残余电流低于10mA，波形如图4-9（b）所示。这样，L产生的交变磁场对显像管的铁质部件进行消磁，以免其受地球磁场或其他磁场的影响，而导致色纯变坏。R2的作用在于通过自身发热，为R1加热，确保流过R1的残余电流尽可能小，以免残余电流使L产生不必要的磁场而影响显像管的色纯。（2）温度检测电路

图4-10所示是一种典型的温度检测电路。该电路的核心元器件是温度传感器RT、分压电阻R和滤波电容C。图4-10 温度检测电路

由于RT是负温度系数热敏电阻，所以RT检测的温度较高期间，它的阻值相对较小，5V电压通过RT与R分压取样产生的取样电压较低。该电压通过C滤波后提供给微处理器（CPU），被CPU识别后，才能发出下一步控制的指令。当RT检测的温度下降后，RT的阻值会随温度的下降而增加，使C两端产生的取样电压增大，被CPU检测后，就可以做出进一步的控制。（3）光线检测电路

图4-11所示是一种典型的光线检测电路。该电路的核心元器件是光敏电阻R1、分压电阻R2和控制电路。图4-11 光线检测电路

当光线变亮后，R1的阻值变小，5V电压通过R2、R1取样后产生的取样电压减小；当光线变暗后，R1的阻值变大，5V电压通过R2、R1取样后产生的取样电压增大。R1两端根据光线亮度产生的取样电压被控制电路处理后就可以控制负载的工作状态。二、电容

在第二章我们介绍了聚苯乙烯无极性电容的使用，而电子电路不仅使用聚苯乙烯无极性电容，而且使用瓷片、涤纶（聚酯）、纸介、云母等无极性电容，另外还使用铝电解电容和钽电解电容等有极性电容。其中钽电容的稳定性较高。电容的电路符号如图4-12所示。图4-12 电容电路符号

1．瓷片电容

瓷片电容是采用陶瓷材料制成的无极性电容，它具有稳定性好、体积小、损耗小、耐高温、耐高压、价格低等优点，应用广泛。典型的瓷片电容实物如图4-13所示。图4-13 瓷片电容实物

2．涤纶电容

涤纶电容是采用涤纶薄膜制成的无极性电容，具有损耗小、耐高温、耐高压、价格低等优点，但存在稳定性差的缺点，该电容应用也很广泛。典型的涤纶电容实物如图4-14所示。图4-14 涤纶电容实物

3．铝电解电容

铝电解电容是由以电解的方法形成的氧化膜材料制成的电容，具有容量大、体积小、价格低等优点，但存在绝缘电阻小、耐压低、热温度性能差、频率性能差等缺点。铝电解电容多为有极性电容，应用广泛。典型的铝电解电容实物如图4-15所示。图4-15 铝电解电容实物提示铝电解电容也有无极性的产品，主要应用在彩色电视机、彩色显示器的枕形失真校正电路中。

4．钽电解电容

钽电解电容是采用金属钽作为介质制成的电容。由于该电容没有电解液，所以具有稳定性好、损耗小、温度系数小、体积小等优点，但也存在价格高的缺点，主要应用在精密电路中。典型的钽电解电容的实物如图4-16所示。图4-16 钽电解电容实物

5．排电容

排电容由多个容量相同的电容构成，它和集成电路一样，有单列和双列两种封装结构，所以也叫集成电容。典型的单列排电容实物和电路符号如图4-17所示。图4-17 排电容实物和电路符号

6．电容的应用电路

电容的应用电路主要有滤波电路、耦合电路、移相电路、分压电路等，在第二章我们介绍了移相电路和市电滤波电路，下面介绍电容耦合电路、直流电压滤波电路、分压电路。（1）电容耦合电路

图4-18所示是一种典型的电容耦合电路。该电路内的VT1、VT2是放大管，C1～C3是低频信号耦合电容，U是输入信号。U经C1耦ii合到放大管VT1的基极，经其倒相放大后，再利用C2耦合到VT2的基极，利用VT2再次放大，通过C2耦合后得到交流输出信号U。电容oC1将VT1的基极上的直流电压与信号源进行隔离，而C2将VT1的集电极高直流电位与VT2的基极低电位进行隔离，但它们对于低频交流信号几乎是导线，所以低频信号可以顺利通过并被放大器放大。图4-18 电容耦合电路及波形提示由于电容具有隔直流、通交流的特性，所以C1～C3各自的输入端、输出端的信号波形是一样的，也就是说，通过电容耦合的交流信号的相位和频率是不变的。

注意

由于低频信号放大电路采用的耦合电容多为有极性电解电容，所以安装时要注意电容的极性，正极必须安装在电位高的一侧，否则可能会导致电容损坏，比如C2的正极要接VT1的集电极。（2）直流电压滤波电路

图4-19所示是一种典型的直流电压滤波电路。该电路核心的元器件是整流堆DB、滤波电容C。交流电压通过DB桥式整流、C滤波后就会产生直流电压。图4-19 直流电压滤波电路及波形提示C的容量越大，滤波效果越好，直流电压越纯净。不过，相同规格的电容容量越大，价格也就越高。因此，在保证电路能正常工作的情况下，选择容量合适的电容即可。（3）分压电路

图4-20所示是一种典型的大屏幕彩色电视机行输出电路的局部电路。该电路核心的元器件是滤波电容C1、C2。由于电容存在容抗，所以C1、C2构成的分压电路不仅对行逆程脉冲进行分压，而且对直流电压B+进行分压。图4-20 大屏幕彩色电视机行输出电路局部电路

改变场频抛物波的直流分量的大小，就可以改变VT2的导通程度，也就改变了C2两端直流电压的高低，最终改变流过行偏转线圈HDV 偏转电流的大小，实现行幅调整。而调整场频抛物波的幅度时，通过C2 幅度后，改变加到C2两端场频抛物波的幅度，最终就可以实现水平枕形失真的校正。三、二极管

我们在第二章介绍了二极管的作用、特性以及整流二极管、发光二极管和双向触发二极管的使用，这里主要介绍快恢复/超快恢复二极管、肖特基二极管、稳压管、红外发光二极管、光敏二极管、瞬间电压抑制二极管、高压整流二极管。

1．快恢复/超快恢复二极管

快恢复二极管（FRD）/超快恢复二极管（SRD）是一种新型的半导体器件，具有反向恢复时间极短、开关性能好、正向电流大等优点。快恢复/超快恢复二极管电路符号如图4-21所示。图4-21 快恢复/超快恢复二极管电路符号

快恢复/超快恢复二极管按功率可分为小功率管、中功率管和大功率管3类。其中，小功率型快恢复/超快恢复二极管的外形和普通整流管相似，中功率快恢复/超快恢复二极管（电流为20～30A）采用TO-220 封装结构，大功率快恢复/超快恢复二极管（电流大于30A）采用TO-3P 封装结构。典型的快恢复/超快恢复二极管实物如图4-22所示。图4-22 快恢复/超快恢复二极管实物提示常见的共阴极超快恢复二极管有MUR3040PT等型号，常见的共阳极超快恢复二极管有MUR16870A等型号。

2．肖特基二极管

肖特基二极管是一种大电流、低功耗、超高半导体器件，其反向恢复时间可缩短到几纳秒，正向导通压降多不足0.4V。肖特基二极管的实物、内部构成、内部电路如图4-23所示。图4-23 肖特基二极管

肖特基二极管在结构原理上与普通二极管有很大区别，它的内部是由阳极金属（用钼或铝等材料制成的阻挡层）、二氧化硅（SiO）、2N−外延层（砷材料）、N型基片、N+阴极层及阴极金属等构成的。二氧化硅用来消除边缘区域的电场，提高管子的耐压值。在基片下边形成N+阴极层，其作用是减小阴极的接触电阻。通过调整结构参数，可在基片与阳极金属之间形成合适的肖特基势垒。当加上正偏压E时，金属A和N型基片B分别接电源的正、负极，此时势垒宽度变窄，其内阻变小；加负偏压−E时，势垒宽度增加，其内阻变大。

