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发表于 2010-10-2 14:52:01
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第四讲 功能性元件和技术性元件
学电子有个窍门,先学原理,再学具体电路。为什么?因为原理比较简单,容易掌握,在掌握原理的基础上,再详细分析电路图中元件的作用才能心中有数。先整体,再局部。不谋全局者,不足谋一域;不谋万世者,不足谋一时。涉及到电路图,要先看方框图,再看元件图。只有对整个电路的功能、作用清楚了,才能对每个具体元件的作用有全面理解。
我的体会,学习时把所有电路的元件都分为两类,一类是功能性元件,就是对整个电路的功能实现起着主要、不可缺少的作用的元件,也就是说缺少了这个元件或这个元件不正常,电路的基本功能就不能实现。另一类是技术性元件,就是起着配合、补充作用,使电路更加稳定、安全、方便。拿人体来打个比方,心脏、肺脏、大脑就是功能性元件,这些器官出了故障,人就不能存活,或者活着也没有意义(如植物人)。而头发、手指、脚趾就属于技术性元件,有了这些器官,人显得美观、干活更方便,缺一根手指虽然不方便,但是基本不影响人的整体功能的发挥。
在主板电路中,南桥、北桥、电源芯片、时钟芯片等关键元件是功能性元件,而集成声卡、集成网卡等元件就是技术性元件。如果雷击造成集成网卡短路,大可摘掉而加1个外置网卡。在CRT显示器电路中,行管、高压包是功能性元件,而S校正管、节能省电电子开关管是技术性元件。
区分功能性元件和技术性元件的标准是对整体电路的影响大小,做这个区分的好处是便于快速抓住重点,首先理解电路,再就是对维修起指导作用。如果技术性元件出了故障,完全可以让它停止工作(视情况拿掉或者短路),避开它的影响,集中精力解决功能性元件的故障。待功能性元件正常工作后,再考虑如何处理,这样可以简化、加快维修过程。比如,在显示器中节能省电开关管工作状态不正常,我们可以短路CE极,先使电压加到后面电路,根据故障现象很快判断出故障所在,修好后再把短路线去掉(有时甚至不必去)。
在实际维修中,查找元件也是一项基本功。怎么才能很快地找到电路图上标记的某个元件呢?如果我们到火车站接一个人,在数以千计的人海中如何很快找到这个人?光知道这个人是男是女是远远不够的,我们需要知道这个人有什么显著特征。比如很高或很矮,很胖或很瘦,长发很长或很短等等,反正是一个足以把他和其他人区分开来的特征,这样我们就很好找了。如果他本人没有什么很特别的特征,但和他在一起的人有这个特征,那也就好办了。
一般来说,功能性元件都是有显著特点的,第一数量少,第二具备体积大、带散热片、引脚多等特点的一项或多项。据此特征,可以很快找到功能性元件。如果要找技术性元件怎么办,先看它和哪个功能性元件有联系,一般来说,就在这个功能性元件的附近,找到功能性元件后,顺着连线也很容易找到。
我们知道电路中用的最多的元件是电阻,其次是电容,再次就是二极管、三极管、场管、集成电路,电感用的也不多。我们也要具备一些元件封装的知识,说白了,就是元件的外观是什么样子。看到某种样子,要知道它是什么或者可能是什么元件,是电阻、电感、电容,还是二极管、三极管、场管等。比如TO-92封装的一般是三极管,但也有集成电路,TO-252封装的一般是场管,也可能是三极管或集成电路。
第五讲 电子元件损坏规律
有生就有死,电子元件也有寿命。电子元件的寿命除了与它本身的结构、性质有关,也和它的使用环境和在电路中所起作用密切相关。
