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fluke万用表使用说明书
fluke万用表使用说明书
& & & & &中FLUKE 15B型和FLUKE 17B可以测量电压、电阻、电流、二极管、三极管、MOS场效应管的测量等几大功能综合在一起的强大的一款小仪器。为了让你更好的掌握万用表测量方法，电工之家来详解一下它的使用方法和功能与注意事项。&
　　一、测量电压时&
　　测量直流电压时，如电池、随身听电源等。首先将黑表笔插进相印的孔， 把旋钮选到相印位置。&
　　二、测量交流电压的时&
　　表笔插孔与直流电压的测量一样，不过应该将旋钮打到交流档处所需的量程即可。交流电压无正负之分，测量方法跟前面相同。 无论测交流还是直流电压，要注意自身安全，不要随便用手触摸表笔的金属部分。&
　　三、测量电流时&
　　测量直流电流时。将黑表笔插入对应孔。将FLUKE 15B型和FLUKE 17B万用表串进电路中，保持稳定，即可读数。&
　　四、测量电阻时&
　　用表 笔接在电阻两端金属部位，测量中可以用手接触电阻，但不要把手同时接触电阻两端，这样会影响测量精确度，因为人体是电阻很大。&
　　五、测量二极管时&
　　表笔位置与电压测量一样;用红表笔接二极管的正极，黑表笔接负极，这时会显示二极管OL。再次对调表笔会显示一个数值。再次调换表笔，显示屏显示&OL.&则为正常。因为二极管的反向电阻很大，否则此管已被击穿或性能已经改变。&
　　六、三极管的测量&
　　表笔插位同上;其原理同二极管。先假定A脚为基极，用黑表笔与该脚相接，红表笔与其他两脚分别接触其他两脚;然后再用红 笔接A脚，黑笔接触其他两脚，且此管为PNP管。那么集电极和发射极如何判断呢?数字表不能像指针表那 样利用指针摆幅来判断。&
　　七、MOS场效应管的测量&
　　利用FLUKE 15B型和FLUKE 17B的二极管档。若某脚与其他两脚间的正反压 降均大于2V，即显示&1&，此脚即为栅极G。再交换表笔测量其余两脚，压降小的那次中，黑表笔接的是D极(漏极)，红表笔接的是S极(源极)。&
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当前位置：&>>&&>>&&>>&晶振好坏判断的12大法
　&&& 的好坏必须懂得辨认，那么有哪些方法可以测试呢？详见如下：　
&&&&& 1.将电笔插入插座中(当然是火线),用一只晶振的脚接触电笔屁股,另一只脚用手接触,如果电笔亮,就是好的.
　　不知道怎么样.可以试试的!
　　2.接入电路看有无输
　　3.替换法。
　　用数字电容表（或数字万用表的电容档）测量其电容，一般损坏的容量明显减小（不同的晶振其正常容量具有一定的范围，可测量好的得到，一般在几十到几百PF）
　　4.用替换法把朋友！晶振很难用万用表判断的，正向是无穷大反向电阻也是无穷大
　　5.如果有条件呢就用试波器看有无波型
　　6.用测量议100元就买一个
　　7.最好的办法就是再电路中用万用表量一下它的两端有没有工作电压，若有的话，再有量一下它的频率，若频率不对的话，很有可能它坏了
　　8.用10K档量一量有一点阻值是不行的，摇一摇里面有薅遣恍械
　　9.可以加上电压和激励信号，用一测就明白
　　10.你可以测测它有没有输出~在测控制电压有没。在就是他的供电
　　11.若大批筛选的话，可搭一个单管”晶体“震荡电路，晶体的两个接个两孔小插座，作为测试晶振的插孔，用示波器或频率计测试其输出信号，还可测得频率精度；若无这两种仪器，可自制一个倍压检波，整流成一直流电压再用万用表1V档测的震荡电压高低，以判断的好坏及品质。
　　12.用万用表10K挡检测,无穷大为良品
&&&&&& 想要好的晶振，建议首选松季。质量保证，行业领先！欲了解详情点击
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UPS电源的测试一般包括稳态测试和动态测试两类。稳态测试是在空载、50%额定负载以及100%额定负载条件下，测试输入、输出端的各相电压、线电压、空载损耗、功率因数、效率、输出电压波形、失真度及输出电压的频率等。动态测试一般是在负载突变(一般选择负载由0-100%和由100%...[][][][][][][][][][]