3．稳压二极管

稳压二极管又称齐纳二极管，简称稳压管，它是利用二极管的反向击穿特性来工作的。稳压管常用于基准电压形成电路和保护电路。稳压管也有塑料封装和金属封装两种结构。塑料封装的稳压管采用2 引脚结构，而金属封装的稳压管有2 引脚封装和3 引脚封装两种结构。目前，稳压管多采用塑料封装，而几乎不采用金属封装。稳压管的电路符号和常见的塑料封装的稳压管实物如图4-24所示。稳压管的伏安特性曲线如图4-25所示。图4-24 稳压管电路符号和实物图4-25 稳压管的伏安特性曲线提示3引脚封装稳压管的其中一个引脚的一端与外壳相接，另一端接地。

稳压管的伏安特性曲线和普通二极管基本相同，但反向特性曲线却不同，它的反向击穿是可逆的，不会发生“热击穿”。通过图4-25可以发现，稳压管所加的反向电压Uz达到A点后，稳压管开始击穿，并且击穿后的特性曲线比较陡直（图中的BC段），即反向电压基本不随反向电流变化而变化，这就是稳压管的稳压特性。

4．红外发光二极管

红外发光二极管是一种把电能信号直接转换为红外光信号的发光二极管，虽然它采用砷化镓（GaAs）材料构成，但也具有半导体的PN结。红外发光二极管主要应用在彩色电视机、VCD、空调器等设备的红外遥控器内。常见的红外发光二极管如图4-26所示，它的电路符号和发光二极管相同。图4-26 红外发光二极管实物

5．光敏二极管

光敏二极管也叫光电二极管。光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的，其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时，光敏二极管截止，但会有很小的反向漏电流，即暗电流；当受到光照时，形成光电流，它随入射光强度的加强而增大。因此，可以利用光照强弱来改变电路中的电流。常见的光敏二极管实物和电路符号如图4-27所示。图4-27 光敏二极管实物和电路符号

6．瞬间电压抑制二极管

瞬间电压抑制二极管（TVS）的作用就是抑制电路中瞬间出现的脉冲电压。此类二极管主要应用在彩色电视机、空调器、电话交换机、医疗仪器等电子产品的开关电源中，对开关电源出现的浪涌电压脉冲进行钳位，可以有效地降低由于雷电、电路中感性元件产生的高压脉冲，避免高压脉冲损坏电子产品。

目前应用的TVS有单向（单极）型和双向（双极）型两种。单向TVS的电路符号和稳压管相同，而双向TVS相当于两个单向TVS电路符号的组合，如图4-28所示。TVS的伏安特性曲线如图4-29所示。图4-28 TVS的电路符号图4-29 TVS的伏安特性曲线

单向TVS的正向特性与稳压管基本相同，反向击穿拐点近似“直角”，属于硬击穿，所以单向TVS是典型的雪崩击穿型电子器件。从击穿点到U段可以看出，当电路出现瞬间电压时，TVS的电流急剧增B大，而电压则被钳位到标称值。

双向TVS的伏安特性曲线犹如两只单向TVS的反向特性曲线的组合，即它的正、反两个曲线都具有相同的雪崩击穿、钳位特性。

7．高压整流二极管

高压整流二极管俗称高压硅堆、硅柱，它是一种硅高频、高压整流管。因为它由若干个整流管的管芯串联后构成，所以它整流后的电压可达到几千伏到几十万伏。高压硅堆早期主要应用在黑白电视机的行输出变压器中，现在主要应用在微波炉等电子产品中。常见的高压整流二极管如图4-30所示。图4-30 高压整流二极管实物提示高压整流二极管的表面上标注的参数为0.2～0.8A/100kV，说明该高压整流二极管的整流电流可达到0.2～0.8A，而最大耐压为100kV。

8．二极管的应用电路

二极管的应用电路主要有整流电路、基准电压电路、触发电路、过电压保护电路、瞬间电压抑制电路等，在第二章我们介绍了整流电路、触发电路，下面主要介绍稳压电路、瞬间电压抑制电路、红外发射电路。（1）稳压电路

图4-31所示是一种典型的5V稳压电路。该电路的核心元器件是VZ，由它产生5.6V基准电压，VT是调整管，C1、C2是滤波电容，R是限流电阻。图4-31 5V稳压电路

12V电压经C1滤波后不仅加到VT的集电极，而且通过R限流，利用5.6V稳压管VZ稳压产生5.6V基准电压。该电压加到VT的基极后，VT的发射极就可以输出5V电压。提示基准电压形成电路不仅应用在稳压电路上，还广泛应用在误差信号比较电路和数字电路中。（2）瞬间电压抑制电路

图4-32所示是一种典型的瞬间电压抑制电路。该电路的核心元器件是单向瞬间电压抑制二极管VD2、开关变压器T、开关管VT。图4-32 瞬间电压抑制电路

当激励脉冲为高电平时VT导通，T的P1绕组产生的电动势为上正、下负；当激励脉冲为低电平时VT截止，T的P1绕组产生的电动势为下正、上负。该脉冲电压通过VD1使VD2瞬间击穿导通，将过高的反峰电压泄放到300V电源，从而避免了VT在截止瞬间过电压损坏，实现尖峰脉冲抑制功能，也就是瞬间电压抑制功能。（3）红外发射电路

图4-33所示是一款典型的红外发射电路。该电路的核心元器件是集成电路μPD6121001、455kHz时钟晶体FOSC、红外发射管（LED02）。图4-33 红外发射电路

3V电压加到μPD6121001的⑥、⑦脚，为它供电，于是μPD6121001的⑧、⑨脚内部的振荡器与外接晶体FOSC，以及移相电容C2、C3通过振荡产生时钟脉冲，通过分频产生38MHz载波脉冲信号。当按动遥控器上的功能键时，启动μPD6121001工作，对操作功能键进行识别和编码：一路以调幅形式调制在38MHz载波后从⑤脚输出，经三极管VT放大后，再经红外发光二极管LED02以红外信号的形式发射出去；另一路通过脚输出，通过R02限流，使发光二极管LED01 闪烁发光，表明遥控器在进行遥控操作。

四、三极管

三极管也称晶体管或晶体三极管，它也是电子产品中应用相当广泛的半导体器件之一。常见的三极管实物如图4-34所示。图4-34 三极管实物

1．三极管的构成

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把半导体分成3部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。从3个区引出相应的引脚，分别为基极（b极）、发射极（e极）和集电极（c极），如图4-35所示。图4-35 三极管的构成和电路符号

发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电结。NPN型三极管的发射区“发射”的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。PNP型三极管发射区“发射”的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里。

2．三极管的特性曲线

三极管外部各极电压和电流的关系曲线称为三极管的伏安特性曲线。它不仅能反映三极管的质量与特性，还能用来定量地估算出三极管的部分参数，对分析和设计三极管电路至关重要。

对于三极管的不同连接方式，有着不同的特性曲线。应用最广泛的是共发射极电路，它的特性曲线测试电路如图4-36所示，它的特性曲线可以由晶体管特性图示仪直接显示出来，也可以用描点法绘制出来。图4-36 三极管特性曲线测试电路（1）输入特性曲线

在三极管共射极电路中，当基极与发射极之间的电压U维持不be同的定值时，U和I之间的关系曲线称为共射极输入特性曲线，如beb图4-37所示。该特性曲线有以下两个特点。图4-37 三极管输入特性曲线

一是调节电位器RP使三极管VT的基极有一个开启电压U，在开be启期间，虽然U已大于零，但I几乎仍为零，只有当U的值大于开bebbe启值后，I的值与二极管一样才随U的增加按指数规律增大。硅三bbe极管的开启电压值约为0.5V，发射结导通电压U为0.6～0.7V；锗三on极管的开启电压值约为0.2V，发射结导通电压为0.2～0.3V。

二是3条曲线分别为U＝0V、U＝0.5V和U＝1V 3种情况。当cececeU＝0V时，相当于集电极和发射极短路，即集电结和发射结并联，ce输入特性曲线和二极管的正向特性曲线相类似。当U＝1V时，集电ce结已处在反向偏置状态，三极管工作在放大区，集电极收集基区扩散过来的电子，使在相同U值的情况下，流向基极的电流I减小，输beb入特性随着U的增大而右移。当U＞1V以后，输入特性几乎与Ucecece＝1V时的特性曲线重合，这是因为U＞1V后，集电极已将发射区发ce射过来的电子几乎全部收集走，对基区电子与空穴的复合影响不大，I的变化也不明显。b（2）输出特性曲线

