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发布时间:2020-06-18 03:30:49

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作者:王学屯

出版社:电子工业出版社

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常用小家电原理与维修技巧(第2版)

常用小家电原理与维修技巧(第2版)试读:

前言

改革开放以来,中国已成为世界上主要的家电生产大国,中国制造的家电产品越来越多地进入国际市场。小家电是家用电器的一个重要组成部分。2003年至今,中国小家电出口市场份额一直飙升。早在2007年,全年国内小家电销售额已达到1000亿元。目前,中国小家电市场正以每年10%~14%的速度增长,市场普及率相对较低的小家电孕育着惊人的市场潜力,已经成为家电市场新的利润增长点。目前我国小家电产品的利润率保持在30%~50%之间。

小家电在以“更小、更快、更安全”的核心理念指导下,各种兼具人性化、个性化、智能化、时尚化,以及环保、节能性的产品品种应运而生,在现代快节奏的家庭生活扮演着越来越重要的角色。人们也因此可以从烦琐的家务中解脱出来,达到轻松高效、快捷省心的效果。

为了适应社会的快速发展,我国的职业教育正在从学历教育向能力教育转化,这是我国教育领域的一次划时代且具有深远意义的改革。为了更好地适应职业技术学校的教学需求,突出职业技术教育的特色,本人将2009年出版的《常用小家电原理与维修技巧》进行了第二次修订,更新了绝大部分内容。修订后,本书有以下特点。

1.通俗易懂。从基础知识入手,原理阐述简单化,起点低,语言简洁,入门级维修人员即可读懂。

2.内容广而精。内容涵盖常见的各类型家用小家电,精讲它们的分类、特点、工作原理、注意事项及使用方法等。

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本书力求概念解释通俗化、工作原理简单化、实际操作规范化、动手能力兴趣化,适于中职、高职电子专业的学生、电工电子初学者、农村电工、农村劳动力转移技能培训相关人员。为了方便一线人员阅读,本书中的部分电路图未做标准化处理。

本书在编写过程中,参考了各小家电生产厂家的产品使用说明书、电路图及相关的大量书目及资料,还参考了2000年以来的《家电维修》、《电子报》等期刊。书后的参考文献目录中只列举了其中的一部分,在此,对相关作者一并表示衷心感谢!

由于电子技术日新月异,编者的见识和水平有限,书中难免有不足之处,恳请广大读者批评指正。王学屯2014.8

第1章 小家电概述

本章主要介绍小家电的定义及分类,使大家初步了解小家电的种类有哪些及其归类。

1.1 小家电的定义

家用电器,简称家电,是指适用于家庭、个人或单位使用的一切电器产品。简单地说,只要是我们使用的带电器具都可以归类为家用电器。家电一般可分为家用电工产品、家用电子产品和家用信息产品。

家用电工产品是指供电、灯光照明、电热、电动、制冷等以电工技术为主体的家电。

家用电子产品是指以电子技术为主要应用技术的家电,主要包括音响、视听设备等。

家用信息产品是指以电子技术、网络技术、计算机技术为主要应用技术的家电。

从维修的角度出发,家电可分为大家电和小家电。大家电又称耐用家电,一般是指价值大于1000元的电器;小家电是指除耐用家电以外的家电产品。大家电主要包括彩色电视机、DVD、冰箱、空调等,而小家电主要包括生活中采用的电热、电动类器具,如电饭锅、电吹风、电热水器、排油烟机等。小家电和大家电目前没有统一的明显界限归类,如手机、MP3、电磁炉等,从体积和外形上它们可归为小家电类,而从电路功能和结构它们又可归为大家电。

1.2 小家电分类

1.按用途分类2.按工作特点分类3.按安装方式分类

思考与练习1

1.什么叫家用电器?它有哪些分类?

2.小家电是怎样分类的?

3.常见的厨房系列小家电有哪些?

4.常见的取暖系列小家电有哪些?

5.常见的音响系列小家电有哪些?

第2章 小家电基本元器件的识别与检测

任何一种小家电的内部构造,都是由基本电子元器件构成的单元电路组成的。本章主要讲述电阻、电容、电感、晶体管等基本元器件的作用、图形符号、识别和检测方法。

2.1 认识电阻

电阻器简称电阻,在电路中起阻碍电流通过的作用。电阻的主要作用有降压、分压、限流及向各电子元器件提供必要的工作条件(电压或电流)等。

常用的电阻按其阻值特点可分为三大类:阻值固定的电阻称为固定电阻或普通电阻,在电路中常用R来表示;阻值连续可变的电阻称为可变电阻(电位器和微调电阻),在电路中常用R或W来表示;具p有特殊作用的电阻器称为敏感电阻(如热敏电阻、光敏电阻、气敏电阻等)。各种电阻的外形结构如图2.1所示。图2.1 各种电阻的外形结构图2.1.1 普通电阻

电阻的图形符号如图2.2(a)所示。在实际应用中,常采用字母加数字或直接用电阻的标称值来表示电路中不同的电阻,我们称之为电阻的“标号”。在看电路图或查找某个电阻时,只需查看电阻的标号即可。电阻标号如图2.2(b)所示。图2.2 电阻的图形符号与标号

电阻的单位为欧姆,简称欧,用符号“Ω”来表示。常用的单位还有kΩ(千欧)、MΩ(兆欧)。

电阻阻值的表示法有多种,小家电中的电阻常用直标法和色环法。直标法就是将电阻的阻值用数字和文字符号直接标在电阻体上,一般用于体积较大(功率大)的电阻。

色环法(色标法)是将电阻的类别及主要技术参数的数值用颜色(色环)标注在它的外表面上。常用的有四色环电阻和五色环电阻,色环电阻外形图如图2.3所示。图2.3 色环电阻外形图

四环电阻各色环的含义示意图如图2.4所示。图2.4 四环电阻各色环的含义示意图

四色环电阻是用三个色环来表示阻值(前两个环代表有效值,第三色环代表乘上的倍率),用一个色环(第四色环)表示误差。

快速识别色环电阻的要点是熟记色环所代表的数字含义,为方便记忆,特编写了色环代表的数值顺口溜如下。

1棕2红3为橙,4黄5绿在其中,

6蓝7紫随后到,8灰9白黑为0,

尾环金银为误差,数字应为510。

尾环的确定:紧靠电阻体一端头的色环为第1环,露着电阻体本色较多的另一环为尾环;由于金色、银色为误差值,因此只要最边缘的色环为金色或银色,则该色环就为尾环。

用上述方法读出的数值,一律以欧姆(Ω)为单位。若得出的数值大于1000,则应“逢千进位”,这是约定俗成的习惯。2.1.2 几种特殊电阻1.熔断电阻

熔断电阻又称保险电阻,是一种兼电阻和熔断器双重作用的功能元件。它在正常工作情况下起一个普通电阻的作用,而一旦电路出现故障则起保险的作用。熔断电阻的阻值较小,一般为几欧至几十欧,并且大部分都是不可逆的,即熔断后不能恢复使用。

熔断电阻在电路中的文字符号用字母“RF”或“Fu”表示。熔断电阻的外形及图形符号如图2.5所示。图2.5 熔断电阻的外形及图形符号2.热敏电阻

热敏电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。热敏电阻按阻值的温度系数可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻两种。热敏电阻在电路中用字母符号“R(RT)”、“t°”或t“R”表示,其外形及图形符号如图2.6所示。图2.6 热敏电阻的外形及图形符号

正温度系数热敏电阻,是指随着温度的升高而阻值明显增大的电阻,又简称为PTC。利用该特性,正温度系数热敏电阻多用于自动控制电路。

PTC元件的电阻—温度特性曲线如图2.7所示。从图中可知,PTC元件的电阻在0~t之间,阻值随温度的升高而减小,t温度点称11为转折温度,又叫居里点;在t~t之间,随着温度的升高,电阻值12迅速增大,可增至数万倍,呈现出正温度系数特性。此时它可用于控温电路,其控温原理是:温度t升高↑→电阻R变大↑→热功率P减小↓→温度t降低↓,具体的控制温度与环境有关。图2.7 PTC元件的电阻—温度特性曲线图

负温度系数热敏电阻,是指随着温度的升高而阻值明显减小的电阻,又简称为NTC。NTC元件在小家电中常用于软启动、自动检测及控制电路中。

NTC元件的电阻—温度特性曲线如图2.8所示。从图中可知,该曲线近似为线性关系。在一定的电压下,刚通电时NTC的电阻较大,通过的电流较小。当电流的热效应使NTC元件温度升高时,其电阻减小,通过的电流增大。图2.8 NTC元件的电阻—温度特性曲线图3.压敏电阻

压敏电阻主要用于电路的过压保护,是家用电器中的“安全卫士”。当压敏电阻两端的电压低于其标称电压时,其内部几乎是绝缘的,呈高阻抗状态;当压敏电阻两端的电压(遇到浪涌过电压、操作过电压等)高于其标称电压时,其内部的阻值急剧下降,呈低阻抗状态,外来的浪涌过电压、操作过电压就通过压敏电阻以放电电流的形式被泄放掉,从而起到过压保护作用。压敏电阻的外形及图形符号如图2.9所示。图2.9 压敏电阻的外形及图形符号4.光敏电阻

光敏电阻是用半导体光电导材料制成的,其基本特征如下。(1)光照特性

随着光照强度的增大,光敏电阻的阻值急剧下降,然后逐渐趋于饱和(阻值接近0Ω)。(2)伏安特性

光敏电阻两端所加的电压越高,光电流也越大,且无饱和现象。(3)温度特性

随着温度的增大,有些光敏电阻的阻值增大,有些则减小。根据光敏电阻的上述特性,它多用于与光度有关的自动控制电路。光敏电阻的外形及图形符号如图2.10所示。图2.10 光敏电阻的外形及图形符号5.气敏电阻

气敏电阻是利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应的原理制成的,主要成分是金属氧化物。它主要用于各种气体自动控制电路和报警电路中,其外形及图形符号如图2.11所示。图2.11 气敏电阻外形及图形符号2.1.3 电阻的常见故障及检测方法

电阻的常见故障有两种,即开路和阻值变化。电阻损坏后,其表面涂层会变色或发黑,从外观判断,既直观又快速。电阻的损坏特征及检测方法如表2.1所示。表2.1 电阻的损坏特征及检测方法

各种电阻一般通过检测其电阻值可判断其质量是否良好,检测结果若在其误差值范围内,则为正常,否则为损坏。

电阻损坏现象有3种:检测结果超出标称值许多,为变值或质量不合格;检测结果是无穷大,为断路;检测结果是0,为短路。1.普通固定电阻的检测

将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接,即可测出实际电阻值。根据电阻误差等级不同,读数与标称阻值之间分别允许有±5%、±10%或±20%的误差。如不相符,超出误差范围,则说明该电阻值变值了。普通固定电阻测试图如图2.12所示。图2.12 普通固定电阻测试图注意:测试时,特别是在测几十千欧以上阻值的电阻时,手不要触及表笔和电阻的导电部分;测试时,要将被检测电阻从电路中焊下来,至少要焊开一端,以免电路中的其他元器件对测试产生影响,造成测量误差。2.电位器(或微调电阻)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,然后用万用表的欧姆挡测“1”、“3”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。

检测电位器的活动臂与电阻片的接触是否良好。用万用表的欧姆挡测“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。如果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。电位器测量示意图如图2.13(a)所示。

对于开关电位器除应进行上述测量外,还应检查开关部分是否良好。当将开关接通时,开关的两个端子之间阻值应为零;当将开关断开时,开关的两个端子之间阻值应为无穷大,说明开关良好。测量开关示意图如图2.13(b)所示。图2.13 带开关电位器的测量3.熔断电阻的检测

在电路中,当熔断电阻损坏后,可根据经验作出判断。若发现熔断电阻器表面发黑或烧焦,可断定是由于负荷过重,通过它的电流超过额定值许多倍所致;如果其表面无任何痕迹而开路,则表明流过的电流刚好等于或稍大于其额定熔断值。

对于表面无任何痕迹的熔断电阻器好坏的判断,可借助万用表R×1挡来测量。若测得的阻值为无穷大,则说明此熔断电阻器已失效开路;若测得的阻值与标称值相差甚远,表明电阻变值,也不宜再使用。4.热敏电阻的检测

热敏电阻分负温度系数(NTC)热敏电阻和正温度系数(PTC)热敏电阻。

第一步,测量常温电阻值,如图2.14(a)所示。将万用表置于合适的欧姆挡(根据标称电阻值确定挡位),用两表笔分别接触热敏电阻的两引脚测出实际阻值,并与标称阻值相比较。如果二者相差过大,则说明所测热敏电阻性能不良或已损坏。

第二步,测量温变时(升温或降温)的电阻值,如图2.14(b)所示。在常温测试正常的基础上,即可进行升温或降温检测。用手捏住热敏电阻测电阻值,观察万用表示数,此时会看到显示的数据随温度的升高而变化(NTC是减小,PTC是增大),表明电阻值在逐渐变化。当阻值改变到一定数值时,显示数据会逐渐稳定。测量时若环境温度接近体温,可用电烙铁靠近或紧贴热敏电阻进行加热。图2.14 热敏电阻的检测5.压敏电阻的检测

用万用表的R×1k挡测量压敏电阻两引脚之间的正、反向绝缘电阻,均应为无穷大,否则说明漏电流大。若所测电阻很小,说明压敏电阻已损坏,不能使用。压敏电阻的检测示意图如图2.15所示。图2.15 压敏电阻的检测6.光敏电阻的检测

测量光敏电阻时需分两步进行。

第一步,测量有光时的电阻值,如图2.16(a)所示。将万用表的两表笔分别与光敏电阻两引脚相接,测量有光照时的电阻值。

第二步,测量无光照时的电阻值,如图2.16(b)所示。用一不透光黑纸(或用手指)将光敏电阻遮住,测量无光照时的电阻值。图2.16 光敏电阻的检测

两者相比,应有较大差别,通常光敏电阻有光照时的电阻值为几千欧(此值越小,说明光敏电阻性能越好),无光照时的电阻值大于1500kΩ,甚至无穷大(此值越大,说明光敏电阻性能越好)。

