1.3 家电产品电路的识读
1.3.1 家电产品中的电子元器件
(1)电阻器
电阻器简称电阻,是电子产品中最基本、最常用的电子元器件之一,用字母“R”表示。它的主要作用是限制电流。
图1-23为常见电阻器的电路图形符号。
图1-23 常见电阻器的电路图形符号
图1-24为常见电阻器的实物外形。电阻器根据功能、制作材料和外形的不同可以分为实心电阻器、碳膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器、压敏电阻器等,此外还有一些特殊的电阻器。
图1-24 常见电阻器的实物外形
(2)电容器
电容器通常简称电容,也是电子产品中应用广泛的电子元器件之一,用字母“C”表示。电容器是由两个极板组成的,具有存储电荷的功能。
电容器在电路中用于滤波、与电感器组合构成谐振电路、作为交流信号的传输元器件等。电容器的电路图形符号如图1-25所示。
图1-25 电容器的电路图形符号
电容器按功能和使用领域可分为固定电容器和可变电容器两大类。固定电容器又分为无极性电容器和有极性电容器。常见电容器的实物外形如图1-26所示。
图1-26 常见电容器的实物外形
(3)电感器
将导线绕成圈形就是一个电感元件,是储存磁能的元件,通常简称为电感,用字母“L表示,也是电子产品中常用的基本电子元器件之一。
电感器的电路图形符号及实物外形如图1-27所示。电感器可分为固定电感器、可调电感器、空心电感器、磁(铁)芯电感器等。阻流圈、偏转线圈、振荡线圈等都是常见的电感器。
图1-27 电感器的电路图形符号及实物外形
(4)二极管
二极管是一种常用的具有一个PN结的半导体器件,具有单向导电特性,通过二极管的电流只能沿一个方向流动。二极管只有在所加正向电压达到某一定值后才能导通。为了防止使用时极性接错,管壳上标有明显的符号或色点,符号箭头指示方向为正向,色点或色环表示该端为负极。其电路图形符号和实物外形如图1-28所示。在电路图中二极管常用字母“VD”或“D”表示。
图1-28 常见二极管的电路图形符号和实物外形
(5)三极管
三极管通常简称晶体管或晶体三极管,这种元器件在电子电路中应用比较广泛,是电子电路的核心器件之一。根据构造的不同,三极管可分为NPN型和PNP型,电路中用字母“V”表示。常见的三极管实物外形如图1-29所示。
图1-29 常见的三极管实物外形
(6)场效应晶体管
场效应晶体管(FET)是一种利用电场效应控制电流大小的半导体器件,也是一种具有PN结结构的半导体器件,用字母“VF”表示。与普通半导体三极管的不同之处在于,场效应晶体管是电压控制器件。场效应晶体管的电路图形符号及实物外形如图1-30所示。场效应晶体管主要分为两大类:结型场效应晶体管和绝缘栅型场效应晶体管。
图1-30 场效应晶体管的电路图形符号及实物外形
(7)晶闸管
晶闸管又称可控硅,也是一种半导体器件,除了具有单向导电特性外,还可作为整流管或可控开关。在电路中,晶闸管用符号“VT”表示。如图1-31所示,常见的晶闸管有单向晶闸管、双向晶闸管和可关断晶闸管等几种。
图1-31 常见晶闸管的电路图形符号和实物外形
(8)变压器
变压器可以看作是由两个或多个电感线圈构成的,是变换交流电压的元器件。它利用电感线圈靠近时的互感原理,将电能或信号从一个电路传向另一个电路。变压器在电路中通常用字母“T”表示。图1-32为变压器的电路图形符号。
图1-32 变压器的电路图形符号
1.3.2 家电产品中的单元电路
(1)电源电路
电源电路是为家电产品各单元电路提供工作电压的电路。该电路的电压以交流电源为主。交流电压在电源电路中被整流、滤波输出直流电压,为家电产品中的单元电路提供电压。
图1-33为典型电源电路模型。这是一种直流并联稳压电源电路,主要应用于收音机电路中,交流220V电压经变压器降压后输出8V交流低压,经桥式整流堆输出约为11V直流电压,再经C1滤波,R、VDZ稳压、C2滤波后,输出6V直流稳压。电路中使用两只电解电容进行平滑滤波。
图1-33 典型电源电路模型
(2)控制电路
控制电路是完成控制功能的电路。图1-34为典型遥控接收和控制电路,遥控信号的接收、放大和滤波整形电路采用MC3373集成电路。
图1-34 典型遥控接收和控制电路
(3)驱动电路
驱动电路通常位于主电路和控制电路之间,主要是用于放大控制电路的信号。图1-35为典型直流电动机驱动电路。该电路是采用速度反馈方式的电动机驱动电路,在电动机上设有测速信号发生器TG,速度信号经整流滤波后变成直流电压反馈到NE555的2脚,经检测和比较后,由3脚输出可变控制信号,从而达到稳速的目的。
图1-35 典型直流电动机驱动电路
(4)检测电路
检测电路的主要功能是对家电产品中的某一状态进行检测或监控,并根据检测结果进行相关的操作,实现对电路的保护、控制及显示等功能。图1-36为典型的温度检测电路,主要是由运算放大器构成的。MC1403为基准电压产生电路,2脚输出的基准电压(2.5V)经电阻(2.4kΩ)和电位器RP1等元件分压后加到运算放大器IC1的同相输入端,热敏电阻PT100接在运算放大器的负反馈环路中。环境温度发生变化时,热敏电阻的阻值也会随之变化。IC1的输出电压加到IC3的反相输入端,经IC3放大后作为温度传感信号输出,IC1相当于一个测量放大器,IC2是IC1的负反馈电路,RP2、RP3可以微调负反馈量,可提高测量的精度和稳定性。
图1-36 典型的温度检测电路
(5)接口电路
接口电路是家电产品中数据输入、输出的重要部分,可以实现家电产品之间的数据传输与转换。图1-37为USB接口电路。USB接口电路主要应用于播放器中,由电源引脚、数据引脚和接地引脚构成。接口电路还包括电感L1及电阻R1、R2等元器件,主要用于保护USB接口及滤除传输信号所受到的干扰。
图1-37 USB接口电路
(6)信号处理电路
信号处理电路主要是将信号源发出的信号进行放大、检波等,得到家电产品所需的信号。图1-38为典型多声道音频信号处理电路,是AV功放设备中的立体声电路。音频信号经音源选择电路选择出R、L信号送到杜比定向逻辑解码电路M69032P中,经环绕声解码处理后有四路(多声道)输出:L、R为立体声道信号,S为环绕声道信号,C为中置声道信号。S、C声道信号经放大后驱动各自的扬声器。其中,S声道信号再分成两路信号驱动两路扬声器。整体共有5个声道,可以形成临场感很强的环绕声效果。
图1-38 典型多声道音频信号处理电路