输出特性曲线如图4-38所示。由图4-38可以看出，输出特性曲线可分为截止、放大、饱和3个区域。图4-38 三极管输出特性曲线

①截止区。指I＝0μA的那条特性曲线以下的区域。在此区域里，b三极管的发射结和集电结都处于反向偏置状态，三极管不工作，集电极只有微小的穿透电流I。ceo

②饱和区。在此区域内，对应不同I值的输出特性曲线簇几乎重b合在一起。也就是说，U较小时，I虽然增加，但增加不大，即I失cecb去了对I的控制能力。这种情况称为三极管饱和。饱和时，三极管的c发射结和集电结都处于正向偏置状态。三极管集电极与发射极间的电压称为集-射饱和压降，用U表示，U很小，中小功率硅管的Ucescesces＜0.5V；三极管基极与发射极之间的电压称为基-射饱和压降，以Ubes表示，硅管的U在0.8V左右。在临界饱和状态下的三极管，其集电bes极电流称为临界集电极电流，以I表示；其基极电流称为临界基极电cs流，以I表示。这时I与I的关系仍然成立。bscsbs

③放大区。在截止区以上，介于饱和区与截止区之间的区域为放大区。在此区域内，特性曲线近似于一簇平行等距的水平线，I的变c化量与I的变化量基本保持线性关系，即ΔI＝βΔI，且ΔI＞＞ΔI，bcbcb就是说在此区域内，三极管具有电流放大作用。在放大区，集电极电压对集电极电流的控制作用也很弱，当U＞1V后，即使再增加U，ceceI几乎也不再增加，此时若I不变，则三极管可以看成是一个恒流cb源。

在放大区，三极管的发射结处于正向偏置状态，集电结处于反向偏置状态。

3．特殊三极管（1）行输出管

行输出管是彩色电视机、彩色显示器行输出电路采用的一种大功率三极管。行输出管从内部结构上分为两种：一种是不带阻尼二极管和分流电阻行输出管，另一种是带阻尼二极管和分流电阻的大功率管。其中，不带阻尼二极管和分流电阻的行输出管与普通三极管的检测方法是一样的，而带阻尼二极管和分流电阻的行输出管与普通三极管的检测方法有较大区别。带阻尼二极管、分流电阻的行输出管的实物和电路符号如图4-39所示。图4-39 行输出管实物和电路符号（2）达林顿管

达林顿管是一种复合三极管，多由两只三极管构成。其中，第一只三极管的发射极直接接在第二只三极管的基极，引出基极、集电极、发射极3个引脚。由于达林顿管的放大倍数是级联三极管放大倍数的乘积，所以可达到几百、几千，甚至更高，如2SB1020的放大倍数为6000。常见的达林顿管多由两只三极管级联构成。达林顿管如图4-40所示。图4-40 达林顿管提示大功率达林顿管内的电阻R1、R2是为漏电流提供泄放回路而设置的，而VT2的集电极和发射极上并联的续流二极管VD用于过电压保护。（3）带阻三极管

从外观上看，带阻三极管与普通的小功率三极管几乎相同，但内部构成却不同，它由一只三极管和1～2只电阻构成，如图4-41所示。带阻三极管在电路中多用字母“QR”表示。不过，因为带阻三极管多应用在国外或合资的电子产品中，所以电路符号各不相同，如图4-42所示。图4-41 带阻三极管的构成图4-42 带阻三极管的电路符号

带阻三极管在电路中多被用作“开关”，管中内置的电阻决定它的饱和导通程度，基极电阻R 越小，三极管导通程度越强，集电极、发射极间压降就越低，但该电阻不能太小，否则会影响开关速度。（4）光敏三极管

光敏三极管简称光敏管，它是在光敏二极管的基础上开发生产的一种具有放大功能的光敏器件，在电路中多用“TV”表示。常见的光敏三极管实物和电路符号如图4-43所示。图4-43 光敏三极管

光敏三极管按构成可分为NPN型和PNP型两种，按放大能力可分为普通型和达林顿型两种。光敏三极管的工作原理可等效为光敏二极管和普通三极管的组合，如图4-43（c）所示。

参见图4-43（c），光敏三极管基极、集电极间的PN结就相当于一个光敏二极管，有光照时，光敏二极管导通，由其产生的导通电流I输入到三极管的基极，使三极管导通，它的集电极流过集电极电流LI（βI）。由于光敏三极管的基极输入的是光信号，所以它只有发射cL极、集电极两个引脚。（5）复合对管

复合对管是将两只性能一致的三极管封装在一起构成的。复合对管按结构可分为NPN型高频小功率对管和PNP型高频小功率差分对管两种，按封装结构有金属封装结构和塑料封装结构两种，如图4-44所示。图4-44 复合对管

4．三极管的应用电路

三极管的应用电路主要有放大电路、振荡电路、开关电路。（1）放大电路

三极管的放大功能是它最基本的功能。图4-45所示是一种典型的三极管放大器。输入信号U经C1耦合后加到VT的基极，使基极电流Iib随U变化而变化，致使集电极电流I随之变化，并且变化量为βI。Iicbc在R3两端产生随之变化的压降U，而V减去U就是VT的集电极电3CC3压U，因此，U与U的相位相反，也就是说，该放大器属于倒相放大cci器。U经C2耦合后得到交流输出信号U。co图4-45 共发射极放大器及信号波形

通过以上分析可知，共发射极放大器的输入信号U是从放大器的i基极、发射极之间输入的，输出信号U取自发射极与集电极之间。o另外，此类放大器不仅有电流放大功能，而且还有电压放大功能。（2）振荡电路

图4-46所示是典型的三极管振荡电路。该电路的核心元器件是振荡管（开关管）VT、开关变压器T、正反馈元件R2和C1。图4-46 典型三极管振荡电路

电源V一路通过开关变压器T的一次绕组P1为振荡管VT供电，CC另一路通过启动电阻R1限流后为VT的基极提供启动电压，使VT导通，它的集电极电流使P1绕组产生上正、下负的电动势，该电动势不仅使T存储能量，而且使正反馈绕组P2感应出上正、下负的脉冲电压，该脉冲通过R2、C1、VT构成回路，使VT因正反馈雪崩过程迅速进入饱和导通状态。VT饱和后，它的集电极电流不再增大，因电感中的电流不能突变，所以绕组P1产生反相的电动势，致使P2相应产生反相的电动势。该电动势通过R2、C1使VT迅速截止。VT截止后，T存储的能量经VD整流、C2滤波后产生直流电压，为负载供电，随着T存储的能量释放到一定的时候，T各个绕组产生反相电动势，于是P2绕组产生的脉冲电压经R2、C1再次使VT进入饱和导通状态，形成自激振荡。（3）开关电路

图4-47所示是典型的三极管开关电路。该电路的核心元器件是控制管VT1。图4-47 典型三极管开关电路

当CPU输出的控制信号为低电平时，VT1截止，此时7.3V电压通过R3使供电管VT2的基极、发射极同电位，致使VT2截止，它的集电极无电压输出。当CPU输出的控制信号为高电平时，通过R1限流使VT1导通，通过R2使VT2的基极电位下降，VT2开始导通，从它的集电极输出7V电压为负载供电，实现开关控制。提示许多三极管开关控制电路的开关管采用的是带阻三极管，从而取消了限流电阻，简化了电路结构。

五、场效应管

1．场效应管的特点

场效应管的全称是场效应晶体管（Field Effect Transistor，简称为FET）。它是一种外形与三极管相似的半导体器件。但它与三极管的控制特性截然不同，三极管是电流控制型器件，通过控制基极电流来达到控制集电极电流或发射极电流的目的，即需要信号源提供一定的电流才能工作，所以它的输入阻抗较低；而场效应管则是电压控制型器件，它的输出电流决定于输入电压的大小，基本上不需要信号源提供电流，所以它的输入阻抗较高；此外，场效应管比三极管的开关速度快、高频特性好、热稳定性好、功率增益大、噪声小，因此在电子产品中得到广泛应用。