如果光敏电阻在有光时所测阻值很大,甚至为无穷大,则说明被测光敏电阻内部开路损坏;如果光敏电阻在无光时所测阻值很小或为零,则说明被测光敏电阻已烧穿损坏。2.1.4 电阻的代换原则及技巧1.电阻的代换原则及技巧

① 在安装许可的情况下,大功率电阻可以代换同阻值小功率的电阻。

② 精密电阻可以代换普通电阻。

③ 在安装方便的情况下,微调电阻可以代换固定电阻。

④ 在印制电路板许可的情况下,通孔电阻与贴片电阻可以互相代换。

⑤ 多个电阻串联、并联或混联可以代换固定电阻。

⑥ 电位器的代换,首先要考虑的是外形大小及轴端式样要符合电路的要求;其次,要符合电位器阻值变化的形式。

⑦ 静态调试工作点电路的电位器可以用固定电阻代换。2.电阻代换的注意事项

① 一定要查明原因,以免将故障扩大。

② 不宜以功率较小的电阻代换功率较大的电阻,以免再次损坏。

③ 对于熔断电阻(或限流电阻)不宜人为增大其阻值或功率;否则,将失去保险的作用。

④ 取样电阻一定要用同规格、同性能的电阻代换。

⑤ 精密电阻不能用普通电阻代换。

2.2 认识电容

电容器简称电容,电容是衡量导体储存电荷能力的物理量,在电路中,常作滤波、耦合、振荡、旁路之用。电容的主要基本特性为:通高频,阻低频;通交流,隔直流。2.2.1 常用电容

在电路图中,常用电容的外形及图形符号如图2.17所示。在看电路图或查找某个电容时,只需查看电容的标号即可。电容标号示意图如图2.18所示。图2.17 常用电容的外形及图形符号图2.18 电容标号示意图

电容常用字母“C”来表示,常用的单位有法拉(F)、毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)。

各单位的换算关系为2.2.2 电容的常见故障及检测方法

电容的常见故障现象有开路、短路和容量发生变化等。电容的常见故障损坏现象及检测方法如表2.2所示。表2.2 电容的常见故障损坏现象及检测方法

电容的检测方法如下。1.用指针式万用表检测电容的方法

将指针式万用表调至R×10k欧姆挡,然后用万用表的红、黑表笔分别接触电容的两个引脚,观察万用表指示电阻值的变化。用指针式万用表检测电容的示意图如图2.19所示。图2.19 用指针式万用表检测电容的示意图

如果表笔接通瞬间,万用表的指针向右微小摆动,然后又回到无穷大处,调换表笔后,再次测量,指针也向右摆动后返回无穷大处,可以判断该电容正常。

如果表笔接通瞬间,万用表的指针摆动至“0”附近,可以判断该电容被击穿或严重漏电。

如果表笔接通瞬间,指针摆动后不再回至无穷大处,可判断该电容器漏电。2.用数字式万用表检测电容量的方法

用数字式万用表测量电容量的具体方法是:将数字万用表置于电容挡,根据电容量的大小选择适当挡位;待测电容充分放电后,将待测电容直接插到测试孔内或两表笔分别直接接触进行测量。数字式万用表的显示屏上将直接显示出待测电容的容量。用数字式万用表检测电容量的示意图如图2.20所示。图2.20 用数字式万用表检测电容量的示意图2.2.3 电容的代换原则及技巧1.电容的代换原则及技巧

① 代换电容要与原电容的容量基本相同(对于旁路、耦合、滤波电容,容量可以比原电路大一些),一般不考虑电容的允许误差(除了振荡电路中用到的电容)。

② 高耐压电容可以代换低耐压电容。

③ 小容量电容并联可以代换大容量电容,大容量电容串联可以代换小容量电容。

④ 电解电容反串可以代换无极性电容。

⑤ 对于滤波电路中的电解电容,只要耐压、耐温相同,大容量的电容可以代换小容量的电容。

⑥ 在印制电路板许可的情况下,通孔电容与贴片电容可以互相代换。2.电容代换的注意事项

电容代换时要注意以下几点。

① 所代换的电容耐压值不能低于原电容的耐压值。

② 无极性电容和电解电容不能混用。

③ 电磁炉中的高频谐振电容和电源滤波电容常采用无感、高频特性好、自愈能力强和稳定性高的MKPH型电容,不能用普通电容替代。

2.3 感性器件

2.3.1 常用的感性器件

电感器是用铜线在不同物体上或空心绕制而成的,是利用电磁感应原理制成的器件,所以称为感性器件,简称电感。电感的主要物理特征是将电能转换为磁能并储存起来,其基本特性是:通低频,阻高频;通直流,阻交流。

电感在电路中主要用于耦合、滤波、缓冲、反馈、阻抗匹配、振荡、定时、移相等。常用电感的外形如图2.21所示。图2.21 常用电感的外形

在电路原理图中,电感常用符号“L”或“T”表示。不同类型的电感在电路原理图中通常采用不同的符号来表示,如图2.22所示。电感标号示意图如图2.23所示。图2.22 电感常用符号图2.23 电感标号示意图

电感的常用单位有享(H)、毫享(mH)和微享(μH)。

小家电中常用的电源变压器如图2.24(a)、(b)所示,一般为降压型变压器;常用的开关变压器外形与图形符号如图2.24(c)、(d)所示。图2.24 变压器的外形与符号图2.3.2 感性器件的常见故障及检测方法

电感常见故障现象有开路和短路等。开路用万用表检测法容易判断,而短路用万用表测量却不宜判断与检测,常用替换法等加以判断。各种电感的检测方法如下。1.外观检查感性器件

检测电感时先进行外观检查,看线圈有无松散、引脚有无折断、线圈是否烧毁或外壳是否烧焦等。若有上述现象,则表明电感已损坏。2.万用表电阻法检测感性器件图2.25 电阻法检测感性器件

用万用表的欧姆挡测线圈的直流电阻,如图2.25所示。电感的直流电阻值一般很小,匝数多、线径细的线圈能达几十欧;对于有抽头的线圈,各引脚之间的阻值均很小,仅有几欧姆左右。若用万用表R×1Ω挡测线圈的直流电阻,阻值无穷大说明线圈(或与引出线间)已经开路损坏;阻值比正常值小很多,则说明有局部短路;阻值为零,说明线圈完全短路。

被测电感直流电阻值的大小与绕制电感线圈所用的漆包线径、绕制圈数有直接关系,只要能测出电阻值,则可粗略认为被测电感是正常的。3.变压器的检测(1)气味判断法

在严重短路性损坏的情况下,变压器会冒烟,并会放出高温烧绝缘漆、绝缘纸等的气味。这种气味不仅存在于变压器烧毁的当时,即使烧毁后存放很长时间之后,仍会散发出这种气味。因此,只要能闻到绝缘漆烧焦的气味,就表明变压器正在烧毁或已烧毁。(2)外观观察法

用眼睛或借助放大镜,仔细查看变压器的外观,看其是否引脚断路或接触不良、包装是否损坏、骨架是否良好、铁心是否松动等。往往较为明显的故障,用观察法就可判断出来。(3)变压器绕组直流电阻的测量

变压器绕组的直流电阻很小,用万用表的R×1Ω挡检测即可判断绕组有无短路或断路情况,如图2.26所示。一般情况下,电源变压器(降压式)初级绕组的直流电阻多为几十至上百欧姆,次级直流电阻多为零点几至几欧姆。对于中周变压器,绕组的直流电阻一般很小,只有零点几欧姆。图2.26 变压器绕组直流电阻的测量(4)电源变压器空载电压的检测

电源变压器空载电压检测如图2.27所示。将电源变压器的初级接220V市电,用万用表交流电压挡依次测出各绕组的空载电压值(U21、U22、U23、U24)应符合要求值,允许误差范围一般为:高压绕组≤±10%,低压绕组≤±5%,带中心抽头的两组对称绕组的电压差应≤±2%。图2.27 电源变压器空载电压检测2.3.3 感性器件的代换原则及技巧1.感性器件的代换原则及技巧

① 大功率电感可以代换同类小功率的电感。

② 代换贴片电感的额定电流必须大于实际电路的工作电流,若额定电流选择过低,很容易影响电感性能或烧毁电感。

③ 在印制电路板许可的情况下,通孔电感与贴片电感可以互相代换。

④ 电源多绕组变压器可以代换少绕组变压器。2.感性器件代换注意事项

① 振荡电路、定时电路的电感,必须用同规格的电感代换。

② 开关电路的变压器必须用同规格的变压器代换。

③ 电磁炉中的加热线圈必须用同规格的线圈代换。

④ 中频电路的中周(中频变压器)必须用同规格的中周代换。

2.4 认识晶体管

晶体管一般包括晶体二极管和晶体三极管,其核心是具有单向导电性的PN结。2.4.1 二极管的分类及图形符号

晶体二极管简称二极管,其内部有一个PN结。PN结的最大特点是具有单向导电性,即加正向电压导通,加反向电压截止。在电路中,二极管的使用较为广泛。

二极管的种类很多,在小家电中常有以下几种分类方法。按材料分,有锗、硅二极管和砷化镓二极管等;按用途分,有整流、钳位、稳压、发光二极管等;按频率分,有普通二极管和快恢复二极管等。

普通二极管的外形、图形符号及标号如图2.28所示,一般常用“VD”来表示。图2.28 普通二极管的外形、图形符号及标号2.4.2 几种特殊二极管

除普通二极管外,还有几种特殊二极管,具有特殊的功能。小家电中常用的特殊二极管有稳压二极管、发光二极管和双向二极管等。1.稳压二极管

稳压二极管又称齐纳二极管,其外形和图形符号如图2.29所示。它是利用硅二极管的反向击穿特性(雪崩现象)来稳定直流电压的,根据击穿电压来决定稳压值。因此,需注意的是,稳压二极管是加反向偏压的。稳压二极管主要起稳定电路电压的作用。图2.29 稳压二极管的外形和图形符号2.发光二极管

普通发光二极管(LED)常用作电源指示或工作状态指示等,其外形及图形符号如图2.30所示。引脚引线以较长者为正极,较短者为负极;也可观察管芯内部的电极结构形状,极片大的对应的引脚为负极,极片小的对应的引脚为正极。图2.30 发光二极管的外形和图形符号

在实际应用中,一般在发光二极管电路中串联一个限流电阻,以防止大电流将发光二极管损坏。发光二极管只能工作在正偏状态,且正向电压在1.5~3V之间。3.双向二极管

双向触发二极管简称双向二极管,其外形与图形符号如图2.31所示。图2.31 双向二极管图形符号

双向二极管具有两个对称的正、反转折电压,当两端的电压小于正向转折电压时,器件呈高阻状态;当两端的电压大于正向转折电压时,器件呈负电阻特性(电压降低,电流反而增加)。因此,可用作双向交流开关,广泛应用于双向晶闸管触发电路、定时器及过压保护电路等。4.整流桥

由于整流电路通常被称为桥式整流电路,因而将几个整流二极管封装在一起的组件被称为整流桥。整流桥可分全桥和半桥两种形式,全桥内部封装有4只二极管,半桥内部只封装有两只二极管。常见整流桥的外形及符号如图2.32所示。图2.32 常见整流桥的外形及符号2.4.3 二极管的检测及代换原则1.用指针式万用表检测普通二极管

用指针式万用表测量普通二极管(整流二极管、检波二极管)的正、反向电阻如图2.33所示。测量判断的依据:二极管的正向电阻小,反向电阻大。正常二极管的正、反向电阻值如表2.3所示。图2.33 二极管正、反向电阻测量图表2.3 正常二极管的正、反向电阻值

测量的结果如下。

① 一次阻值大,一次阻值小。阻值小时,黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极。二极管正常。

② 两次阻值都很大,二极管断路(特殊二极管除外)。

③ 两次阻值都很小,二极管短路。

④ 正向电阻值大于上表上限,反向电阻值小于上表下限,表示二极管性能不太好。2.用数字式万用表检测普通二极管

用数字式万用表的红表笔接内部电池的正极,黑表笔接内部电池的负极,这跟指针式万用表刚好相反。用数字式万用表检测普通二极管示意图如图2.34所示。将数字式万用表置于二极管挡,红表笔插入“V/Ω”插孔,黑表笔插入“COM”插孔。将两支表笔分别接触二极管的两个电极,如果显示溢出符号“1”,说明二极管处于反向截止状态,此时黑表笔接的是二极管正极,红表笔接的是二极管负极。反之,如果显示值在100mV以下,则二极管处于正向导通状态,此时红表笔接的是二极管正极,黑表笔接的是二极管负极。数字式万用表实际上测的是二极管两端的压降。图2.34 用数字式万用表检测普通二极管示意图

另外,开关二极管、阻尼二极管、隔离二极管、钳位二极管、快恢复二极管等,均可参考整流二极管的识别与判断方法。3.二极管代换原则

① 当小家电中的二极管损坏时,如果没有同型号的管子更换时,应查看晶体管手册,可选用三项主要参数I(最大整流电FM流)、U(最高反向工作电压)、f最高工作频率都满足要求的其RMM他型号的二极管代换。当然,如果三项主要参数比原管子都大,一定可满足电路的要求。但并非代换管子一定要比原管子各项参数都高才行,关键是能满足电路的需求,只要满足电路需求即可。

② 硅管与锗管在特性上是有一定差异的,一般不宜互相代用。

③ 多个稳压二极管串联可以代换一个稳压二极管使用。

④ 高速开关二极管可以代换普通开关二极管,反向击穿电压高的开关二极管可以代换反向击穿电压低的开关二极管。2.4.4 三极管的特点、分类及图形符号1.三极管的外形和图形符号

三极管的外形和图形符号如图2.35所示。三极管有三个电极,分别为发射极(用E或e表示)、基极(用B或b表示)、集电极(用C或c表示)。图2.35 三极管的外形和图形符号

三极管的表示字母在电路图中目前统一规定用“VT”表示,但也常见按惯例的“V”、“Q”、“T”等表示法。三极管在原理图及印制电路板上的标号如图2.36所示。图2.36 三极管在原理图及印制电路板上的标号2.三极管的分类