冬天快到了,突来一股寒流,一部分人体格较差,受不了环境的冷热变化,发烧感冒了,但身体强壮的人抵抗能力强,没有生病。这说明生病和自身体质有关。在电路中,身体最强壮的是电阻、电感,其次是电容、半导体器件(包括二极管、三极管、场管、集成电路),也就是说,在同样的工作条件下,半导体器件损坏机率最大,所以我们查找故障元件时要优先检查二极管、三极管、场管、集成电路等,一般半导体器件损坏时以击穿为多见,万用表二极管蜂鸣档测这些器件的任意两脚最低也应有一个PN结的阻值500左右,若是蜂鸣八成是坏了,可拆下再测以确认。
我们都知道,出头的椽子先烂,首长的警卫员要做好随时牺牲的准备,这说明工作岗位决定了危险程度。在电路中,工作在高电压、大电流、大功率状态下的元件无疑承受的压力也大,损坏的可能性大,同时也是电路的关键元件、功能性元件。凡在大电流的地方发热就大(焦耳楞次定律——热量与电流的平方成正比),所以凡是加有散热片的元件都是易损件。大功率的电阻也是易损件。大功率的电阻怎么能看出来?和它的阻值无关,只和它的体积有关,体积越大,功率越大。在电路中,保险丝、保险电阻是最不保险的元件,首先因为它的熔点低,容易断,又因为它是保别人的险,冲到第一线,当警卫员,所以坏时先坏。
元件损坏的方式,有过压损坏、过流损坏。过压损坏如雷击,击穿桥式整流管。过流损坏如显示器行管热击穿。相应于人来说也有各种死法。过压损坏如斩首,人头掉了,人已死了,身体完好无损。过压损坏的元件外观看不出明显的变化,只是参数全变了。过流像毒打致死,一开始还能禁受,越来越不行,等到死了,已是遍体鳞伤、血肉模糊。过流损坏的元件表面温度很高,有裂纹、变色、小坑等明显变化。严重时元件周围的线路板变黄、变黑、烧糊。
第六讲 电路中“多余”的元件
刚学电子时,总觉得电路中有些元件是多余的,比如07门电路,既然是跟随器,用导线代替不是一样吗?显示器开关电源启动电阻,用两个100K的电阻串联,用一个200K的电阻不省一个吗?这不是不走弓弦却走弓背吗?主板上DDR内存供电电路中,既然TL431精密电压稳压器可以输出精密2.5V,何必调压再用场管输出呢?这不是脱了裤子放屁吗?
为了说清这个问题,先讲一个著名的故事。说的是一个人被关在一个几十米的高塔顶部,门是开不开的,只有一个窗户,但窗户外面就是笔直的墙壁,无可攀爬。虽然没人看守,但是逃不掉的。在一个夜晚,他的妻子来看他,在塔下哭泣。他告诉妻子找一个蚂蚁,在蚂蚁头上抹了一点蜂蜜,用一根细线拴在蚂蚁腰上,把蚂蚁头朝上放在塔壁上。蚂蚁喜欢吃蜂蜜,老觉得蜂蜜就在前头,笔直地带着细线朝前爬去。等蚂蚁爬到窗前,他捉住蚂蚁,解下细线,让妻子在细线上绑上一根细绳,再在细绳下端绑上一根粗绳。他拽上丝线、细绳和粗绳,把粗绳绑在塔里,顺着绳子滑到地面,和妻子一同逃跑了。
故事讲完了,我们不禁要问:既然有一根细线了,他为什么不顺着细线滑下去,还要绑细绳、粗绳?因为细线不足以支撑他的体重。在DDR内存供电电路中,虽然TL431能够提供2.5的基准电压,但不能输出大电流来支持内存工作,所以要以此电压为基准,将3.3电压调压成2.5V供给内存。门电路中也是这个道理,它首先是输出足够的电流去驱动后面的电路,同时也起一个缓冲的作用。
至于用两个100K的电阻而不是用一个200K的电阻,是为了电路的安全。一个电阻出了问题,不至于直接冲击到集成电路。在大容量电容旁边并联一个小容量电容,不是为了增加容量,而是为了让高频通过。因为电解电容是两块电极绝缘着卷在一起的,有分布电感,在低频下不明显,但在高频下就十分突出了,对高频有相当的感抗,小电容就是为了给高频提供通路。还有场管S极所接的过流检测电阻,有的用几个电阻并联,是为了提高可靠性,因为如果电阻阻值变大或断路的话,会造成电路工作不正常甚至会烧坏元件。用电阻并联,就不至于因为一个电阻出问题造成严重后果。
在电路中还有一些类似的看似“多余”的元件,其实这些元件都有作用,电路设计人员也不是白吃饭的,存在自有存在的道理,要靠我们从原理和作用上去理解和掌握。希望大家举一反三。 |
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