2．场效应管的分类和引脚功能

场效应管根据极性不同又分为N 沟道和P 沟道两种，根据结构可分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管两种，而绝缘栅型场效应管又分为耗尽型和增强型两种。常见的场效应管实物如图4-48所示。图4-48 常见的场效应管实物

不管哪种场效应管，都有栅极（G极）、漏极（D极）和源极（S极）3个引脚（电极）。这3个引脚所起的作用与三极管对应的集电极、基极、发射极相似。其中，栅极对应基极，漏极对应集电极，源极对应发射极。而N 沟道型场效应管对应NPN型三极管，P 沟道型场效应管对应PNP型三极管。场效应管电路符号如图4-49所示。图4-49 场效应管电路符号

3．场效应管的应用

场效应管的应用和三极管的应用基本相同，也可以构成放大电路、振荡电路、开关控制电路，并且工作原理基本相同，不再介绍。

六、IGBT

IGBT的英文全称是Insulated Gate Bipolar Transistor，翻译为绝缘栅双极型晶体管。

1．IGBT的特点

IGBT是由场效应管和大功率双极型三极管构成的，IGBT将场效应管的开关速度快、高频特性好、热稳定性好、功率增益大及噪声小等优点与双极型大功率三极管的大电流、低导通电阻特性集于一体，是性能较高的高速、高压半导体功率器件。它具有的特点：一是电流密度大，是场效应管的数十倍；二是输入阻抗高，栅极驱动功率极小，驱动电路简单；三是低导通电阻，在给定芯片尺寸和U的情况下，ceo其导通电阻R低于场效应管的R的10％；四是击穿电压高，安全工ceds作区大，在瞬态功率较大时不容易损坏；五是开关速度快，关断时间短，耐压为1～1.8kV的IGBT的关断时间约为1.2μs，而耐压为600V的IGBT的关断时间约为0.2μs，仅为双极型三极管的10％左右，接近功率型场效应管，并且开关频率达到100kHz，开关损耗仅为双极型三极管的30％。因此，IGBT 克服了功率型场效应管在高压、大电流下出现导通电阻大、输出功率下降、发热严重的缺陷。IGBT 广泛应用在电磁炉等电子产品中，用作功率管。

2．IGBT的实物与电路符号

常见的IGBT的实物和电路符号如图4-50所示。图4-50 IGBT实物和电路符号

IGBT的栅极（G极）和场效应管一样，是栅极或控制极，集电极（C极）、发射极（E极）和普通三极管一样，C极是集电极，E极是发射极。

3．IGBT的应用电路

图4-51所示是电磁炉采用的一种典型的IGBT 应用电路。该电路的核心元器件是功率管IGBT、谐振电容C2、谐振线圈（线盘）L2、阻尼管VD。图4-51 功率变换器及谐振波形提示由于C2与L2并联，所以主回路组成的谐振回路为电压谐振，又因IGBT的集电极、发射极两端接有阻尼管VD，所以该谐振回路属于准谐振回路。对于熟悉彩色电视机行输出电路原理的维修人员，该电路的原理可谓一目了然。

t～t期间，高电平激励脉冲加至IGBT的栅极使它饱和导通，12300V电压通过L2和IGBT的集电极、发射极构成导通回路，因流过电感的电流不能突变，所以IGBT的集电极电流I（I）在t～t期间线性C112增大，使L2产生左正、右负的电动势，到达t时刻电流达最大。2

t～t期间，由于激励脉冲变为低电平，IGBT截止，由于I不能23C突变为0，所以L2通过自感产生右正、左负的电动势以阻止电流的突变，该电动势对C2充电，充电电压由低逐渐升高，实现功率管的零电压关断，即IGBT关断瞬间它的集电极电压最低。C2充电产生电流I，到达t时刻I变为0，C2 右端电压达到最大，它与C1两端电压叠232加后加到IGBT的集电极、发射极，此电压就是IGBT截止期间产生的反峰电压，相当于彩色电视机中行输出管集电极上产生的逆程电压。

t～t期间，由于IGBT继续截止，所以C2存储的电压通过L2放电，34产生放电电流I，当I达到负的最大值，C2放电结束，它存储的电能33又转为L2中的磁能。

t～t期间，因I不能突变为0，于是L2再次产生左正、右负的电453动势，该电动势通过C1和阻尼管VD构成的回放电路，放电不仅可阻止振荡的持续进行，而且产生电流I为C1补充能量，当电流I为0时放44电结束。t时刻，IGBT在高电平激励脉冲作用下再次导通，实现功率5管的零电压导通。IGBT导通后，产生导通电流I，重复以上过程，在5线盘L2上就产生了和激励脉冲工作频率f（20～30kHz）相同的脉冲电流。

综上所述，在一个谐振周期内，只有导通电流I是电源供给L2的1能量，所以加热功率的大小主要取决于I的大小。因I与IGBT的导通11时间成正比，所以通过调节激励脉冲的宽度就可实现加热功率的调节，当占空比大时IGBT导通时间延长，I增大，输出功率大，反之结1果相反。

七、电感线圈

电感线圈简称电感，它是一种电抗元器件，在电路中用字母“L”表示。它在电路里可以完成扼流、滤波、调谐、延时、耦合、补偿等功能。

1．电感的特性

电感的主要物理特性是将电能转换为磁能并存储起来，它是一个存储磁能的元件。电感在电路中的一些特殊性质与电容刚好相反。电感中的电流不能突变，这与电容两端的电压不能突变的原理相似。因此，在电路分析中常称电感为“惯性元件”。

2．空心电感

空心电感是导线在非磁导体上绕制而成的，这种电感的电感量小，无记忆，很难达到磁饱和，所以得到了广泛的应用。典型的空心电感实物和电路符号如图4-52所示。图4-52 空心电感实物和电路符号提示所谓磁饱和就是周围磁场达到一定饱和度后磁力不再增加，也就不能工作在线性区域了。

3．铁氧体电感

铁氧体电感是在铁氧体的上面或外面绕上线圈制成的。这种电感的优点是电感量大、频率高、体积小、效率高，但也存在容易磁饱和的缺点。常见的铁氧体电感实物和电路符号如图4-53所示。图4-53 铁氧体电感实物和电路符号

黑白电视机、彩色电视机、彩色显示器采用的偏转线圈就是铁氧体电感，并且大屏幕彩色电视机、彩色显示器行输出电路用的行线性校正线圈和枕形失真校正线圈也是铁氧体电感。

4．可调电感

可调电感是利用旋动磁芯在线圈中的位置来改变电感量，这种调整方式比较方便。常见的可调电感如图4-54所示。彩色电视机和收音机的中周采用的就是可调电感。图4-54 可调电感实物和电路符号

5．电感的应用电路

电感的应用电路主要有滤波电路、阻高频电路、谐振电路等。（1）滤波电路

图4-55所示是一种典型的电感滤波电路。该电路的主要元器件是电感L和电容C1、C2。图4-55 电感滤波电路

L、C1、C2组成的是π形滤波器。交流电压通过整流堆DB和C1构成的桥式整流电路，变换为100Hz脉动电压。L将脉动电压的交流部分进行阻流，随后通过C2进一步滤波，就可以获得较为纯净的直流电压。（2）阻高频电路

图4-56所示是一种典型的彩色电视机、彩色显示器水平枕形失真校正电路。在该电路内，VT是放大管，L是调制电感，C是调制电容。图4-56 水平枕形失真校正电路

由场频抛物波电路输出的场频抛物波信号通过R限流，利用VT倒相放大，通过L加到行输出电路，对行频信号进行调制，实现水平方向的枕形失真校正。由于L 具有阻高频功能，所以行输出电路产生的高频脉冲不能进入场扫描电路。提示电感的阻高频电路还广泛应用在许多领域，比如，许多电气设备的市电输入电路利用互感线圈对市电电网内的高频干扰信号进行抑制，以免高频干扰脉冲进入该设备，影响它的正常工作，同时也对该设备产生的高频干扰进行抑制，以免它窜入市电电网，影响其他电气设备的正常工作。如图4-57内的L就是用来抑制高频干扰脉冲的。图4-57 市电滤波电路（3）谐振电路