三极管的分类有多种方式。按极性分,有NPN型和PNP型;按制作材料分,有硅管和锗管;按耗散功率分,有小功率、中功率和大功率管;按工作频率分,有低频管和高频管;按用途分,有放大管和开关管等。3.三极管的特点

三极管的最大特点就是具有放大和开关作用。由于这一特性,使得三极管在电子电路中得到了广泛的应用。

必须给三极管加上合适的外部条件,三极管才能实现放大和开关作用。这个外部条件就是给三极管适当的偏压,即给三个电极加上合适的工作电压。

三极管的偏压常有如下三种。

① 三极管的发射结(极)正偏、集电结(极)反偏,即PNP型管V>V>V,NPN型管V>V>V。此时三极管处于放大状态。ebccbe

② 三极管的发射结(极)、集电结(极)都反偏,即U的值小be于或等于0V,三极管无工作电流。此时三极管处于关(截止)状态。

③ 三极管的发射结(极)、集电结(极)都正偏,即U的绝对be值锗管远大0.3V、硅管远大于0.7V。此时三极管处于开(饱和)状态。2.4.5 三极管的检测及代换原则1.用指针式万用表检测普通三极管

用指针式万用表判断普通三极管的三个电极及其管型,以及三极管的好坏时,选择R×100或R×1k挡位,常分两步进行测量判断。

测量判断的依据是:三极管由两个PN结所构成,且具有电流放大作用,其等效结构如图2.37所示,测量时要时刻想着此图,从而达到熟能生巧的目的。图2.37 三极管的等效结构图

万用表挡位选择R×1k或R×100挡,分两歩进行测量判断,方法说明如下。(1)判断基极,确定管型

假设一个电极为基极,万用表的一表笔接假设的基极,用另一表笔去测量其余的两个电极;然后对调红黑两表笔,再测一次。这样测量四次,直到两次阻值很“大”,两次阻值很“小”,那么假设的基极正确。

若此时黑笔接基极,测得的阻值较小(正向电阻),说明是NPN型三极管。

若此时红笔接基极,测得的阻值较小(正向电阻),说明是PNP型三极管。

若至少有一次阻值为0,则说明三极管已短路损坏。

若四次阻值都很大,则说明三极管已断路损坏。测量示意图如图2.38所示。图2.38 找基极、定管型的测量示意图(2)判断发射极和集电极

基极找到之后,判断出PNP型或NPN型三极管,再找发射极和集电极。若为NPN型,黑表笔接假设的集电极,红表笔接假设的发射极,加合适的电阻(50~100kΩ的电阻或湿手指)在黑表笔与基极之间,记住此时的阻值;然后对调两表笔,电阻仍跨接在黑表笔与基极之间(电阻随着黑表笔走),万用表又指出一个阻值。比较两次所测数值的大小,哪次阻值小(偏转大),假设成立。测量示意图如图2.39所示。图2.39 用万用表判断发射极和集电极的方法

PNP型与NPN型正好相反,移动红表笔接假设的基极,电阻(手指)随着红表笔走。2.万用表h插孔检测三极管FE

h是三极管的直流电流放大系数。用数字式万用表或指针式万FE用表都可以方便地测出三极管的h。将数字或指针式万用表置于hFEFE挡位,若被测三极管是NPN型,则将管子的各引脚插入NPN型相应的插孔中;若被测三极管是PNP型,则将管子的各引脚插入PNP型相应的插孔中。此时,显示屏就会显示出被测管的h。FE3.三极管的代换原则(1)类型相同的可代换

① 材料和极性都相同,如都是PNP型硅材料。

② 实际型号是一样的,只是标注方法不同或厂家不同。例如,9014同3DG9014,D1555同2SD1555等。(2)特性相近的可代换

① 集电极最大耗散功率(P)一般要求用与原管相等或较大的CM三极管进行代换。

② 集电极最大允许直流电流(I)一般要求用与原管相等或较CM大的三极管进行代换。

③ 用于代换的击穿电压三极管,必须能够在整机中安全地承受最高工作电压。三极管的击穿电压参数主要有集电极—基极击穿电压(BV)、集电极—发射极击穿电压(BV)。cboceo

通常要求用于代换的三极管,其上述击穿电压应不小于原管对应的击穿电压。

④ 用于代换的三极管,其f与f应不小于原管对应的f与f。TβTβ

⑤ 除以上主要参数外,在代换时还应应用噪声系数较小或相等的三极管。

⑥ 性能好的三极管可代换性能差的三极管。例如,β值高的可代换β值低的,穿透电流小的可代换穿透电流大的。

⑦ 在耗散功率允许的情况下,可用高频管代换低频管。2.4.6 晶闸管及其检测

晶闸管又称为可控硅,是一种具有多个PN结结构的硅芯片和三个电极组成的半导体器件。常用的晶闸管有两类,即普通晶闸管和双向晶闸管。晶闸管广泛应用于小家电的自动控制电路和无触点开关电路中。1.单向晶闸管

单向晶闸管的结构和图形符号如图2.40所示。它有三个电极:阳极A、阴极K和控制极G。单向晶闸管的文字符号常用VS、VT表示,以前也常见用SCR、KG、CT等表示的。图2.40 单向晶闸管的结构和图形符号

单向晶闸管按外形分,有平面型、螺栓型和小型塑封型等,其外形如图2.41所示。图2.41 几种单向晶闸管的外形

单向晶闸管导通必须具备两个条件:一是阳极与阴极间接正向电压;二是控制极与阴极间也要接正向电压。无控制极信号时,当阳极上加正电位时,在一定的电压范围内,器件仍处于阻抗很高的关闭状态;当控制极加上适当大小的正电压,则器件可迅速导通;一旦导通,控制极便失去电压,晶闸管仍然导通。只有当器件中的电流减小到某个阻值,或阳极与阴极间的电压减小到零或负值时,晶闸管才恢复到关闭状态。

晶闸管最大的特点就是只要控制极通以几毫安至几十毫安的电流就可以触发器件导通,器件就可以通过较大的电流,即以“小电流”控制“大电流”。2.双向晶闸管

双向晶闸管的结构和图形符号如图2.42所示。它也有三个电极,但它没有阴、阳极之分,而统称为主电极T1(或A1)和T2(或A2),另一个电极G被称为控制极。图2.42 双向晶闸管的结构和图形符号

常见双向晶闸管的外形如图2.43所示,它的文字符号常采用VS、VT表示,以前也有用SCR、CT、KG及KS等表示的。图2.43 常见双向晶闸管的外形

双向晶闸管的主电极T1、T2无论加正向电压还是反向电压,其控制极G的触发信号无论是正向还是反向,它都能被“触发”而导通。由于它具有正、反两个方向都能控制导通的特点,所以它的输出电压不像单向晶闸管那样是直流形式,而是交流形式。3.晶闸管的检测

单向晶闸管的检测方法如下。(1)单向晶闸管电极的判别

把指针式万用表的量程选择在R×100挡或R×1k挡,可依据控制极G与阴极K之间是一个PN结的特点,首先判断出控制极G。先用红、黑表笔分别接触晶闸管三个电极中的任意两个,测其之间的正、反向阻值。若某一次测得的阻值很小,则这次测量中黑表笔所接触的是控制极G。然后,再用黑表笔去接触控制极,用红表笔分别接触它的另外两电极。在测得的两个阻值中,较小的那一次与红表笔接触的那个引脚是阴极K,另一引脚就是阳极A。(2)单向晶闸管好坏的判断

用指针式万用表的R×10k挡测阳极与控制极、阳极与阴极之间的电阻均应很大。如果阻值很小,表明该管已被击穿损坏。

用R×100挡或R×1k挡,测控制极与阴极之间的电阻。如果正向电阻很大,说明控制极与阴极间已损坏;反向电阻一般会很大。

双向晶闸管的检测方法如下。

用指针式万用表的R×1k挡,测量T1与T2间的正、反向电阻,表针都应不动或微动。

将量程换到R×1挡,黑表笔接T1,红笔接T2,将触发极与T2短接一下后离开,万用表应保持几到几十欧的示数;调换两表笔,再次将触发极与T2短接一下后离开,万用表的示数基本同上。

如果实际测量情况与上述测量情况基本相符,表明该管基本上是好的,否则可能已损坏。

2.5 电路与集成电路

2.5.1 分立元件电路与集成电路

分立元件电路是把若干个电阻、电容、电感、二极管、三极管及其连接线等分立元件组成电路图并安装成电路板,其缺点是电路比集成电路庞大。

集成电路是一种微型电子器件或部件,其外形结构图如图2.44所示。制作集成电路需采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元器件及布线互连在一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。其中的所有元器件在结构上已组成一个整体。这样,整个电路的体积大大缩小,并且引出线和焊接点的数目也大为减少,从而使电子元器件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。图2.44 集成电路的外形结构图2.5.2 单片机及其代换

单片机,就是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时器/计数器及输入/输出(I/O)接口电路等主要计算机部件,集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。因此,被称为单片微控制器,简称单片机(MCU)。单片机的外形结构如图2.45所示。图2.45 单片机的外形结构

在小家电电路中,单片机是整个电路的控制中心,用于实现人机对话、监测工作电流和电网电压,以及操作、报警、显示当前状态等功能。小家电中通常采用8位单片机系统,并且无须外接存储器,时钟频率多为4~8MHz。

任何型号单片机中的CPU在工作时,都必须具备以下三个基本条件。

① 必须有合适的工作电压。电磁炉中一般采用+5V工作电压,即V电源正极和V电源负极(地)两个引脚。DDSS

② 必须有复位(清零)电压。由于单片机电路较多,在开始工作时必须处在一个预备状态,这个进入状态的过程叫复位(清零)。外电路应给单片机提供一个复位信号,使微处理器中的程序计数器等电路清零复位,从而保证微处理器从初始程序开始工作。

③ 必须有时钟振荡电路(信号)。单片机内由于有大规模的数字集成电路,这么多的数字电路组合对某一信号进行系统的处理,就必须保持一定的处理顺序及步调的一致性,此步调一致的工作由“时钟脉冲”控制。单片机的外部通常外接晶体振荡器(晶振)和内部电路组成时钟振荡电路,产生的振荡信号作为微处理器工作的脉冲。

当怀疑单片机有问题时,首先应检查单片机的三个工作条件是否正常,其次再检查单片机本身。由于每种小家电机型中的单片机内部的只读存储器(ROM)内的数据(运行程序)是不尽相同的,而且各厂家对各个I/O端口的定义也各不相同,因此,它的可代换性很小。

若确认单片机损坏,只能向售后维修单位或厂家索取,有条件的也可以自己烧录。也可找同型号、同软件版本的产品废件进行拆解维修。2.5.3 三端稳压器及其代换

许多小家电尽管从外部来看,都由220V的市电电网供电,但在其内部,大部分都需要将交流电转换成不同规格的低压直流电,这就必须用到直流稳压电源。

为了给小家电产品提供一个稳定的直流电压,一部分机型采用分立器件,另一部分机型采用集成三端稳压器。三端固定式集成稳压器只有三个引脚:输入、地线和输出,其输出电压固定不可调。

我国生产的三端稳压器以“W”为前缀,其他不同公司生产的器件采用不同的前缀和后缀,但主体名称均相类似。

W78××系列(输出正电源)和W79××系列(输出负电源)集成稳压电源的输出电压有多种规格,如表2.4所示。表2.4 W78XX/79XX系列稳压器的型号与输出电压对照表

输出正电压的稳压器以W78××命名,78后面的数字代表输出正电压的数值(V),有5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V七个挡位;78后面的字母表示最大工作电流,其中L表示最大输出电流为100mA,M表示最大输出电流为500mA,无字母表示最大输出电流为1.5A(加散热器)。

输出负电压的稳压器以W79××命名,后面的数字和字母所代表的意义与W78××系列相同。

三端稳压器的封装形式常有金属封装和塑料封装两种,其外形和引脚功能如图2.46所示。图2.46 三端稳压器的外形和引脚功能图2.47 W78××系列集成稳压器的基本应用电路

图2.47所示的是W78××系列集成稳压器的基本应用电路。实际应用中,需根据实际所需要的输出电压值选用适合的稳压器的型号。例如,需要+12V的稳定电压,那么就选用W7812器件;如果只需要较小的电流(<50mA),可选带“L”的W78L12(或W7812L)器件。需注意的是,应正确选择输入电压u值,根据稳压器自身的要求,输i入电压u应至少比输出电压u大2~3V;考虑到电源波动及负载变化io对u产生的影响,应考虑满负载时u值比u值大4V左右为宜;如果去iio掉负载,输入端一样有较大的滤波电容存在,u值会提高20%左右。i

国产78/79系列三端集成稳压器用字母“CW”或“W”表示。例如,CW78L05、W78L05、CW7805等。“C”是英文CHINA(中国)的缩写,“W”是稳压器中“稳”字的第一个汉语拼音字母。进口78/79系列三端集成稳压器用字母AN、LM、TA、MC、NJM、RC、KA、µPC表示,如TA7806、MC7806、AN7806、µPC7806、LM7906等。不同厂家生产的78/79系列三端集成稳压器,只要其输出电压和输出电流等参数相同,就可以相互代换使用。

2.6 其他元器件

2.6.1 晶振

具有时钟振荡电路是单片机的工作条件之一。振荡电路主要由晶振组成。晶振的外形结构如图2.48所示。图2.48 晶振的外形结构

检测石英晶体,首先从外观上检查,正常的石英晶体表面整洁,无裂纹,引脚牢固可靠,电阻值为无穷大。若用万用表测得的电阻很小甚至接近于零,则说明被测晶体漏电或已被击穿损坏;若所测得的电阻为无穷大,说明石英晶体没有击穿漏电,但不能断定晶体是否损坏。2.6.2 蜂鸣器

蜂鸣器在小家电中主要用于发出提示与报警声,告诉使用者现在进行的工作状态如何。蜂鸣器的外形及符号如图2.49所示。图2.49 蜂鸣器的外形及符号

检测蜂鸣器时,将指针式万用表置于R×1k挡或数字式万用表置于“”挡,两表笔一搭一放碰触蜂鸣器的两引脚会发出“叭、叭”的响声,表明蜂鸣器良好。电磁炉对蜂鸣器的要求不太严格,可以换用不同型号的代用件,只不过音质有些差异,但不影响效果。2.6.3 数码管