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新员工内部培训教程江苏林洋新能源有限公司１目1、 企业经营理念 2、 公司质量方针 3、 基本常识 3.1 常用单位 3.2 常用化学元素及代号 3.3 标准 3.4 图纸 4、 电子、电工基础知识 4.1 元器件选择四要素 4.2 元件的图形符号及其极性识别 4.3 万用表 5、太阳能光伏电池 5.1 概述 5.2 太阳能光伏发电的现状和发展前景 5.3 目前国内外太阳能电池的发展形势 5.4 太阳电池的基本原理 5.5 太阳能光伏电池简介 5.6 太阳光伏组件与阵列 5.7 太阳电池的连接方法 5.8 不均匀照射和“热斑” 5.9 太阳电池的维护 5.10 光伏系统的组成 5.11 太阳电池的应用举例 5.12 关于 IEC 及 GB 标准 6、 电工基础 6.1 名词解释 6.2 电路基本知识 7、 装配技术 7.1 螺接、铆接、插接、焊接与钎焊 7.2 钎焊技术 7.3 手工电烙铁焊 7.4 焊接用材料 7.5 助焊剂 7.6 清洗剂 8、 一般元件的基础知识 8.1 电阻 8.2 电位器 ２录5 5 5 5 6 7 7 9 9 9 11 14 14 14 15 16 19 21 23 23 25 25 26 26 29 29 31 42 42 42 42 44 46 49 49 49 518.3 电容 8.4 电感 8.5 二极管 8.6 桥堆 8.7LED 8.8 三极管 8.9 集成电路 8.10 光耦 8.11 晶振 8.12 变压器 8.13 继电器 8.14 三端 9、 安全生产 9.1 安全生产的意义 9.2 安全生产的有关文件 9.3 安全生产的方针及原则 9.4 安全生产中常见隐患 9.4.1 防电气事故 9.4.2 防静电 9.4.3 防雷电 9.4.4 防火灾 9.4.5 防爆炸 9.4.6 防电梯事故 9.4.7 防机械伤害 9.4.8 防重物击伤 9.4.9 防滑 9.4.10 防摔 9.4.11 防化学伤害 9.4.12 防中署 9.5 安全生产的三不放过原则 10、质量管理 10.1 质量管理基本知识及常见名词 10.2 检验与试验 10.3 质量监督管理 10.4 如何进行质量管理 10.5 质量管理中的注意事项 10.6 缺陷的产生原因 10.7 防止缺陷要诀 ３52 58 59 62 62 63 68 72 73 74 77 80 80 80 81 82 83 83909495 101 102 97 97 97 102 109 110 112 114 11610.8 质量管理应用方法 117 11、如何成为上班高手 126 11.1 注意身边的小事，勿以善小而恶之。 11.2 给上司一个好的印象 11.3 严以律已，宽以待人 11.4 勤奋好学，善于从实践中学，善于吸收人家的长处 11.5 加强修养，提高自身的语言和文字表达能力 11.6 上班族忌 11.7 如何成为优胜的工人 12、成功，人人可以做到！ 128 12.1 积极的心态 12.2 良好的自我意识 12.3 明确的目标 12.4 合作的精神 12.5 责任心与使命感 12.6 真诚的态度 12.7 务实的行动 12.8 勤奋的品质 13、管理人员 13.1 管理人员应当具备的条件 13.2 管理人员之忌130４1、 企业经营理念创新：以否定的目光审视自己， 以先进的目标激励自己。 开放：真诚待人善于沟通学习， 坚持共赢寻求多方合作。 团结：以企业目标凝聚人， 用宽广胸怀接纳人。 高效：努力拼搏是高效之本， 科学精神是高效之魂。