典型的L、C 谐振电路参见图4-51，读者通过该电路就可以掌握L、C 谐振电路的工作原理。

八、变压器

变压器是利用线圈互感的原理制成的电子元器件，广泛应用在各个领域的电子产品内。变压器的主要功能有电压变换、阻抗变换、隔离耦合、稳压（磁饱和变压器）等多种。变压器在电路中常用“T”、“B”或“TR”等字母表示。变压器常用的电路符号如图4-58所示，常见实物如图4-59所示。图4-58 变压器常用的电路符号图4-59 变压器实物

1．变压器的构成

变压器由铁芯（或磁芯）和绕组（线圈）组成，绕组有两个或两个以上，其中接电源的绕组叫一次绕组，其余的绕组叫二次绕组。

2．变压器的基本原理（1）电压变换原理

参见图4-60，变压器的一次绕组输入交流电压时，一次绕组就会有交流电流流动，铁芯（或磁芯）内会产生交流磁通，使二次绕组感应出交流电压。二次绕组感应电压的大小取决于二次绕组与一次绕组的匝数比，即U＝U（n/n）。2121图4-60 变压器的电压变换原理图提示为了保证变压器正常工作，还应了解变压器的输出电流与输出电压的关系。通常，在铁芯不变的情况下，变压器输出电流与输出电压成反比，即i＝i（n/n）。2112（2）阻抗变换原理

参见图4-61，变压器的一次绕组、二次绕组匝数不同，会导致它2们的阻抗也不同，即R＝R（n/n）。2121图4-61 变压器的阻抗变换原理图（3）相位变换原理

参见图4-62，在绕制变压器一次绕组、二次绕组时，根据绕制方向的不同，就可以确定各个绕组的相位关系。图中绕组一端标注的黑点就是同名端的标记，即标有同名端的端上的电压极性相同。图4-62 变压器的相位变换原理图

3．变压器的隔离特性

变压器的隔离特性是指变压器二次绕组与一次绕组是隔离的，也就是说一次绕组在输入220V市电电压时，用手摸二次绕组的一个端子的输出电压，由于不能和一次绕组构成回路，所以一般不会发生触电事故。提示如果变压器匝数比为1:1，则说明该变压器就是隔离变压器。注意接入隔离变压器后，也不能用两只手同时接触隔离变压器的两个输出端，否则会发生触电事故。

4．变压器的应用电路（1）电源变压器的应用

电源变压器的功能是将220V市电电压降为几伏到几十伏的交流电压，以满足线性稳压电源电路正常工作的需要。图4-63所示是一种典型线性稳压电源电路。该电路的核心器件是变压器T。图4-63 线性稳压电源电路提示图4-63所示是一种最简单的线性稳压电源电路，此类电源电路广泛应用在彩色电视机、空调器、VCD、音响、电磁炉、微波炉、电脑控制型电冰箱、电脑控制型洗衣机、电脑控制型电饭锅等电子产品内。

220V市电电压首先通过变压器T降压，从T的二次绕组输出15V（与市电电压高低有关）左右的交流电压。该电压通过整流堆DB桥式整流、C1滤波产生17V左右的直流电压。该电压经三端稳压器U（7812）稳压、C2滤波获得的12V直流电压为它的负载供电。

T的一次绕组内部通常安装了温度型熔断器。当整流堆DB内的整流管、滤波电容C1或U击穿，使T的绕组因过电流而迅速发热，且温度达到温度型熔断器的标称温度值后，它内部的熔断器熔断，切断市电输入回路，以免扩大故障，实现了过热保护。（2）开关变压器的应用

开关变压器是开关电源的主要器件。图4-64所示是一种典型的他励式开关电源的局部电路。图4-64 他励式开关电源局部电路提示开关电源电路广泛应用在彩色电视机、彩色显示器、充电器、空调器、VCD、电脑控制型洗衣机、电磁炉等电子产品内。

电源控制芯片输出的激励脉冲为高电平时，通过R2限流使VT导通，它的集电极电流使P1绕组产生上正、下负的电动势，此时由于T二次绕组P3的电动势为下正、上负，整流管VD3截止，所以能量存储在T内部。当激励脉冲为低电平时VT截止，T的P1绕组产生反相的电动势，于是P3绕组产生上正、下负的电动势，该电动势通过VD3整流、C2滤波后产生直流电压，为负载供电。（3）升压变压器的应用

升压变压器主要应用在微波炉磁控管供电电路、空气清新电路、煤气灶点火器等电路上。图4-65所示是一种典型的升压变压器应用电路。该电路的核心元器件是升压变压器T、高压整流管VD、滤波电容C。图4-65 升压变压器应用电路

升压变压器T的一次绕组输入交流电压U后，该电压经T变换后从i它的二次绕组输出升高的交流电压，再经VD整流、C滤波后，就可以得到负载需要的极高的直流电压。提示彩色电视机、彩色显示器、示波器的行输出变压器也属于升压变压器。

九、继电器

1．继电器的作用

继电器是一种控制器件，通常应用于自动控制电路中。它由控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）两部分构成。它实际上是用较小的电流、电压的电信号或热、声音、光照等非信号去控制较大电流的一种“自动开关”。由于继电器具有成本低、结构简单等优点，所以广泛应用在工业控制、交通运输、家用电器等领域。

2．继电器的分类

继电器按工作原理可分为电磁继电器、固态继电器（SSR）、时间继电器、温度继电器、压力继电器、风速继电器、加速度继电器、光继电器、声继电器等多种。其中，电磁继电器和固态继电器两种继电器应用范围最广。继电器按功率大小可分为大功率继电器、中功率继电器和小功率继电器等多种。继电器按封装形式可分为密封型继电器和裸露式继电器两种。

3．电磁继电器

电磁继电器的线圈通过产生电磁场控制触点接通或断开。电磁继电器一般由线圈、铁芯、衔铁、触点簧片、外壳、引脚等构成。常见的电磁继电器的实物如图4-66所示。图4-66 电磁继电器实物提示在固态继电器未应用时，人们习惯将电磁继电器称为继电器，所以，一般资料上介绍的继电器多指电磁继电器。（1）分类

① 按供电方式分类。电磁继电器根据线圈的供电方式可以分为直流电磁继电器和交流电磁继电器两种，交流电磁继电器的外壳上标有“AC”字符，直流电磁继电器的外壳上标有“DC”字符。

② 按触点的工作状态分类。电磁继电器根据触点的状态可分为常开型电磁继电器、常闭型电磁继电器和转换型电磁继电器3种。3种电磁继电器的电路符号如图4-67所示。图4-67 普通电磁继电器的电路符号

常开型电磁继电器也叫动合型电磁继电器，通常用“合”字的拼音字头“H”表示。此类继电器的线圈没有导通电流时，触点处于断开状态，当线圈通电后触点就闭合。

常闭型电磁继电器也叫动断型继电器，通常用“断”字的拼音字头“D”表示。此类继电器的线圈没有电流时，触点处于接通状态，通电后触点就断开。

转换型电磁继电器用“转”字的拼音字头“Z”表示，转换型有3个一字排开的触点，中间的触点是动触点，两侧的是静触点。此类继电器的线圈没有导通电流时，动触点与其中的一个触点接通，而与另一个断开；当线圈通电后触点移动，与原闭合的触点断开，与原断开的触点接通。

③ 按控制路数分类。电磁继电器按控制路数可分为单路继电器和双路继电器两大类。双路继电器设置了两组可以同时通断的触点，如图4-68所示。图4-68 双路继电器（2）工作原理

参见图4-69，为电磁继电器的线圈加上额定电压后，线圈中的电流使线圈产生磁场，通过铁芯将衔铁吸下，衔铁上的杠杆推动弹簧使动触点与静触点闭合。当线圈断电后，线圈产生的磁场消失，衔铁在簧片作用下复位，使动触点与静触点断开。图4-69 电磁继电器的工作原理图