数码管是目前常用的显示器件之一。数码管是以发光二极管作为显示笔段,按照共阴极或共阳极方式连接而成的。有时为了方便使用,将多个数字字符封装在一起成为多位数码管。

数码管按段数分,可分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示);按能显示多少个“8”,可分为1位、2位、4位等数码管;按发光二极管单元连接方式,可分为共阳极数码管和共阴极数码管;按发光强度,可分为普通亮度LED数码显示器和高亮度数码显示器;按字高,可分为7.62mm(0.3英寸)、12.7mm(0.5英寸)直至数百毫米;按颜色分,有红、橙、黄、绿等几种;按发光强度,可分为普通亮度LED数码显示器和高亮度数码显示器。常见数码管的外形结构如图2.50所示。图2.50 常见数码管的外形结构

数码管的7个笔段电极分别为A~G,DP为小数点,如图2.51所示。通过八个发光段的不同组合,可以显示0~9(十进制)和0~15(十六进制)等16个数字字母,从而实现整数和小数的显示。图2.51 数码管的电极

数码管内部发光二极管有共阴极和共阳极两种连接方式。数码管的内部连接方式如图2.52所示。图2.52 数码管的内部连接方式

共阳极数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起,形成公共阳极(COM)的数码管。共阳极数码管在应用时应将公共极COM接到+5V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段点亮;当某一字段的阴极为高电平时,相应字段不亮。例如,当段A、B、G、C、D接低电平,而其他段输入高电平时,则显示数字“3”。

共阴极数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴极数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上,当某一字段发光二极管的阳极为高电平时,相应字段点亮;当某一字段的阳极为低电平时,相应字段不亮。例如,当段A、B、G、C、D输入高电平,而其他段输入低电平时,则显示数字“3”。

思考与练习2

1.简述电阻的作用及分类。

2.写出色环电阻上的颜色与数值的对应关系。

3.怎样识读四色环电阻?

4.简述几种特殊电阻的作用及其检测方法。

5.简述电容的作用及分类。

6.用指针式万用表怎样检测电解电容?

7.简述电感的作用及分类。

8.简述用万用表检测变压器的方法。

9.简述二极管的分类及几种特殊二极管的作用。

10.简述用万用表检测、判断二极管的方法与步骤。

11.简述三极管的分类。

12.简述用指针式万用表检测、判断三极管的方法与步骤。

13.什么叫单片机,它的工作条件是什么?

14.三端稳压器的作用是什么?它是怎样命名的?

15.数码管的内部连接方式有几种?它是怎样工作的?

16.怎样用万用表检测数码管?

第3章 小家电特有元器件的识别与检测

小家电产品的内部电路是由各种电子元器件构成的。由于各类产品的使用性能、工作原理等的不同,决定了该产品具有一定的“特有元器件”。本章从维修的角度出发,详细介绍小家电电路中的特有元器件的外形、符号、识别与检测方法,旨在使初学者一目了然、轻松入门。

3.1 电热元器件

在小家电中,能将电能转换成热能的元器件称为电热元器件,它是电热器具的核心。小家电中常见的电热元器件有电阻式电热元器件、红外线电热元器件、感应式电热元器件、微波式电热元器件和PTC电热元器件等几种。3.1.1 电阻式电热元器件1.电热材料

电阻式电热器具是利用电流的热效应来工作的,发热元件通常采用合金材料。在家用电器中,合金电热材料多选用高电阻的镍基合金和铁基合金。2.绝缘材料

绝缘材料又称为电介质,即不导电的材料,如云母、氧化镁、橡胶等。绝缘材料在电热器具中主要起支撑、固定、散热、防潮及保护电热元器件等作用。3.绝热材料

绝热材料是指导热性能较差的物质,如石英砂、石棉、石棉云母等。

绝热材料在电热器具中主要起保温、隔热及提高热效率等作用。同时,它还起到减少电热元器件对人身的热烫伤危险及防止火灾的作用。4.常用的电阻式电热元器件

在实际应用中,一般先将合金电热材料制成电热丝,经过二次加工制成各种电阻式电热元器件。(1)开启式螺旋形电热元器件

这种电热元器件是将电热丝绕制成螺旋状,然后嵌装在由绝缘耐火材料制成的底盘上或支架上,直接裸露在空气中,其结构如图3.1所示。图3.1 开启式螺旋形电热元器件的结构(2)云母片式电热元器件

将电热丝缠绕在云母片上,再在外面覆盖一层云母进行绝缘,结构如图3.2所示。为安全起见,这种电热元器件一般置于某种保护罩下,如电熨斗中的电热元器件。图3.2 云母片式电热元器件的结构(3)封闭式电热元器件

其结构是将电热丝装在用绝缘导热材料隔开的金属管或金属板内。封闭式电热元器件主要由电热丝、金属护套管、绝缘填充料、封口材料和引出线等组成,如图3.3所示。这种电热元器件一般用在热得快、电饭锅等小家电中。图3.3 封闭式电热元件的结构(4)线状电热元器件

线状电热元器件是在一根用玻璃纤维或石棉线制作的芯线上缠绕电热丝,再套一层耐热尼龙编织层,在编织层上涂敷耐热聚乙烯树脂,其结构如图3.4所示。这种电热元器件一般用在电热褥中,其结构如图3.4所示。图3.4 线状电热元器件的结构(5)薄膜型电热元器件

薄膜型电热元器件是一种用康铜或康铜丝作为电热材料、聚酰亚胺薄膜作为绝缘材料的新型电热元器件,它可以制成片状或带状,其结构如图3.5所示。薄膜型电热元器件具有以下特点:厚度小、柔性好、耐老化、性能稳定、可以进行精确的恒温控制等。图3.5 薄膜型电热元件的结构3.1.2 远红外线电热元器件

红外线是一种电磁波,其加热基本原理是先使电阻发热元件通电发热,利用此热能来激发红外线辐射物质,使其辐射出红外线对物体加热。远红外线电热元器件具有升温迅速、穿透能力强、节省能源、无污染等优点,广泛应用于电烤箱、取暖器及电吹风等小家电中。远红外线电热元器件在家电产品中有下述几种类型。1.管状红外辐射元器件

管状红外辐射元器件有乳白石英管、金属管及陶瓷管等几种。在石英管内装置具有引出端的螺旋电热丝,两端用耐热绝缘材料密封,以隔绝外界空气,防止电热丝氧化。当电热丝发热时,元器件表面可发出强烈的红外线辐射对物体进行加热。其结构如图3.6所示。图3.6 管状远红外辐射元器件的结构2.板状红外辐射元器件

板状红外辐射元器件一般有红外辐射板、电热丝及壳体组成。其结构如图3.7所示。图3.7 板状红外辐射元器件3.烧结式红外辐射元器件

烧结式红外辐射元器件是将电热丝放在生陶瓷器中,经高温烧结成型后,在陶瓷表面涂上红外辐射涂料而制成的。4.黏结式红外辐射元器件

黏结式红外辐射元器件是在发热丝的表面涂以耐热黏结剂,再将红外辐射陶瓷黏附在电阻发热丝上,通电后用自身加热法黏结在一起而制成的。3.1.3 PTC电热元器件

PTC电热元器件是具有正电阻温度系数的新型发热元器件。这种元器件通常是以钛酸钡为基料,掺入微量稀土元素,经陶瓷工艺烧结而制成的烧结体。在PTC电热元器件上加直流或交流电源,便可获得某一范围内恒定的温度。

利用陶瓷工艺,PTC电热元器件可以制成不同的形状、结构及外形尺寸,并可以根据需要确定元器件的数量和排列方式,通常有圆盘形、蜂窝式、口琴式和带式等结构。其结构如图3.8所示。图3.8 PTC电热元器件的结构图3.9 PTC电热元器件的电阻率与温度的关系曲线

PTC电热元器件的阻值随温度的变化而变化。其电阻率与温度的特性曲线如图3.9所示。在温度低于转折温度T时,随着温度的升高,P电阻率略减小,呈现出负温度系数性质;当温度升高到超过T时,其P电阻率随着温度的升高而急剧增大,呈现出很大的正温度系数特性。这种阻值异常变化的现象被称为PTC特性,这个转折温度T被称为居P里温度或居里点。

利用PTC元器件中的这一性质可以制成恒温加热源。通电后,在低于居里点时,相当于普通的电阻性电热元器件;当温度达到居里点后,由于它的电阻值急剧增大,使电流减小了很多,温度不再上升,保持在一定范围内不变。

在实际产品中,可通过制作工艺和添加不同材料来改变其居里点。目前,PTC元器件一般可实现在-30~265℃的范围内调节温度。3.1.4 感应式、微波式电热元器件图3.10 感应式电热元器件的外形结构

导体在交变磁场中可以产生感应电流,即涡流。感应式电热元器件是利用涡流能够在导体内部电阻上产生热效应的原理制成的,如电磁炉中的线盘(线圈)。其外形结构如图3.10所示。

微波是电磁波,频率较高。微波炉工作时,电能首先转换成微波能量,再对物体进行加热。

3.2 电动器件

在小家电中,将电能转换为机械能而做功的器件,称为电动器件。最常用的电动器件是各种电动机及其调速装置,它是家用电动器具的核心部件。

家用电动器具所使用的电动机,一般都是微型电动机,功率多在20~750W之间。这些电动机体积较小,一旦损坏,目前在维修行业大都是整体代换。因此,本节对它的结构不做过多详细的介绍,重点放在介绍其工作原理及结构特点等方面。3.2.1 永磁式直流电动机1.结构

永磁式直流电动机主要由定子、转子、换向片、电刷等组成,其结构如图3.11所示。图3.11 永磁式直流电动机的结构

定子是由永久磁铁制成的,定子磁场是由永久磁铁产生的。

转子又称为电枢,由转子铁心和电枢绕组共同组成,是直流电动机的转动部件。换向片是相互绝缘的弧形铜片,它和转子上的绕组线圈的一端相连。

电刷一般用石墨和磷铜片制成。两个电刷平行地安装在换向片两侧,依靠电刷的弹性与换向片保持良好的接触,而电刷的另一端与电源相连接。2.工作原理

电源接通后,直流电流经电刷、换向片流入电枢绕组。因通电线圈(电枢)在磁场中(定子)会受到磁场力的作用,该磁场力会产生合力矩,使电枢开始转动,即转子转动。3.特点(1)易于实现正/反转

只要改变转子电流的方向,就能改变转子的旋转方向,即只要将连接电源的两引线互换便可实现反转。(2)结构简单,体积小,转速稳定。(3)只适用于低压直流电源,功率较小。3.2.2 交/直流通用电动机

交/直流通用电动机又称为单相串励电动机。它具有体积小、转速高(可达到20000r/min以上)、启动力矩大、速度可调等优点,因此在小家电中得到了广泛的应用。1.结构

交/直流通用电动机主要由定子、转子(电枢)、换向器及电刷等组成,其结构如图3.12所示。图3.12 交/直流通用电动机的结构

定子由定子铁心和定子绕组(励磁绕组)组成。铁心由硅钢片叠压而成,定子绕组安装在铁心上。

转子由电枢铁心、电枢绕组和换向器、转轴等组成。转子上的每个线圈与换向片通过有规律的连接,使电枢绕组形成一个闭合回路。

换向器由换向片、云母片、塑料等组成。其作用是将电刷输入的电流轮流分配到相应的绕组上。2.工作原理

交/直流电动机的工作原理如图3.13所示。由于励磁绕组与电枢绕组串联,电动机一旦通电后,励磁绕组产生磁场,电枢绕组可被看成是磁场中的通电导体,因此,通电导体在磁场中受到合力矩,从而使转子转动起来。图3.13 交/直流电动机的工作原理图

当电流方向改变时,励磁绕组和电枢绕组的电流方向同时改变,因此电枢绕组受到的转矩方向不变。所以,无论是接入交流电,还是直流电,转子的旋转方向始终不变。3.特点(1)交/直流两用

使用交流电源与使用对应的直流电源都能产生同样大小的转矩。(2)转速高,调速方便

转速可达到20000r/min以上。调速方法有多种形式,最简单的调速是通过调整电源电压,即可方便地调整转速。(3)缺点

结构较复杂,运转噪声大,会产生无线电干扰等。3.2.3 单相交流感应式异步电动机

单相交流感应式异步电动机简称单相异步电动机。它只需单相220V交流电源,使用方便,是小家电中使用最多的电动机,常用在洗衣机、电风扇、吸尘器、抽油烟机等电器中。1.结构

单相异步电动机主要由定子和转子两大部分组成,其结构如图3.14所示。图3.14 单相异步电动机的结构(1)定子

定子是单相异步电动机的静止部分,它由定子铁心和定子绕组两部分组成。定子铁心是用硅钢片叠压而成的。定子绕组一般有两组:一组称为主绕组,也称工作绕组或运行绕组;另一组称为副绕组,也称为启动绕组。定子绕组的引出线一般有三根:一根称为公共端,常用C表示;一根是主绕组的引出端,常用M表示;另一根是副绕组的引出端,常用S表示。定子结构及接线图如图3.15所示。图3.15 定子结构及绕组接线图(2)转子

转子是单相异步电动机的转动部分,它由铁心和绕组两部分组成。转子铁心由多片硅钢片叠合而成,而转子绕组通常采用压铸的方法制成,转子结构如图3.16所示。图3.16 转子结构2.工作原理

单相异步电动机定子的两组主、副绕组,在空间中互成90°相位角,在这两个绕组中必须通入相位不同的电流,才能产生旋转磁场。即,必须用分相元件让同一个交流电源产生两个相位不同的电流。

常用的分相方式有两种:电容分相和电阻(又称为阻抗)分相,如图3.17所示。图3.17 两种分相方式

当电动机的两个绕组接在同一交流电源上,由于分相元件的作用,使副绕组中的电流超前于主绕组。这两个相位不同的交流电流产生的合成磁场会在定子铁心的气隙内旋转,转子便因处于旋转磁场中而转动起来。3.启动装置