4．固态继电器

固态继电器（Solid State Relays，简称为SSR）是一种由分立元器件、膜固定电阻和芯片构成的无触点电子开关，内部无任何可动的机械部件。固态继电器实物如图4-70所示。图4-70 固态继电器实物（1）特点

一是输入控制电压低（3～14V），驱动电流小（3～15mA），输入控制电压与TTL、DTL、HTL电平兼容，直流或脉冲电压均能作输入控制电压；二是输出与输入之间采用光电隔离，可在以弱控强的同时，做到强电与弱电完全隔离，两部分之间的安全绝缘电压大于2kV，符合国际电气标准；三是输出无触点、无噪声、无火花、开关速度快；四是输出部分内部一般含有RC过电压吸收电路，以防止瞬间过电压而损坏固态继电器；五是过零触发型固态继电器对外界的干扰非常小；六是采用环氧树脂全灌封装，具有防尘、耐湿、寿命长等优点。因此，固态继电器已广泛应用在各个领域，不仅可以用于加热管、红外灯管、照明灯、电动机、电磁阀等负载的供电控制，而且还应用到电磁继电器无法应用的单片机控制等领域，最终将逐步替代电磁继电器。（2）分类

固态继电器按输出方式可分为直流型固态继电器（DCSSR）、交流型固态继电器（ACSSR）两种，按开关形式可分为常开型和常闭型两种，按输入方式分有电阻限流直流、恒流直流和交流等类型，按输出额定电压分有交流电压（220～380V）及直流电压（30～180V）两种，按隔离方式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型等多种。其中，以光电隔离型应用最多。典型的固态继电器电路符号如图4-71所示。图4-71 固态继电器电路符号提示目前，直流型固态继电器的输出器件主要使用大功率三极管、大功率场效应管、IGBT等，交流型固态继电器的控制器件主要使用单向晶闸管、双向晶闸管。交流型固态继电器按触发方式又分为过零触发型和随机导通型两种。其中，过零触发型固态继电器是当控制信号输入后，在交流电源经过零点电压附近时导通，所以干扰很小且导通损耗低。随机导通型固态继电器则是在交流电源的任一相位上导通或关断，因此在导通瞬间可能产生较大的干扰，并且它内部的晶闸管容易因导通损耗大而损坏。交流型固态继电器按采用的输出器件不同，分为双向晶闸管普通型和单向晶闸管反并联增强型两种。由于单向晶闸管比双向晶闸管具有阻断电压高和散热性能好等优点，所以单向晶闸管及并联增强型多被用来制造高电压、大电流产品和用于感性、容性负载中。

为了保证固态继电器的正常工作，应保证其有良好的散热条件，额定工作电流在10A以上的固态继电器应采用铝质或铜质的散热器进行散热，100A以上的固态继电器应采用风扇强制散热。在安装时应注意继电器底部与散热器的良好接触，并考虑涂适量导热硅脂以达到最佳散热效果。注意固态继电器有强的温度敏感性，当工作温度接近标称值后，必须通过加散热器、风扇等措施进行散热，否则固态继电器不能正常工作，甚至可能会损坏。（3）构成

固态继电器主要由输入（控制）电路、驱动电路、输出（负载控制）电路、外壳和引脚构成。

①输入电路。输入电路的功能是为固态继电器的触发信号提供输入回路。固态继电器的输入电路多为直流输入，个别的为交流输入。直流输入又分为阻性输入和恒流输入。阻性输入电路的输入控制电流随输入电压呈线性正向变化；恒流输入电路在输入电压达到预置值后，输入控制电流不再随电压的升高而明显增大，输入电压范围较宽。

② 驱动电路。驱动电路包括隔离耦合电路、功能电路和触发电路3 部分。隔离耦合电路目前多采用光电耦合和高频变压器耦合两种电路形式。常用的光电耦合器有发光二极管-光敏三极管、发光二极管-晶闸管、发光二极管-光敏二极管阵列等。高频变压器耦合方式是将一次绕组输入的10MHz的脉冲信号通过磁芯传递到二次绕组，实现变压器耦合。功能电路包括检波整流、零点检测、放大、加速、保护电路等。触发电路的作用是给输出器件提供触发信号。

③输出电路。输出电路是在触发信号的驱动下，实现对负载供电的通断控制。输出电路主要由输出器件和起瞬态抑制作用的吸收回路组成，有的还包括反馈电路。目前，各种固态继电器使用的输出器件主要有三极管、单向晶闸管、双向晶闸管、MOSFET、IGBT等。（4）过零型交流固态继电器的工作原理

典型的过零型交流固态继电器的内部结构如图4-72所示。①、②脚是输入端，③、④脚是输出端。R9为限流电阻；VD1是为防止反向供电损坏光电耦合器IC而设置的保护管；IC将输入与输出电路进行隔离；VT1构成倒相放大器；R4、R5、VT2和单向晶闸管VS1组成过零检测电路；VD2～VD5构成整流桥，为VT1、VT2、VS1和IC等电路供电；由VS1和VD2、VD3为双向晶闸管VS2提供开启的双向触发脉冲；R3、R7为分流电阻，分别用来保护VS1和VS2；R8和C组成浪涌吸收网络，以吸收电源中带有的尖峰电压或浪涌电流，防止给VS2 带来冲击或干扰。图4-72 典型过零型交流固态继电器的内部结构

当固态继电器接入电路后，220V市电电压通过负载RL构成的回路加到固态继电器的③、④脚上，经R6、R7限流，再经VD2～VD5桥式整流产生脉动电压U，U除了为IC、VT1、VT2、VS1供电，还11通过电阻取样后为VT1、VT2提供偏置电压。当固态继电器的①、②脚无电压信号输入时，光电耦合器IC内的发光二极管不发光，使它内部的光敏三极管因无光照而截止，U通过R1限流使VT1导通，致使晶1闸管VS1因无触发电压而截止，进而使双向晶闸管VS2因栅极无触发电压而截止，固态继电器处于关闭状态。当固态继电器的①、②脚有信号输入后，通过R9使IC内的发光二极管发光，它内部的光敏三极管导通，VT1因基极没有电压输入而截止，VT1不再对VS1的栅极电位进行控制。此时，若市电电压较高，使U电压超过25V时，通过R4、1R5取样后的电压超过0.6V，使VT2导通，VS1的栅极仍然没有触发电压输入，VS1 仍截止，从而避免市电高时导通可能因功耗大而损坏。只有当市电电压接近过零区域，使U电压在10～25V的范围后，1经R4和R5分压产生的电压不足0.6V，使VT2截止，于是U通过R2、1R3分压产生0.7V电压使VS1触发导通。VS1导通后，220V市电电压通过R6、VD2、VS1、VD4构成的回路触发VS2导通，为负载提供220V的交流供电，从而实现了过零触发控制。由于U电压低于10V后，1VS1可能因触发电压而截止，导致VS2 也截止，所以说过零触发实际上是与220V市电的幅值相比可近似看作“零”而已。

当①、②脚的电压信号消失后，IC内的发光二极管和光敏三极管截止，VT1导通，使VS1截止，但此时VS2 仍保持导通，直到负载电流随市电减小到不能维持VS2导通后，VS2截止，固态继电器进入关断状态。提示在固态继电器关断期间，虽然220V电压通过负载RL、R6、R7、VD2～VD5构成回路，但由于RL、R6、R7的阻值较大，只有微弱的电流流过RL，所以RL不工作。（5）直流固态继电器的工作原理

典型的直流固态继电器电路原理图如图4-73所示。①、②脚是输入端，③、④脚是输出端。R1为限流电阻，VD1是为防止反向供电损坏光电耦合器IC而设置的保护管，IC将输入与输出电路进行隔离，VT1构成射随放大器，VT2是输出放大器，R2、R3是分流电阻，VD2是为防止VT2反向击穿而设置的保护管。图4-73 直流固态继电器的电路原理图

当直流固态继电器的①、②脚无电压信号输入时，光电耦合器IC内的发光二极管不发光，使它内部的光敏三极管因无光照而截止，致使VT1和VT2相继截止，固态继电器处于关闭状态。当固态继电器的①、②脚有信号输入后，该信号通过R1使IC内的发光二极管发光，它内部的光敏三极管导通，由它发射极输出的电压加到VT1的基极，经VT1射随放大后，从它的发射极输出，再使VT2饱和导通，为负载提供直流电压，负载开始工作。

当①、②脚的电压信号消失后，IC1内的发光二极管和光敏三极管相继截止，VT1和VT2因基极无导通电压输入而截止，固态继电器才进入关断状态。

5．继电器的应用电路（1）电磁继电器的应用

图4-74所示是一种典型的空调器室外风扇电动机供电电路。该电路的核心器件是继电器KR。图4-74 空调器室外风扇电动机供电电路

需要室外风扇电动机运转时，CPU输出高电平控制信号，控制信号通过R限流，再经VT倒相放大后，为KR的线圈提供驱动电流，使KR内的触点吸合，220V市电电压加到室外风扇电动机的供电端子上，室外风扇电动机开始运转。反之，若CPU输出的控制信号为低电平，VT截止，KR的触点断开，室外风扇电动机因无供电而停转。

VD是钳位二极管，当VT截止瞬间，KR的线圈通过自感产生反相电动势。该电动势通过VD 钳位到12V电源，以免VT过电压损坏。（2）固态继电器的应用

图4-75所示是一种典型的空调器室内风扇电动机供电电路。该电路的核心器件是固态继电器IC2和IC1（CPU）、室内风扇电动机。图4-75 空调器室内风扇电动机供电电路

制冷/制热期间，IC1的室内风扇电动机供电控制端输出高电平控制电压，该电压通过R1限流，为固态继电器IC2内的发光二极管供电，使发光二极管开始发光，致使IC2内的双向晶闸管开始导通，接通室内风扇电动机的供电回路，启动风扇电动机运转，开始为室内机通风，确保室内热交换器能够完成热交换功能。当IC1的①脚输出的控制信号为低电平后，IC2内的发光二极管因无导通电流而熄灭，致使它内部的双向晶闸管截止，室内风扇电动机因失去供电而停转。

十、光电耦合器

1．光电耦合器的识别

光电耦合器又称光耦合器或光耦，属于一种具有隔离传输性能的器件，已经广泛应用在彩色电视机、彩色显示器、计算机、音视频等各种控制电路中。常见的光电耦合器有4脚直插和6脚两种。其典型实物和电路符号如图4-76所示。图4-76 光电耦合器实物和电路符号

光电耦合器通常由一只发光二极管和一只光敏三极管构成。当发光二极管流过导通电流后开始发光，光敏三极管受到光照后导通，这样通过控制发光二极管导通电流的大小、改变其发光的强弱就可以控制光敏三极管的导通程度。

2．光电耦合器的应用电路

图4-77所示是一种典型的光电耦合器型开关电源电路。该电路的核心元器件是光电耦合器IC2、TOP 系列电源模块IC1、开关变压器T。图4-77 光电耦合器型开关电源电路

当市电升高或负载变轻引起开关电源输出的电压升高时，滤波电容C3两端升高的电压经R4使光电耦合器IC2 ①脚输入的电压升高，同时该电压经R2、R3组成的取样电路取样，产生的取样电压超过2.5V。该电压经三端误差放大器IC3放大后，使IC2 ②脚电位下降，IC2内的发光二极管因导通电压升高而发光强度增大，致使IC2内的光敏三极管因受光加强而导通加强，此时IC2 ③脚输出的电压增大，为IC1的控制信号输入端C提供的控制电压增大，经IC1内的控制电路处理后，开关管的导通时间缩短，输出端电压下降到规定值。当输出端电压下降时，稳压控制过程相反。

光电耦合器IC2 ②脚外接的C5是软启动电容。开机瞬间，C5 需要充电，在它充电的过程中，IC2 ②脚电位由低逐渐升高到正常值，使它内部的光敏三极管导通程度由强逐渐下降到正常，为IC1 ③脚（C极）提供的电压也是由大逐渐降低到正常，使开关管导通时间由短逐渐延长到正常，避免了开关管在开机瞬间可能过激励损坏。

十一、扬声器

扬声器俗称喇叭，是一种十分常用的电声换能器件。扬声器是音响、电视机、收音机、放音机、复读机等电子产品中的主要器件。

1．扬声器的电路符号与实物

扬声器在电路中常用字母“B”或“BL”表示，它的电路符号如图4-78所示，常见的扬声器实物如图4-79所示。图4-78 扬声器电路符号图4-79 扬声器实物

2．扬声器的构成

扬声器由纸盆、磁铁（外磁铁或内磁铁）、铁芯、线圈、支架、防尘罩等构成，如图4-80所示。图4-80 扬声器的构成

3．扬声器的应用电路

图4-81所示是一种典型的扬声器应用电路。该电路的核心器件是扬声器和放大器。音频信号通过放大器放大后，驱动扬声器发音。图4-81 扬声器的应用电路

十二、蜂鸣片和蜂鸣器

蜂鸣片、蜂鸣器是一种电声转换器件。蜂鸣片、蜂鸣器主要应用在电磁炉、空调器、洗衣机、门铃、玩具等电子产品内，它们在电路中通常用“B”、“BZ”、“BUZ”等字母表示，电路符号如图4-82所示。图4-82 蜂鸣片、蜂鸣器电路符号

1．蜂鸣片

蜂鸣片是压电陶瓷蜂鸣片的简称，它也是一种电声转换器件。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起就成了蜂鸣片。

当通过引线为蜂鸣片输入脉冲信号时，它的压电陶瓷带动金属片产生振动，从而推动周围的空气发出声音。蜂鸣片有裸露式和密封式两种，所谓的密封式就是蜂鸣片装在一个密封的塑料壳内。常见的蜂鸣片实物如图4-83所示。图4-83 蜂鸣片实物

由于蜂鸣片体积小、成本低、重量轻、可靠性高、功耗低、声响度高（最高可达到120dB），所以广泛应用在电子计时器、电子手表、玩具、门铃、报警器、豆浆机、电磁炉、空调器等电子产品中。提示目前，在家用电器中多将带有外壳的蜂鸣片称为“蜂鸣器”。

2．蜂鸣器

这里介绍的蜂鸣器和前面介绍的蜂鸣片截然不同，它不仅体积大，而且内部还设置了电路。此类蜂鸣器根据电路的构成可分为压电式和电磁式两种，根据供电方式可分为交流电压（市电电压）、直流电压供电两种。常见的蜂鸣器如图4-84所示。图4-84 蜂鸣器实物（1）压电式蜂鸣器

压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成，如图4-85所示。有的压电式蜂鸣器外壳上还安装了发光二极管，在蜂鸣器鸣叫的同时发光二极管闪烁发光。图4-85 压电蜂鸣器构成方框图

多谐振荡器多由集成电路和电阻、电容等元件构成。当多谐振荡器得到3～15V的供电后开始起振，产生频率为1.5～2.5kHz的音频信号，通过阻抗匹配器放大后，驱动压电蜂鸣片发声。（2）电磁式蜂鸣器

电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。该磁场与磁铁产生的磁场相互作用后，就可以使振动膜片发生振动，从而使蜂鸣器周期性地鸣叫。

3．蜂鸣片和蜂鸣器的应用电路

图4-86所示是一种典型的蜂鸣器控制电路。该电路的核心器件是蜂鸣器BUZ、CPU。图4-86 蜂鸣器控制电路

当CPU输出蜂鸣器驱动信号后，该信号通过R限流、VT倒相放大后驱动蜂鸣器BUZ 鸣叫。若CPU没有驱动信号输出，则蜂鸣器停止鸣叫。

十三、传声器

传声器也叫话筒或麦克风，它是把声波信号转换成电信号的一种器件。话筒的电路符号如图4-87所示。话筒在电路中原来用“S”、“M”或“MIC”表示，现在多用“B”或“BM”表示。图4-87 话筒电路符号