由于分相的需要,单相异步电动机必须要设置启动元件。启动元件串联在启动绕组线路中,它的作用是在电动机启动完毕后,切断启动绕组的电流。目前常见的分相式电动机的启动装置有离心开关式、启动继电器式、PTC启动式和电容式等几种。3.2.4 罩极式电动机

罩极式电动机的结构如图3.18所示。其定子铁心多数是凸极式,由硅钢片叠压而成,每个极上都绕有主绕组。磁极极靴的一边开有一个小槽,在其较小的部分上套有一铜质短路环,成为罩极线圈。转子为笼形转子。图3.18 罩极式电动机的结构

当主绕组通电后,磁极中便产生交变磁场,形成变化的磁通量,其中一部分通过罩极,在短路环中产生感应电流。根据楞次定律可知,磁极被罩部分的交变磁场在相位上滞后于未罩部分,即两者存在相位差。因此,可以形成一个旋转磁场,在旋转磁场的作用下,转子启动并正常运转。

3.3 控制系统及自动控制器件

小家电中的控制系统可实现启停控制、温度控制、功率控制、调速控制等功能。自动控制元件因此也较繁多,除前面介绍过的开关电位器、二极管、三极管、晶闸管和单片机外,本节主要介绍温控器、继电器和定时器。3.3.1 温控器

在小家电中,根据采用的感温元件的不同,常用的温控器有双金属温控器、磁性温控器、热电偶温控器及电子温控器等。1.双金属温控器

双金属温控器是将两种热膨胀系数相差很大的金属材料按特殊工艺辗压在一起制成双金属片,如图3.19所示。其中,热膨胀系数大的称为主动层,热膨胀系数小的称为被动层。在常温时,两金属内部无应力,因此不发生形变;当加温时,由于两金属材料的膨胀系数不一样,产生内应力,引起形变,主动层向被动层一面弯曲形变,从而产生弹力。图3.19 双金属片的结构及工作特点

双金属片根据实际的需要,经二次加工后可制作各种形状。在小家电中,常见的有直条形、U形及碟形等几种形状,如图3.20所示。图3.20 几种常见的双金属片

双金属片是一种热驱动电气元件,它可将热量转换成机械位移量的变化,也就是说,它的动作原动力是热源。利用双金属片的形状会随温度的变化而改变这一特性,可将其作为温控器中的感温元件。

双金属温控器的热源有三种。

① 环境传热。指双金属片周围介质(如空气)经热辐射方式传给双金属片热量。

② 热源加热。将一个电热元件设置在金属片的周围,它所产生的热量以对流和辐射的方式传给双金属片。

③ 自身发热。让工作电流直接地或部分地流过双金属片,利用双金属片本身的电阻发热。

双金属片能实现温度控制,但是为了使温度可随使用要求而调整,还需另设调温机构。有调温功能的双金属温控器一般由双金属片、触点及调温螺旋杆等部分组成,如图3.21所示。触点的形式有动合触点(常开触点)和动断触点(常闭触点)两种。图3.21 双金属温控器的结构

调温机构一般通过改变双金属片或弹簧片的初始压力来调节其动作温度。以常闭型温控器为例来说明其调温原理。当旋动调温旋钮时,调温螺丝即随之转动,也就调整了两个触点的压紧程度。如向高调温,应使两触点压得更紧一些,这样,只有当双金属片在温度较高、发生较大形变时,才能使两触点脱离;向低调温,则反之。2.磁性温控器

磁性温控器是利用磁性材料的磁性随温度变化的特性制成的。铁、镍等一些铁磁材料在常温下可以被磁化而与磁铁相吸,当温度升高到某一数值时,其导磁性能会急剧下降,最终磁性会完全消失而变成一般的非磁性物质。这个温度称为居里温度点。

不同铁磁性物质的居里温度点是不相同的。以目前的技术,可制造出居里温度点在30~150℃的感温磁性材料。利用这些感温磁性材料,可以制成多种规格、动作的磁性温控器。

磁性温控器主要由永久磁钢和感温材料(软磁)组成,其结构和工作原理如图3.22所示。图3.22 磁性温控器的结构及工作原理

磁性温控器置于电热板的中部,在位置固定的感温软磁下有一个永久磁钢(硬磁),硬磁和软磁之间有一弹簧。在常温下,弹簧的弹力小于磁力与硬磁重力之和。

常温时,按下操作按键,软磁吸住硬磁,使它们所带动的两个触点闭合,电热元件通电发热。当电热板的温度升高到接近居里温度点时,软磁的磁性突然消失;此时,弹簧的弹力大于硬磁的重力,迫使硬磁下落,与其相连的杠杆连动使触点断开,切断电源。3.电子温控器

电子温控器大多采用负温度系数的热敏电阻作为感温元件。负温度系数热敏电阻(NTC)的阻值随温度的升高而明显减小,利用这一特性,常将NTC接在由分立元件、集成电路或单片微处理器的输入电路中,将温度的变化转换为电量的变化,然后经电路放大,驱动执行机构动作,实现对电热元件的控制。3.3.2 继电器

继电器是在小家电的自动控制电路中起控制与隔离或保护主电路作用的执行部件,它实际上是一种可以用低电压、小电流来控制高电压、大电流的自动开关。

小家电中常用的继电器主要有电磁继电器、干簧管继电器和固态继电器等。电磁式继电器按所采用的电源来分,又可分为交流电磁继电器和直流电磁继电器。1.电磁式继电器

电磁式继电器属于触点式继电器,主要由铁心、衔铁、弹簧、簧片及触点等组成,在电路中常用“K”或“KA”表示。其外形、结构和图形符号如图3.23所示。图3.23 电磁式继电器的外形、结构和图形符号(1)工作原理

当电磁式继电器线圈1、2两端加上工作电压时,线圈及铁心被磁化成为电磁铁,将衔铁3吸住,衔铁带动触点3与静触点5分离,而与静触点4闭合。这一过程称为继电器吸合状态。吸合后,线圈内必须有一定的维持电流才能使触点保持吸合状态。

线圈断电后,在弹簧拉力的作用下,衔铁复位,带动触头也复位。这一过程称为释放(或复位)状态。

常用的电磁式继电器触点形式有三种:动合触点(常开触点),动断触点(闭合触点),转换触点(动合和动断切换触点),它们的电路图形符号如图3.24所示。图3.24 继电器的触点形式(2)主要参数

① 线圈电源与线圈功率。线圈电源是指继电器线圈使用的是直流电源还是交流电源。线圈功率是指继电器线圈所消耗的额定电功率。

② 额定工作电压与额定工作电流。额定工作电压、电流是指继电器正常工作时线圈所需要的电压值、电流值。

③ 吸合电压与吸合电流。吸合电压、电流是指继电器线圈能产生吸合动作的最小电压、最小电流值。

④ 释放电压与释放电流。释放电压、电流是指能使继电器产生释放动作的最大电压、最大电流值。

⑤ 线圈电阻。线圈电阻是指继电器线圈的直流阻值。已知此电阻值,可根据欧姆定律推算出额定电压和额定电流。

⑥ 触点负荷。触点负荷是指触点的带载能力,即触点能安全通过的最大电流和最高电压。(3)电磁式继电器的检测

① 检测线圈的电阻值。各型号的继电器线圈阻值差异很大,一般为2~2000Ω。若测得其阻值为无穷大,则说明线圈已断路损坏;若测得其阻值低于正常值很多,则说明线圈内部有短路故障。

② 检测触点。用万用表的R×1挡测量常闭触点的电阻值,正常时为零欧;将衔铁按下,此时常闭触点的阻值应为无穷大。若在没有按下衔铁时,测出某一组常闭触点有一定的阻值或无穷大,则说明该组触点已烧坏或氧化。2.干簧管继电器(1)干簧管继电器的结构和原理

将两片金属弹簧片(采用既导磁又导电的材料制成)平行地封装入充有惰性气体的玻璃管中,两簧片端部重叠处留有一定的间隙作为开关触点,这样就构成了干簧管。其结构如图3.25所示。图3.25 干簧管的结构

干簧管继电器是由干簧管和绕在其外部的电磁线圈等构成的,如图3.26所示。当线圈通电后(或永久磁铁靠近干簧管)形成磁场时,干簧管内部的簧片将被磁化,开关触点会感应出磁性相反的磁极。当磁力大于簧片的弹力时,开关触点接通;当磁力减小至一定值或消失时,簧片自动复位,使开关触点断开。图3.26 干簧管继电器(2)干簧管继电器的检测

用万用表R×1挡,两表笔分别接干簧管继电器的两端,拿一块永久磁铁靠近干簧管继电器,此时万用表示数应为零欧,永久磁铁离开干簧管继电器后,万用表示数应为无穷大,这说明干簧管基本正常。线圈的好坏直接用万用表欧姆挡就能测量。3.固态继电器

固态继电器简称SSR,是一种由固态半导体器件组成的新型无触点的电子开关器件。它的输入端仅要求很小的控制电流,驱动功率小,能用TTL、CMOS等集成电路直接驱动,其输出回路采用较大功率晶体管或双向晶闸管的开关特性来接通或断开负载,达到无触头、无火花地接通或断开电路的目的。

固态继电器按使用场合不同可分为直流型(DC-SSR)和交流型(AC-SSR)两种。它们只能分别做直流开关和交流开关,不能混用。由于其内部电路较复杂,暂不做详细介绍。其电路图形符号如图3.27所示。图3.27 固态继电器的图形符号3.3.3 定时器

时间控制器件简称定时器,是一种控制小家电工作时间长短的自动开关装置。定时器按其结构特点,可分为机械式、电动式和电子式三种。其中,机械式和电子式在实际应用中较广泛。1.机械式定时器

机械式定时器的内部实际上是机械钟表机构,主要由能源系、传动轮系、擒纵调速系和凸轮控制系等四大系统组成,其结构及外形如图3.28所示。图3.28 机械式定时器的结构及外形

能源系主要由条盒轮组件和止退爪组成。发条是定时器的动力源,S形地装在条盒轮内,当定时旋动调节钮时,盒内发条被卷紧,机械能就转换成弹力势能。

传动轮系由传动轮1、传动轮2组成。定时后,发条的弹力势能进行转换,由条盒轮带动传动轮系进行转动。设置传动轮的目地是因为发条的圈数不是太多,以此来延长定时器一次上紧发条的持续工作时间。

擒纵调速系主要由擒纵轮和摆轮等组成,其主要作用是精确确定振荡系统的振荡周期,即准确计时。

凸轮系主要由凸轮和开关触点组成,其结构如图3.29所示。当需定时的时候,凸轮推动簧片使触点闭合,电路接通;定时后,凸轮也随发条的驱动而转动,当凸轮上的凹口转到对准簧片头时,在弹簧片弹力的作用下,带动触点断开,自动切断电源。图3.29 凸轮系的结构2.电子式定时器

电子式定时器的电路形式较多,其外形结构如图3.30所示。图3.30 电子式定时器3.3.4 热熔断器

热熔断器又称超温保险器、温度保险丝等。在电路中的文字符号为Ft,外形图和图形符号如图3.31所示。其外形一般呈圆柱形,体积大小各异,外壳有铝管和瓷管两类,表面标注熔断温度(℃)、额定工作电压(V)及额定工作电流(A)等主要参数。正常的热熔断器电阻值为零,当热熔断器熔断后,其表面颜色变为深褐色,阻值为无穷大。图3.31 热熔断器图形符号

热熔断器是一种不可复位的一次性保护器件,以串联的方式接在电器电源输入端,其主要作用为过热保护。当使用中的家用电器出现不正常的温度或温控失灵导致温升过高时,热熔断器能迅速分断电路。

3.4 传感器

3.4.1 温敏传感器

小家电中常用的温度传感器主要有温敏电阻、热电偶及温敏晶体管等器件。(1)温敏电阻

温敏电阻主要包括正温度系统温敏电阻(PTC)和负温度系数温敏电阻(NTC)两种类型。这部分内容可参看第2章的有关内容,这里不再重复。(2)热电偶

当两种不同的导体组成闭合回路时,若两端结点温度不同(分别为T和T),回路中就会产生电流,相应产生的电动势称为热电动0势。这种装置称为热电偶,结构及外形如图3.32所示。图3.32 热电偶的结构及外形

常用的热电偶温敏传感器有铂铑—铂热电偶、镍铬—镍铝热电偶、镍铬—镍硅热电偶和铜—康铜热电偶。

热电偶一般都设有保护装置,以延长器使用寿命。根据变化装置的不同,可构成不同结构的热电偶,如金属套管热电偶、铠装热电偶和绝缘层封装热电偶等。(3)晶体管温敏传感器

晶体管温敏传感器一般是利用晶体管发射结的温敏效应(通常是将晶体管的基极与集电极短接)来检测温度的,检测温度的范围为-50~200℃。(4)集成温敏传感器

集成温敏传感器是将温敏晶体管及其相关电路集成在同一芯片内的传感器件。它的最大特点是直接给出绝对温度的理想输出电压信号。小家电上使用的集成温敏传感器,其温度范围主要为-50~150℃,如AD590、AN6710、LM35(35A、35CA、35C、35D)等集成温敏传感器。集成温敏传感器外形图如图3.33所示。图3.33 集成温敏传感器的外形3.4.2 气敏传感器

气敏传感器是用来检测气体的类别、浓度和成分的传感器。它可将气体浓度的变化转换为电信号。在排烟机等电器中,主要运用气敏传感器检测室内有害气体(如一氧化碳、煤气等气体)的浓度,以及控制设备自动报警和接通排风扇,将有害气体排出室外。气敏传感器的结构、外形及符号如图3.34所示。图3.34 气敏传感器的结构、外形及符号3.4.3 红外线传感器

自然界中任何有温度的物体都会辐射出红外线,只不过辐射出的红外线波长不同而已。人体辐射的红外线波长约为10000nm。根据人体红外线波长的这个特性,如果用一种探测装置,能够探测到人体辐射的红外线而去除不需要的其他光波,就能实现采集人体活动信息的目的。因此,就出现了探测人体红外线的传感器。

红外线传感器是将红外辐射能量变化转换成电信号的装置,它是根据热电效应和光子效应原理制成的。运用热电效应制成的传感器称为热释电型红外传感器,运用光子效应原理制成的传感器称为量子(光子)型红外传感器。热释电型红外传感器的外形结构及符号图如图3.35所示。图3.35 热释电型红外传感器的外形结构及符号图

热释电型红外传感器的检测连线图如图3.36所示,模块接上电源时输出端初始状态为高电平,约20s后模块恢复静态。此时,如果有人在模块前面移动时,模块能检测到并同时输出与感应信号相一致的电平,LED点亮。图3.36 热释电型红外传感器的检测连线图

热释电型红外传感器只要接受到红外线(照射或遮挡),就会产生(或失去)热量而有电压信号输出,所以从理论上看,它与红外线的波长没有直接的关系。但从应用角度考虑,还是应选用那些适合于测定波长的材料来做传感器窗口滤光器,这样容易确定产生热量的红外线的波长范围。因此,热释电红外传感器前一般设置菲涅尔透镜,透镜的作用是将人体辐射的红外线聚焦、集中,以提高探测灵敏度。热释电型红外传感器的探头结构如图3.37所示。图3.37 热释电型红外传感器的探头结构

思考与练习3

1.小家电有哪些系列和类型?并举例说明。

2.什么叫电热元器件?常见的电热元器件有哪几种?

3.常用的电阻式电热元器件有哪几种?并简述各自的结构和特点。

4.常用的远红外电热元器件有哪几种?

5.PTC电热元器件的特性是什么?

6.简述永磁式直流电动机的结构和工作原理。

7.简述交/直流电动机的结构和工作原理。

8.简述单向交流感应式异步电动机的结构和工作原理。

9.简述罩极式电动机的结构和工作原理。

10.常用的温控器有哪几种?各自的特点是什么?

11.简述磁性温控器的工作原理。

12.画出电磁式继电器的图形符号,并简述其工作原理。

13.怎样检测判断电磁式继电器的好坏?

14.怎样检测判断干簧管继电器的好坏?

15.定时器有哪几种形式?

16.热熔断器的作用是什么?

17.什么是红外线传感器?

18.热释电型红外线传感器前为什么要设置透镜?

第4章 维修小家电的基本方法

维修小家电是一项技术性很强而又细致的工作。当某款电器产品发生故障时,检修人员首先要细心观察故障现象,认真分析故障原因,逻辑判断故障部位;然后再仔细检查故障点,查找故障元器件,对故障元器件进行维修或替换;最后进行必要的复查和调试,使整机恢复良好的性能。

小家电种类繁多,故障庞杂,怎样才能快速地维修好?这就要求维修人员具备一定的理论知识和丰富的实践经验;同时,还需具备一些常用的维修工具、仪表等。本章主要介绍维修小家电应具备的条件、应注意的事项及基本维修方法。只有熟练掌握各种维修方法,才能又快又好地完成维修工作。

4.1 维修人员的基本功

4.1.1 维修人员应具备的条件1.掌握基础理论知识

维修人员必须掌握一定的基础理论知识。基础理论知识,主要是指电工基础知识和电子基础知识,同时还包括电热、电动知识,以及仪表和工具的使用等。另外,还需了解各种家用电器的特点、工作原理及单元电路等。2.准备图纸资料

维修前最好能准备好待修机的图纸资料,包括原理图、印制板图及说明书等。这样,便于了解本电器的电路原理、结构,便于检查电路。对于生疏的机型,无图纸的情况下,在拆卸时应做好记录工作,如记录拆卸顺序、元部件名称及原理草图等。3.准备维修工具

准备好必要的维修工具、测量仪器、仪表等。必要的维修工具是提高维修效率的首要条件。4.练好扎实的基本功

维修人员应掌握元器件质量好坏的判断、代用及更换等原则;应熟练掌握元器件的安装方式和焊接、拆焊工艺等;应熟练掌握工具及仪表的使用等。5.看懂电路图

看懂电路图是家电维修人员必须具备的基本功,但也是初学者最头疼的事情,下面主要谈谈这方面的经验。

① 掌握各种电子元器件的符号。电路图是由电阻元器件符号和导线、插件等组合而成的,识图首先要认识电路图中各种符号的实际意义。

② 掌握所看电路图的组成方框图。方框图能告诉你这个电路图是由哪几部分电路组成的,各电路之间是如何联系的,信号流程的大概来龙去脉。

③ 熟悉电路图中每一个电路的名称、作用,并熟悉每一部分电路输入什么信号,从哪些电路来,输出什么信号,到哪里去,中间信号如何变化等。

④ 对于集成电路,要熟悉该集成块都具有什么功能,这些功能分别由哪些引脚来完成,并了解有哪些输入、输出信号,分别来自何电路,又去向何处。

⑤ 对于基本单元电路,要了解它们的基本工作原理,并熟悉这些电路的特点,如各种放大电路、振荡电路、变频电路及各种电源电路等。

总之,看懂电路图并不难,只要不断学习、总结,一定能达到熟练的程度。4.1.2 维修人员的安全意识

维修人员必须时刻把安全记在心上,这是头等重要是事情,切不可掉以轻心。维修时,必须时刻劳记以下原则。

① 要确保人机安全。人身安全应放在首位,应避免因操作不当造成触电事故的发生,同时应避免扩大机器(电器、仪表等)人为故障的发生或出现。

② 带电操作或测量时,一定要注意防止短路现象的发生。例如,测量时防止表笔的滑动,测量中不能转换量程,避免量程选择的不合理等。

③ 维修工作台和地面最好铺盖绝缘胶版。工作台面应经常保持干燥、干净、整洁,遇到雨雪天,要注意手、脚、头发和衣服的雨水避免带入工作台。

④ 当电器内的保险丝烧毁时,在未查明短路故障的原因之前,不可随意更换新保险丝,更不可随意用大容量规格的保险丝或铜丝来代替当前保险丝。

⑤ 重物或工具不要放置在检修电器的机壳上,防止落下后砸坏机内元器件或使电路短路。

⑥ 拆卸下的螺丝、元器件要妥善保管,便于维修后整机装配。

⑦ 在通电维修时,最好单手操作。

⑧ 电烙铁是最常用的工具,它的电源线经常会发生卷绕,出现这种情况,就应随时理顺。除应防止被电烙铁烫伤之外,还应特别注意别让电烙铁把电源线烫破。

⑨ 机内不得留有任何异物,如线头、螺丝、垫片之类。安装时,元器件不得碰外壳或底座。4.1.3 小家电检修中的注意事项1.切忌盲目拆卸

在没有图纸和没有真正弄懂小家电的结构原理的情况下,不可随意拆开电器乱加检查,否则会越“修”越坏,以至报废。即使在了解原理结构、看懂图纸的情况下,也应仔细考虑拆卸检查的步骤。针对各种连接方法,应采用相应的工具进行拆卸,并记下各部位的相应位置和装配方法,以便维修之后的复原。2.不能随意调整可调元器件

小家电中的一些可调元器件是厂家在总装时为达到一定的性能指标进行调节的,一般都已调准,一旦改变,整体电气性能将被破坏。确实需要进行调节的,也应当在调节前做一标记,一旦调节失败,便于恢复。3.不能随意采用代换元器件

当故障查找出来后,需要更换元器件时,应当采用同一型号的产品代换,不能随意代换,否则会使小家电的性能下降,使所更换的元器件很快损坏,严重时还会引发其他新的故障。真正需要代换时,也应遵循元器件代换的基本原则进行。4.切记注意人机安全

新手维修人员,检修时(特别是当着顾客的面)应避免慌慌张张、手忙脚乱,因此,应加强焊接、测量、检修的基本功学习与演练;中级维修人员,应避免“大意失荆州”。安全问题应贯穿于维修的整个过程,至始至终注意安全。5.对于一些虽经尽力维修,但最终没有维修好的小家电,应认真复原并详细给顾客解释。这样有多个好处,如可赢得顾客的理解和信任,避免“找后账”,也利于其他维修人员进行进一步检修等。6.更换下来的损坏元器件应妥善保管。一是好给顾客交代或好收费;二是防止短时间内返修时,可参考对比(特别是一些特殊元器件)。

4.2 维修工具

4.2.1 焊接工具——电烙铁

在小家电维修中,常用的手工焊接工具是电烙铁。它用电来加热电阻丝或PTC电热元器件,并将热量传递给烙铁头来实现焊接。在装配及维修中,常用的是锡铅焊料,简称焊锡。为方便使用,焊锡通常做成焊锡丝,焊锡丝内一般都含有助焊的松香。电烙铁的种类很多,内热式电烙铁的外形如图4.1所示,由烙铁头、烙铁心、连接杆、手柄和电源线等几部分组成。由于烙铁心(发热元件)装在烙铁头里面,故称为内热式电烙铁。图4.1 热风拆焊器的外形

普通的内热式电烙铁,烙铁头的温度是不能改变的。若工作的室内温度变化大时,可根据不同的季节选用不同规格(功率)的电烙铁来进行焊接。焊接电子元器件时,一般经验为:夏季选用20W,春、秋季选用35W,冬季选用50W。

如果维修量大且条件许可,可配备一台热风拆焊器。热风拆焊器是新型锡焊工具,主要由气泵、印制电路板、气流稳定器、外壳和手柄等部件组成。它用喷出的高热空气将锡熔化,优点是焊具与焊点之间没有硬接触,所以不会损伤焊点与焊件,最适合高密度引脚及微小贴片元件的焊接。热风拆焊器的外形如图4.1所示。4.2.2 拆焊工具

在维修焊接过程中常需要更换元器件和导线,所以需要拆除原焊点。拆卸元器件最容易引起焊盘及印刷铜箔剥落,尤其是拆卸集成电路,拆不好容易破坏印制电路板,造成不必要的损失。因此,掌握正确的拆焊方法和拆焊工具的使用方法显得尤为重要。

常见的拆焊工具是吸锡器,有以下几种:医用空心针头、金属编制网、吸锡器、电热吸锡器和双用吸锡电烙铁等。不管是哪一种吸锡器的使用,都需要经过长期的练习,才能达到得心应手的效果,正应了“熟能生巧”这句话。读者可根据自己的习惯或条件任选一到两种。

医用空心针头外形和吸锡方法如图4.2所示。使用时,要根据元器件引脚的粗细选用合适的空心针头,常备有9~24号针头各一只。操作时,右手用烙铁加热元器件的引脚,使引脚上的锡全部熔化,这时左手把空心针头左右旋转刺入引脚孔内,使引脚与铜箔分离,此时针头继续转动,去掉电烙铁,等焊锡固化后,停止针头的转动并拿出针头,就完成了脱焊任务。图4.2 空心针头外形和吸锡方法

手动吸锡器的外形如图4.3(a)所示。使用时,先把吸锡器末端的滑杆压入,直至听到“咔”声,则表明吸锡器已被锁定。再用烙铁对焊点加热,使焊点上的焊锡熔化,同时将吸锡器靠近焊点,按下吸锡器上面的按钮即可将焊锡吸上,如图4.3(b)所示。若一次未吸干净,可重复上述步骤。手动吸锡器在使用一段时间后必须清理,否则其内部活动的部分或头部会被焊锡卡住。图4.3 手动吸锡器的外形及吸锡方法4.2.3 螺钉旋具

螺钉旋具又称螺丝刀、改锥或起子,是一种用以拧紧或旋松各种尺寸的槽形机用螺钉、木螺丝及自攻螺钉的手工工具。电磁炉维修中常用一字形、十字形或电动螺钉旋具等。螺钉旋具的外形结构如图4.4所示。图4.4 螺钉旋具的外形结构图

使用时应按螺丝的规格选用合适的刀口,以小代大或以大代小都均会损坏螺丝刀、螺丝或电气元件。4.2.4 剪切工具

在小家电的维修中,常用的剪切工具主要有钢丝钳、尖嘴钳、斜口钳及剥线钳等。

钢丝钳主要用于剪切或夹持导线、金属丝、工件的钳类工具,其结构如图4.5(a)所示。其中,钳口用于弯绞和钳夹线头或其他金属、非金属物体;齿口用于旋动螺钉、螺母;刀口用于切断电线、起拔铁钉、削剥导线绝缘层等;侧口用于铡断硬度较大的金属丝等。

尖嘴钳又叫修口钳。尖嘴钳的头部尖细,适用于在狭小的空间操作,其外形如图4.5(b)所示。钳头用于夹持较小的螺钉、垫圈、导线和把导线端头弯曲成所需的形状,小刀口用于剪断细小的导线、金属丝等。

斜口钳的头部偏斜,又叫断线钳、偏嘴钳,专门用于剪断较粗的电线和其他金属丝,其外形如图4.5(c)所示。

剥线钳适宜给塑料、橡胶绝缘电线等剥皮,其外形如图4.5(d)所示。它由钳口和手柄两部分组成,剥线钳钳口分有0.5~3mm的多个直径切口,用于与不同规格的线芯直径相匹配,切口过大难以剥离绝缘层,切口过小会切断芯线。图4.5 剪切工具4.2.5 镊子

镊子是维修中必不可少的小工具,主要用于夹持导线线头、元器件、螺丝等小型物品。用于装置及焊接1mm宽的SMT电容和电阻组件、夹持所有平面SMT集成电路组件、夹持SMT圆柱形等组件时较为方便。镊子通常由不锈钢制成,弹性较大。其外形如图4.6所示。图4.6 不锈钢镊子

4.3 维修仪表

万用表是维修工作中必备的仪表之一,有条件的话可配备指针式和数字式万用表各一块,因条件所限至少应配备一块。指针式万用表的读数精度较数字式万用表稍差,但指针摆动的过程比较直观、明显,其摆动速度和幅度有时也能比较客观地反映被测量值的大小和方向,在判断晶体管的极性、测量电路正/反向电阻时尤为方便。常用的指针式万用表为MF47型,MF47型万用表的外形结构如图4.7所示。图4.7 MF47型万用表的外形结构