1．话筒的分类

话筒根据构成可分为动圈式、晶体式、铝带式、电容式等多种，根据信号传输方式的不同可分为有线式和无线式两种。目前，常用的话筒有动圈式和电容式两种。

2．话筒的原理（1）动圈式话筒

动圈式话筒常见的实物如图4-88（a）所示，它内部主要由磁铁、线圈、振动膜、升压变压器、软铁等构成，如图4-88（b）所示。磁铁和软铁构成磁路，磁场集中于芯柱和外圈软铁所形成的缝隙中。在软铁前面装有振动膜，它上面带有线圈，正好套在芯柱上，位于强磁场中。当振动膜受声波压力前后振动时，线圈便切割磁力线而产生感应电动势，从而将声波信号转换成了电信号。图4-88 动圈式话筒实物和构成

由于话筒线圈（通常称为音圈）的匝数很少，阻抗很低，输出的电压小，不能满足（与之相连接的）扩音机对输入信号的要求，因此，动圈式话筒中都装有升压变压器，一次侧接振动膜线圈（音圈），二次侧接输出线，将话筒输出的信号进行大幅度提升。

根据升压变压器的一次、二次绕组匝数比不同，动圈式话筒有低阻抗和高阻抗两种输出阻抗。其中，低阻抗为200～600Ω，高阻抗为几十千欧。

动圈式话筒频率响应范围一般为50～10000Hz，输出电平范围为−50～−70dB，无方向性。组合式动圈话筒频率响应范围可达35～15000Hz，并具有不同的方向特性供使用时选择。（2）电容式话筒

电容式话筒在整个音频范围内具有很好的频率响应特性，灵敏度高、失真小，但体积要比动圈式话筒大一些，多用在要求高音质的扩音、录音工作中。常见的普通电容式话筒实物如图4-89（a）所示，它内部主要由振动膜、极板、电阻等构成，如图4-89（b）所示。图4-89 普通电容式话筒实物和构成

振动膜是一块表面经过金属化处理且很轻、弹性很强的薄膜，它与极板构成一只电容。由于它们之间的间隙很小，所以面积很小的振动膜就形成了一定电容量的电容。当有声波传到振动膜上时，它的电容量发生变化。这样，该电容两端并联的电阻R上就会产生随声音变化的交变电压，从而把声波信号转换成电信号。

驻极体话筒是电容式话筒的一种。驻极体话筒是用事先已注入电荷而被极化的驻极体代替极化电源的电容式话筒。驻极体话筒有两种类型：一种是用驻极体高分子薄膜材料做振膜（振膜式），此时振膜同时担负着声波接收和极化电压双重任务；另一种是用驻极体材料做后极板（背极式），这时它仅起着极化电压的作用。由于该种话筒不需要极化电压，从而简化了结构。另外，由于其电声特性良好，所以在录声、扩声和户外噪声测量中已逐渐取代外加极化电压的话筒。常见的驻极体话筒的实物和构成如图4-90所示。图4-90 驻极体话筒实物和构成

参见图4-91，驻极体话筒有两块金属极板，其中一块表面涂有驻极体薄膜并将其接地，另一块极板接在场效应管的栅极上。这样，这两个极板之间就形成了一个电容。当驻极体膜片因声波振动时，电容两端就形成了变化的电压。该电压变化的大小，反映了外界声压的强弱，而电压变化频率反映了外界声音的频率。不过，电容两端产生的电压较小，所以必须通过场效应管对其进行放大。场效应管的栅极与源极之间接的二极管用作保护，以免它因过电压等原因而损坏。图4-91 驻极体话筒内部电路

3．话筒的应用电路

图4-92所示是典型的驻极体话筒应用电路。该电路的核心器件是话筒BM。图4-92 话筒应用电路

参见图4-92（b），当驻极体膜片因声波振动时，电容两端就形成了变化的电压。该电压经场效应管放大后从S极输出，再利用C耦合到放大器进行放大。

十四、传感器

传感器是一种能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾）的装置或器件。它是实现自动检测和自动控制的基础。

传感器有热敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、湿敏传感器、光敏传感器、霍尔传感器等。热敏传感器在前面的章节中已作介绍，下面介绍其他传感器。

1．霍尔传感器（1）霍尔传感器的特点

霍尔传感器是以霍尔元件为核心构成的一种传感器。霍尔传感器具有结构牢固，体积小，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐振动，不怕灰尘、油污及盐雾等的污染或腐蚀等优点。常见的霍尔传感器如图4-93所示。图4-93 霍尔传感器实物提示霍尔传感器是由具有霍尔效应的砷化铟（InAs）、锑化铟（InSb）、砷化镓（GaAs）等半导体构成的磁敏元件。（2）霍尔传感器的工作原理

霍尔传感器是利用霍尔效应工作的传感器。霍尔效应是指置于磁场中的静止载流导体，当电流方向与磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势的现象。霍尔传感器的工作原理如图4-94所示。图4-94 霍尔传感器工作原理图（3）霍尔传感器的分类和构成

霍尔传感器按照输出方式可分为线性输出型和开关输出型两类。

线性输出型霍尔传感器是由霍尔元件、放大器、温度补偿电路等构成的，如图4-95所示。所谓的线性输出型霍尔传感器就是当由强到弱的磁场靠近它时，其输出电压随之逐渐增大或减小。开关输出型霍尔传感器是由霍尔元件、放大器、整形电路、放大管等构成的，如图4-96所示。开关输出型霍尔传感器就是当一个磁场靠近或远离霍尔元件时，其输出电压随之改变为低电平或高电平。图4-95 线性输出型霍尔传感器内部构成图4-96 开关输出型霍尔传感器内部构成

2．干簧管

干簧管是一种特殊的磁敏开关。典型的干簧管实物和电路符号如图4-97所示。图4-97 典型的干簧管实物和电路符号（1）构成

干簧管通常由2个或3个既导磁又导电材料做成的簧片触点，被封装在充有氮、氦等惰性气体或真空的玻璃管里制成。（2）干簧管的分类

干簧管按触点形式分为常开型和转换型两种。常开型干簧管内的触点平时打开，只有干簧管靠近磁场被磁化时，触点才能吸合；而转换型干簧管在结构上有3个簧片，第一片由导电不导磁的材料做成，第二、第三片用既导电又导磁的材料做成，上、中、下依次是1、3、2。当它不接近磁场时，1、3 片上的触点在弹力的作用下吸合；当它接近磁场时，3 片上的触点与1 片上的触点断开，而与2 片上的触点吸合，从而形成了一个转换开关。（3）干簧管的工作原理

下面以常开型干簧管为例简单介绍干簧管的工作原理。

当干簧管靠近磁铁时，或者由绕在干簧管上面的线圈通电后形成磁场使簧片磁化时，簧片就会感应出极性相反的磁极。由于磁极的极性相反而相互吸引，当吸引的磁力超过簧片自身的弹力时，簧片移动使触点吸合；当磁力减小到一定值时，在簧片自身弹力的作用下触点断开。（4）干簧管的应用

干簧管可作为传感器使用，用于计数、限位等。有一种自行车公里计时器，它是在轮胎上粘上磁铁，同时在附近的车架上安装两个干簧管构成的。许多门铃也使用了干簧管，将它装在门上，就可以实现开门时的报警、问候等；而有的断线报警器中也使用了干簧管。目前，部分加湿器、波轮全自动洗衣机的保护电路也采用了干簧管。

3．接近传感器（接近开关）

接近传感器也叫接近开关，它可以在不与目标物实际接触的情况下检测到靠近传感器的目标物。接近开关主要应用在自动化控制系统中，常见的接近开关实物和工作原理如图4-98所示。图4-98 接近开关实物和工作原理图

根据操作原理，接近开关大致可以分为电磁式、电容式。（1）电磁式接近开关

电磁式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大电路组成。LC高频振荡器通过振荡产生振荡脉冲。当金属物体接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，它的内部产生涡流。这个涡流使接近开关内的振荡器的振荡能力减弱，于是该开关判断出有金属物体接近，进而控制开关接通。反之，当金属物体离开后，该开关自动关断。（2）电容式接近开关

电容式接近开关也属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体本身。这种接近开关不仅可以检测接近的金属物体，而且可以检测绝缘的液体或粉状物体。

当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，

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