数字式万用表用于测量电压、电流时精确度高且测试非常方便,带有附加功能、可测量电容容量的数字式万用表,用于测试判断电容的好坏时更加方便。DT920A型数字式万用表的外形结构如图4.8所示。图4.8 DT920A型数字式万用表的外形结构

4.4 维修方法

维修小家电是一项技术性很强而又细致的工作。当某小家电发生故障时,检修人员要细心观察故障现象、认真分析故障原因、逻辑判断故障部位;然后再仔细检查故障点,查找故障元器件,对故障元器件进行维修或替换;最后进行必要的复查和调试,使整机恢复良好的性能。掌握正确的维修方法和检修程序会使维修工作事半功倍,少走弯路。下面介绍几种常用的维修方法。4.4.1 直观检查法

直观检查法又称感觉法,是利用人的眼(看)、耳(听)、鼻(闻)、手(摸、拨)、振(振动),对机内外零部件进行检查来判断故障的。此法简便,对检查损坏型故障特别有效,不仅有助于快速判断故障,而且可以直接找到故障。因为此法不需要使用工具,所以在维修小家电中应优先采用。此法要诀是“看听闻、查摸振”,分述如下。

看:在断电的情况下,打开机盖,目测电路板、排线及各元器件外观有无异常。如果机壳、面板有破损,则说明该机在运输中被损坏或使用中受到人为的冲击,造成人为故障,视损坏的程度和部位能够推断可能引起的故障。看机内有无烧焦处,电容器上有无漏电黑迹和爆裂,线盘是否松散或烧焦,变压器绕组是否烧焦等。

用户送来因机内进水的小家电时,注意不能立即通电试机。首先打开机盖,认真审视机内各个元器件有无跳火痕迹、爆裂、烧焦等异常现象。再看控制板、主控板有无进水、油污、氧化锈渍、蟑螂排泄物等。还要看印制板上是否附着有含有油盐灰尘的混合物,这种混合物容易吸收空气中的水分成为导体材料,在元器件间产生漏电、短路的严重现象,损害元器件。对于直观的异常件应立即更换,再用无水酒精清洗控制板,使主板清洁光亮,最后用电吹风吹干待检测。

听:上电开机,听是否有报警声或其他异常响声。

闻:机内有无烧焦味或其他异味。

查:检查保险丝是否烧断,控制主板与操作显示板间的连线是否有差错、脱落现象,取样电阻是否烧焦,元器件有无缺损,等等。还可以用万用表初步检测各关键点电路。

摸:通电一段时间关机后,摸大电流或高电压元器件是否常温、温升或烫手,如整流桥、变压器、功率管、开关电源模块、稳压器件等。若常温,说明可能没有工作;若有温升,说明已经工作;若特别烫手,说明可能有故障。

振:轻轻用螺丝刀绝缘柄敲击被怀疑的单元电路印制板部分,查找电路虚焊点和接触不良性故障。

直观法的具体过程如下。1.先了解故障情况

检修小家电产品时,不要急于通电检查。首先应向使用者了解电子产品设备故障前后的使用情况(如故障发生在开机时还是在工作中突然或逐渐发生的,有无冒烟、焦味、闪光、发热现象;故障前是否动过开关、旋钮、插件等)及气候环境情况。2.外观检查

首先在不加电的情况下进行通电前检查。检查按键、开关、旋钮放置是否正确;电线、电缆插头是否有松动;印制电路板铜箔是否有断裂、短路、断路、虚焊、打火痕迹,元器件有无变形、脱焊、相碰、烧焦、漏液、涨裂等现象,保险丝是否烧断或接触不良,电动机、变压器、电线有无焦味或断线;继电器线圈是否良好、触点是否烧蚀等。

然后再做通电检查。通电前检查如果正常或排除了异常现象后,就可进行通电检查。通电检查时,在开机的瞬间应特别注意指示设备(如指示灯、仪表、荧光屏)是否正常,机内有无冒烟、打火等现象,断电后电动机外壳、变压器、集成电路等是否发烫。若均正常,即可进行测量检查。在通电检查时,动作要敏捷,注意力要高度集中,并且要眼、耳、鼻、手同时并用,发现故障后立即关机,防止故障扩大化。同时,一定要注意人身安全。4.4.2 电阻法

电阻法是在不加电的情况下,利用万用表各电阻挡测量元器件的自身电阻值,以及小家电中的集成电路、晶体管各脚、各单元电路的对地电阻值,来判断是否有故障。

电阻法可分为“裸式电阻法”和“在机电阻法”。裸式电阻法即元器件不接入电路,或从电路板上脱焊下来,呈裸露的形式;在机电阻法即元器件焊接在电路板上。1.裸式电阻法

小家电电路中的元器件质量好坏及是否损坏,绝大多数都是用测量其裸式电阻阻值大小来进行判别的。当怀疑印制线路板上某个元器件有问题时,应把本元器件从印刷板上拆焊下来,用万用表测其电阻值,进行质量判断。若是新元器件,在上机焊接前一定要先检测,后焊接。

例如,电源线通断的检测,如图4.9所示。万用表一只表笔固定于插头的一端,另一只表笔分别接触插口的两个端口,应当只有一次导通,一次不导通;用同样的方法,最后再判断另一根电源线是否正常。图4.9 电源线通断的检测

适于裸式电阻法测量的元器件有:各种电阻、二极管、三极管、插排、按键及印刷铜箔的通断等。电容、电感要求不严格的电路,可做粗略判断;若电路要求较严格,如谐振电容、振荡电容等,一定要用电容表(或数字表)等进行准确测量。

裸式集成电路(没上机前或从印制板上拆焊下来)可测其正反电阻(开路电阻),粗略地判断有无故障。这是粗略判断集成块好坏的一种行之有效的方法。本书在没有特殊说明的情况下,正/反向电阻测量是指黑表笔接测量点,红表笔接地,测量的电阻值叫做正向电阻;红表笔接测量点,黑表笔接地,测量的电阻值叫做反向电阻。裸式集成电路正/反电阻的测量如图4.10所示。图4.10 裸式集成电路正/反电阻的测量

测量结果与问题说明如下。

测正向电阻时,红表笔固定接在地线的端子上不动,用黑表笔按顺序逐个测量其他各脚(或测几个关键脚),并且记录好数据。测反向电阻时,只需交换一下表笔即可。

测量完毕后,就可对测量数据进行分析判断了。如果是裸式测量,各端子(引脚)电阻约为0Ω或明显小于正常值,可以肯定这个集成电路已被击穿或严重漏电,如果是在机(在路)测量,各端子电阻约为0Ω或明显小于正常值,说明这个集成块可能短路或严重漏电,要断开此引脚再测空脚电阻后,再下结论。另外,也可能是相关外围电路元器件被击穿或漏电。2.在机电阻法

在机电阻法对检修开路、短路故障和确定故障依旧最有效。实际测量时可以进行“在机”电阻测量和“脱焊”(裸式)电阻测量。使用在机电阻测量时,应选择合适的连接方式,并交换表笔作正反两次测量,然后分析测量结果,才能作出正确的判断。对难于判断的故障点,还是采用脱焊电阻法测量较好。若两种方法能够恰当地配合使用,就能充分发挥电阻法的优点。例如,测量稳压器输出端的正/反向电阻,将它与正常值进行比较,若阻值变小,则有部分元器件可能短路或被击穿。

在机电阻法在检修电源电路故障时,较为快速有效。例如,电源电压(整流滤波后、稳压后)不正常,输出电压会偏低许多,这里就要判断区分是电源电路本身有故障,还是后级负载有短路情况发生。具体操作方法为:先测该输出端对地的正/反电阻,记下数据;再脱开负载(划断铜箔),然后测该输出端对地的正/反电阻,记下数据,并同第一次测量结果进行比较。若第二次测量结果的数值增大,说明后级负载已短路。电阻法注意事项如下。测量与其他电路有联系的元器件或电路时,需注意电路的并联效应,必要时断开被测电路的一端进行测量;测量回路中有电表表头时,应将表头短路,以免损坏表头;若被电路中有大电容时,应首先放电;对于变压器、电机等的绝缘测量应选用兆欧表。4.4.3 电压法

电压法有直流电压法和交流电压法两种,可在交流与直流两种状态下使用。

电压法是通过测量电路的供电电压或晶体管的各极、集成电路各脚电压来判断故障的。这些电压是判断电路或晶体管、集成电路工作状态是否正常的重要依据。将所测得的电压数据与正常工作电压进行比较,根据误差电压的大小,就可以判断出故障电路或故障元器件。一般来说,误差电压较大的地方,就是故障所在的部位。

对于维修小家电来讲,直流电压法可分别在静态或动态两种状态下进行。根据所测得的数据,经电路分析,了解电路元器件数值变化与工作点电压的关系,就可以根据检测到的电压变化来找出故障元器件。

厂家提供的维修资料及图纸中,大部分标注的是关键点电压。测量这些关键点电压,对于判断故障的范围往往可以起到事半功倍的效果。

例如,电源电路输入交流电压V经直接整流滤波后,输出直流电i压值应为V=1.414V。若输入为220V,则输出应为311V,若输入为oi200V,则输出应为282V。若实测电压值为零或很低,便可判断整流滤波电路(包括输入滤波器)有问题。若实测电压值比计算值低,也可能是负载过大(负载有短路现象)造成的,这时可脱开负载再测;脱开负载后测得的电压值正常,表明负载过大或电源带载能力差;脱开负载后测得的电压值还不正常,表明电源电路有问题。

对于电路中未标明各极电压值的晶体管放大器,则可根据V=c(1/2~2/3)E、V=(1/6~1/4)E、V(硅)=(0.5~0.7)V、cecbeV(锗)=(0.1~0.3)V来估计和判断电路工作状态是否正常。晶be体管工作在开关状态时,开时:V≈V即V≈0;关时:V=V(E)。cececccc

晶体管放大电路静态电压的主要特点是:发射极正偏,集电极反偏。具体讲:NPN型管应V>V>V;PNP型管应V>V>V。其中,Cbeebc发射极电压硅管在0.6V左右,锗管在0.2V左右。如果偏离上述正常值,晶体管则失去正常放大作用,这时应检查电路故障点。

对于振荡电路,可以通过测试晶体管V电压来加以判断。它应be略微正偏或处于反偏,V电压和上述线性放大器要求基本相同。若ceV处于正常正偏值时,则振荡器停振;若直流状态正常,则可用强be迫停振法,看其是否起振,即将振荡器交流短路(但不能使直流通路短路),观察发射极电压或集电极电压或基极与发射极之间的电压在短路前后的变化,若有变化,说明电路已起振。4.4.4 电流法

电流法是通过测量晶体管/集成电路的工作电流、局部电路的总电流和电源的负载电流来判断小家电的故障的。进行电流检查时,既可把万用表串入电路中直接测量,又可通过测量串入电路中的电阻两端的电压来间接测量。

电流法适合检查短路性故障、漏电或软击穿故障。电流法检查往往反映出各电路静态工作是否正常。测量整机工作电流时,必须将电路断开(或取下保险管),将万用表电流挡(选择最大量程)串入电路中(应将万用表先接好再通电)。另外,还可以测量电子设备插孔电流、晶体管和集成电路的工作电流、电源负载电流、过荷继电器动作电流等。

在小家电维修中一般是测量整机总电流的。测量时,常采用把万用表串入保险丝插座或利用自制检测电盘上的电流表的方法进行,条件许可的情况下,用钳型电流表也可以。

测量前先估算一下整机电流。例如,一般家用电磁炉功率在1500~2100W之间,以市电电压为220V进行计算,电流等于功率除以电压,则1500÷220=6.82A,2100÷220=9.55A,即工作电流在最大火力加热时为6.82~9.55A。工作电流过大,表明整机有短路故障发生;工作电流过小,表明部分电路不工作。4.4.5 替换法

替换法是指用好的元器件替换所怀疑的元器件,若故障因此清除,说明怀疑正确,否则便是失误(除同时存在其他故障元器件外),应进一步检查、判断。

替换法包括元器件替换和某一个部件的替换。这种方法一般用于经多次检修没能修好而且故障部位又未得到确切判断的情况,较适用于难以判断是否失效的元器件,如电容、集成电路等元器件。对于其他检查方法久久难以判断的疑难故障,采用替换法往往可迎刃而解。使用替换法时应注意以下几点。1.必须保证替换件良好若替换件本身不良,替换就完全没有意义了。采用替换法鉴别故障,一定要保证替换上去的元器件是好的,否则会产生错误的结论,导致故障难以排除。因此,应准备一部分经实际测试是良好的元器件,专门作为替换件使用。2.替换用的集成电路最好用插座安装在印制线路板上这样不仅便于拆装及多次实验,而且可避免损坏芯片。替换集成电路的型号与原用型号最好相同,也可用能与原型号直接互换而型号不一样的芯片。3.注意替换件的安全对于小替换件,如二极管、三极管、小电容等,也可暂时焊在印制板面上,但一定要注意管脚的极性要正确,且引脚不要太长以免碰触其他焊点。对于功率较大且带有散热器的元器件,一定要按原要求在原位置上安装好,不能临时搭接线路而开机试验。4.4.6 其他维修方法

除了上述的几种基本方法外,还有不少行之有效的方法,如加热法、冷却法、干扰法、开路法、短路法、振动法及并联试验法等。下面简要介绍几种常见维修方法。1.代码法

某些小家电中的指示灯除了指示工作状态外,另一个重要作用就是能显示故障代码,因此,可给维修人员带来极大的方便。电器开机上电后,虽不能正常工作,但若能显示故障代码,维修时可优先采用代码法,但前提是必须要了解代码的含义。因此,在日常维修工作中,要注意多收集、整理小家电的故障代码资料。2.单元电路整体代换法

当某一单元电路的印制板严重损坏(如铜箔断裂较严重或印制板烧焦),或某一元器件暂时短缺,而现行身边有具备其他代换条件,可采用单元电路整体代换法。例如,用小型开关电源代换电磁炉低压电源,同类型机控制线路板的代换等。3.电路改动法

电路改动法就是对原电路的设计缺陷进行改动,增减一些元器件或改变元器件的参数。小家电销售后,厂家根据售后服务提供的维修情况,会及时对某些机型的设计缺陷进行改动,以使产品更适于正常使用并进一步完善产品的电器性能。维修人员在元器件缺乏或元器件资料(型号)不详或印制电路板损坏的情况下,电路改动法不失为最好的方法。4.波形法

有条件的情况下,可采用示波器观察波形图。用示波器测量波形,可比较直观地检查电路的动态工作状态,这是其他方法无法比拟的。5.对比法

大部分小家电,出厂时没有随机附带的原理图,或者虽有原理图但图中没给出应有的数据。这类小家电出现故障时,由于没有参考值而难以把测得的电流、电压及其波形作为判断故障的依据。遇到这种情况,最好的办法是找一部同型号的电器,分别测量其相对应部位的有关数据,作为检修时的参考值。

有些元器件,因没有相关的技术资料而难以判断其好坏。遇到这种情况,可以找同类(最好是同型号的)元器件进行测量比较,从而做出判断。

一部小家电,总有和别的电器相通的地方,特别是同类不同型号的电器,相通的地方就更多。在找不到图纸时,可以找同类型电器的图纸作为参考。

若有两台同型号的小家电,可以用一台好的作为比较。分别测量出两台机器同一部位的电压、工作波形、对地电阻、元器件参数等来相互比较,可方便地判断故障部位。另外,平时要多收集一些小家电的各种数据,以便检修时作为对比。

上述几种在检修电器时所使用的方法统称为对比法。6.干扰法

干扰法又称为触击法、碰触法、人体感应法等。干扰法主要用于检查有关电路的动态故障,即交流通路的工作正常与否,适用于检查小家电设备在输入适当的信号时才表现出来的故障。方法是用镊子、螺丝刀、表笔等简单的工具碰触某部分电路的输入端,利用人体感应或碰触中的杂波作为干扰信号,输入到各级电路;或用短路法使晶体管基极对地(连续或瞬间)短路,在给电路输入端加入这些干扰信号的同时,可用万用表或示波器在电路的输出端进行测量;若为音频或视频信号,可注意观察荧光屏上的噪波或听喇叭的噪声。以此来判断被检查部位能否传输信号,从而判断故障部位。

该方法一般是按“从后级向前级”的顺序进行的。如果用螺丝刀触击时反应不明显,可改用万用表表笔触击,即将万用表(指针式)置于R×1或R×10挡,红表笔接地,用黑表笔碰触电路的输入端。这时由于输入的振杂信号更强,所以反应会更加明显。7.开路法、短路法、并联法

开路检查法是将某一个元器件或某一部分电路断开,根据故障现象的变化来判断故障的。为了更好地确定故障发生的部位,可通过拔去某些部分的插件和电路板来缩小故障范围,分隔出故障部分。例如,电源负载短路可分区切断负载,检查出短路的负载部分。开路法用于检查短路性故障较为方便。

短路检查法是利用短路线(直流短路)或接有电容的线(交流短路)将电路的某一部分或某一个元器件短路,从小家电的响声或电压等的变化来判断故障。此法适合检查开路性故障,以及判断振荡电路是否起振和印制线路板铜箔断裂的故障。8.加热法、冷却法

有些故障,只有在小家电开机一定时间后才能表现出来,多数情况下是由于某个元器件的热稳定性不良所致。通过给被怀疑的元器件加热或冷却,来诱发故障现象尽快出现,以提高检修的效率,节约检查时间和缩小故障范围。

除了上述这些维修方法外,还有隔离法、故障恶化法、信号追踪法等。检修、调试小家电是一项技术性很强的工作,要提高检修效率,必须灵活、变通、综合性地运用各种检查方法。4.4.7 万用表综合测试法案例

用万用表检查电路的方法较多,如电阻法、电压法、电流法及分贝法等,具体用哪一种方法或几种方法交替使用,需根据故障现象做出合理的选择,下面实战演练几种用万用表检查电路的方法。1.电阻法

用电阻法检查断路故障较为理想与方便,如图4.11所示。当初步判断或怀疑电路有断路故障时,可采用逐级(逐点)检测的方法。固定黑表笔于A点,红表笔测C点,若阻值为0,表明该段电路正常;若阻值为∞,则表明该段断路。然后红表笔测D点,若阻值为0,表明保险丝正常;若阻值为∞,则表明保险丝烧断。同理,测F点,若阻值为0,表明开关正常;若阻值为∞,则表明开关断路。测G点,若阻值为0,表明电阻R1短路;若阻值为∞,则表明电阻R1断路。依次类推检测下去,就可查找到故障点。图4.11 用电阻法检查断路故障2.电压法

用电压法检查断路故障较为理想与方便,如图4.12所示。当初步判断或怀疑电路有断路故障时,可采用逐级(逐点)检测的方法。固定黑表笔于B点,红表笔测C点,若电压为E(24V),表明该段电路正常(电源正常);若电压为0,则表明该段断路或电源异常。然后红表笔测D点,若阻值为E(24V),则表明保险丝正常;若电压为0,则表明保险丝烧断。同理,测F点,若电压为E(24V),表明开关正常;若电压为0,则表明开关断路。测G点,若电压为3.96V,表明电阻R正常;若电压为24V,则表明电阻R短路。依次类推检测下11去,就可查找到故障点。图4.12 用电压法检查断路故障3.电流法

用电流法检查短路、断路故障较为理想与方便,如图4.13所示。当初步判断或怀疑电路有短路故障时,可采用逐级(逐支路)检测的方法。脱开支路X1处,将万用表串联接入。若电流为0,则表明R短1路;若电流为2mA,则表明R正常;若电流大于2mA许多,则表明R11变值或短路。依次类推检测下去(X2处、X3处),就可查找到故障点。图4.13 用电流法检查短路、断路故障

4.5 小家电维修中的先后次序

1.先调查,后熟悉

当用户送来一台故障机,首先要询问产生故障的前后经过及故障现象,就像医生对病人诊病一样,先要问清病情,才能对症下药。根据用户提供的情况和故障现象,再认真地对电路进行分析研究(这一点对初学者尤其重要),弄通弄懂其电路原理和元器件的作用,做到心中有数,有的放矢。2.先机外,后机内

对于故障小家电,应先检查机外部件,特别是机外的一些开关、旋钮位置是否得当,外部的引线、插座有无断路或短路现象等。当确认机外部件正常时,再打开机器进行检查。3.先机械,后电气

例如,检修一台电风扇,应当先分清故障是由机械原因引起的,还是由电气毛病造成的。只有当确定各部位转动机构无故障时,再进行电气方面的检查。4.先静态,后动态

所谓静态检查,就是在机器未通电之前进行的检查。当确认静态检查无误时,方可通电进行动态检查。若发现冒烟、闪烁等异常情况,应迅速关机,重新进行静态检查。这样可避免在情况不明时就给电器加电,造成不应有的损坏。5.先清洁,后检修

在检查电器内部时,应着重看看机内是否清洁。如果发现机内各元件、引线、走线之间有尘土、污物、蛛网或多余的焊锡、焊油等,应先清除,再进行检修。这样既可减少自然故障,又可取得事半功倍的效果。实践表明,许多故障都是由于脏污引起的,一经清洁,故障往往会自动消失。6.先电源,后其他

电源是电器的心脏,如果电源不正常,就不可能保证其他部分的正常工作,也就无从检查别的故障。根据经验,电源部分的故障率在整机故障中占的比例最高,许多故障往往就是由电源引起的,所以先检修电源常能收到事半功倍的效果。7.先通病,后特殊

根据电器的共同特点,先排除带有普遍性和规律性的常见故障,然后再去检查特殊的电路(包括一些特殊的元器件),以便逐步缩小故障范围,由面到点,缩短修理时间。8.先外围,后内部

在检查集成电路时,不要先急于换集成块,而应先检查其外围电路,在确认外围电路正常时,再考虑更换集成块。若不问青红皂白,一味更换集成块,只能造成不必要的损失,且现在的集成块引脚众多,稍不注意便会损坏,而且即使确定是集成块内部问题,也应先考虑能否通过外围电路进行修复。从维修实践可知,集成块外围电路的故障率远高于其内部电路。9.先直流,后交流

这里的直流和交流是指电路各级的直流回路和交流回路。这两个回路是相辅相承的,只有在直流回路正常的前提下,交流回路才能正常工作。所以在检修时,必须先检查各级直流回路(静态工作点),然后检查交流回路(动态工作点)。10.先故障,后调试

对于“电路、调试”故障并存的机器,应当先排除电路故障,然后再进行调试。因为调试必须是在电路正常的前提下才能进行的。当然有些故障是由于调试不当而造成的,这时只需直接调试即可恢复正常。

4.6 检修集成电路(IC)的方法

随着工艺的不断提高,集成电路的集成度越来越高,其性能和优点更趋完善和突出。但如果使用不当(过载),或者受到强干扰(如打火、雷击等),以及外围元器件损坏等,仍然会使集成电路的某一局部发生损坏。一个集成电路只要某一局部损坏,整块就不能正常工作了,因此也就报废了。同时,集成电路的测量、判断、拆换等有别于分立元器件,实践中经常会遇到要检测集成电路的好坏的问题,本节从维修的角度出发,以万用表为检修工具,介绍检修集成电路的常用方法与技巧。4.6.1 IC故障的一般检测法1.裸式检测IC的方法

新购买的IC或从印制电路板上脱焊下来的IC,通过测量单块IC各引脚间(或对地端)的电阻值,并与资料上的标称值进行比较,或结合内部电路进行分析,就可判断IC的好坏。测量时,应交换表笔作正/反两次测量,然后对结果进行分析、比较和判断。如果差别较大,说明其内部单元电路可能已经损坏。为了防止误诊,万用表的型号和挡位选择最好同参考标称值所要求的保持一致。2.在路(在机)检测IC的方法(1)各脚对地电压

将测得的各脚对地电压与电路原理图中的标称值进行比较,数值误差较大的部分就是故障点。当排除外部元器件损坏的可能性后,就表明IC的这一部分有故障。但应注意,有些引脚在无信号和有信号或因控制调节的不同,其电压是会变化的,这是正常现象并非故障。(2)在路正/反电阻

IC的在路电阻值通常厂家是不给出的,只有通过搜集专业资料或自己从正常的同类几种IC上测量获得。如果测得的电阻值变化大,而外部元器件又都正常,则表明IC相应部分的内部电路损坏。由于内外电路元器件会形成一个复杂的混联电路,且可能存在单向导电的元器件,所以需交换表笔作正/反两次的测量。4.6.2 检测IC故障的原则

对于大规模IC来说,有时为了快速判断其是否有故障,不可能首先依次对每个引脚逐一测电压或正/反电阻值,常常采取测量几个关键点电压的方法,先初步判断IC的大致工作特性,逐步缩小故障范围后,再采取常规检测方法加以验证和判断。因此,检测IC故障时,应遵循如下原则:①先查工作条件;②查输入端;③查控制或调节端;④查输出端;⑤查有关端;⑥先外而后内。1.查工作条件

集成电路必须在正常工作条件下才能工作。最基本的工作条件就是正常的供电电压,即正、负电源的端口电压。需注意的是,有些IC的正、负电源有多个正电源或负电源端口,供电电压可能相同也可能不相同。除最基本的工作条件供电电压外,IC因其型号和功能的不同,还有一些其他工作条件,如单片机除故障电源外,还有时钟振荡、复位等。因此,当初步判断故障与集成电路有关时,应先测其工作条件是否具备。若电源端口电压过高或过低,那么其他各引脚电压跟随变化也在情理之中,并非IC有问题。2.查输入端

当IC的工作条件具备时,就应再检测输入端。先检测输入端口的静态值,再检测其动态值,看前级信号是否能到达本端口。3.查控制或调节端

当输入端基本正常时,就要检测各种控制或调节端口的静、动态值;同时,要通过调节,看其是否能随调节的变化而变化。4.查输出端

输出端口的电压正常与否,能表明IC能否正常地输出信号,因此输出端口也要作为一个关键点重点检查。5.查有关端口

IC内电路的某一单元电路,向外不一定只有一个引出(或引入)端口,当发现某一端口电压不正常时,顺便查一下与此有关联的其他端口,看其是否正常。6.先外而后内

当发现某脚(或多脚)电压异常时,先不要盲目地更换集成块。因为故障原因既可能在IC内部,也可能是外部元器件引起的,应先排除外部元器件的故障,然后再判断IC故障。

上述原则,除第1条外,其他各条在运用时,可以错开顺序灵活通用。

4.7 电路图的识读技巧

4.7.1 电路图的分类

学习电路或对电路进行分析,往往要识读电路图。模拟电路中常用到的电路图纸有六种:概略图、方框图、电路原理图、印制电路板图、安装图及接线图等。1.概略图

概略图是一种用单线表示法绘制,用图形符号、方框符号或带注释的框,大概地表示系统或成套装置的基本组成、相互关系及主要特征的简图。图4.14所示的是一个供电系统概略图。图4.14 供电系统概略图2.方框图

方框图是采用符号或带文字注释的框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路简图。它描述和反映了整机线路中各单元电路的具体组成,它是整机线路图的框架,形象、直观地反映了整机的层次划分和体系结构,简明地指出信号的流程。晶体管收音机的方框图如图4.15所示。图4.15 晶体管收音机的方框图3.电路原理图

电路原理图简称电路图或原理图。它是各种电子元器件以图形符号形式体现电子电路工作原理的一种电路详细图,体现了电路的具体结构与工作原理。图4.16所示为一个具体的电路原理图。图4.16 电蚊拍电路原理图

在电路原理图中,各种电子元器件都有特定的表示方式——元器件电路符号。这些符号都是采用国家标准或专业标准所规定的图形符号绘制的。4.印制电路板图

印制电路板图是根据电路原理图,把各个元器件用印制板上的铜箔进行实际焊接装配的敷设图,是实现电路原理图的工程图。从印制电路板图上,能清楚地看到印制电路板的尺寸大小、外形、安装槽或孔、各元器件的安装位置和铜箔敷设路径等情况。图4.17所示的是收音机的印制电路板图。图4.17 收音机的印制电路板图

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