2、 公司质量方针3、 基本常识 3.1 常用单位 3.1.1 常用基本单位表 1、常用物理量的基本单位 物理量 长度 重量 时间 电流 电压 压强 电阻 电容 电感 频率 力 功率 摄氏温度 P R C L f 符号 L(小写 L) W t I(大写 I) 单位 米 克 秒 安培 伏 帕 欧姆 法拉 亨利 赫兹 牛顿 瓦特 摄氏度 ５ 单位符号 m g S A v Pa Ω F H Hz N W(大写) ℃3.1.2 常用的十进制倍数与分数的单位词头表 2、常用倍率单位词头名称及表示 所表示的因子 词头名称 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 109 6 3 2 1 -1 -2 -3 -6 -9 -12词头符号 G M k吉（咖） 兆 千 百 十 分 厘 毫 微 纳 皮（可）D C m μ N P3.1.3 常用单位举例1km=10 米， 1 米=10 分米， 1 分米=10 厘米， 1 厘米=10 毫米， 1 毫米=1000 微米。 1A=1000mA，1mA=1000μA。 1H=1000mH，1mH=1000μH。 1V=1000mV，1mV=1000μV。 1MΩ=1000kΩ=1,000,000Ω 1 英寸=25.4mm, 1 吨(T)=1000 公斤(kg), 1 公斤(kg)=1000 克(g)33.2 常用化学元素及代号表 3、常用化学元素符号 元 锡 铅 素 Sn Pb ６ 符 号 元 银 锌 素 Ag Zn 符 号铜 铟 氮 硅Cu In N Si铋 氢 氧 磷Bi H O P3.3 标准 3.3.1 标准的分类国际标准，指国际组织所制订的标准，如国际电工委员会制订的 IEC 标准，国际电气工程师协会制订的 IEEE 标准等。 国家标准，如中国标准（GB） 、英国标准（BS） 。 专业标准 （行业标准）由行业制订的标准， ， 如电子工业制订的标准 （SJ） ， 国家军用标准（GJB） 。注：很多标准都以主管部的拼音首写字母作为标准的 字头，如化工部用 HG，机械部用 JB。 企业标准， 由企业自行制订并经授权部门备案的标准。 看起来好像企业 标准的级别最低，但从标准本身来说，它的技术指标可能要高出国家标准或 国际标准。 因为标准有个规定， 凡国家已制订了标准的， 必须执行国家标准， 但如行业标准高于国家标准的，可以产生行业标准。同样，企业标准中的指 标必须高于国家标准或行业标准时，才能生效。不可能让一个低于国家标准 或行业标准的标准生效。 内控标准， 是指企业用于为了保证产品质量而制订的工序间的、 用于内 部衡量的标准，内控标准不对外，不构成与用户作为产品合格与否的判定依 据。但内控指标是企业提高产品质量、提高生产效率的重要标准。3.3.2 与太阳能有关的标准GB/T 太阳电池型号命名方法 GB/T 单晶硅太阳电池总规范 GB/T 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型 GB/T1 太阳模拟器通用规范 IEC 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和型式认可3.3.3 标准代号及名称的组成GB/T
地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型 1 2 3 4 1：GB 表示国家标准，/T 表示推荐性标准，而非强制性标准。 2：标准序号。 3：标准发布年号。 4：标准名称。3.4 图纸７3.4.1 图纸的分类按功能分：设计文件，是完成产品设计的文件。 工艺文件， 是为了实现设计文件所规定的要求而编写的操作 规程、配方、作业指导书等。 按形成过程分：试制文件，是一种未定型的文件，允许自行编号，是一 种非受控文件。 生产文件，是已定型的文件，必须经标准化室统一进行十 进制编号，是受控图纸。3.4.2 设计文件设计文件举例产品标准、零件图、装配图、外形图、安装图、电原理图、线缆图、技 术条件、整件明细表等都是设计文件。设计文件的编号LY 2. 308. 010 1 2 3 4 1:表示企业代号，以前由省级主管部门核发，LY 代表“林洋” 。 2：图纸的级别 1---成套设备，指能完成某项完整功能的整套产品。 2、3、4---整件，整机，具有一定通用性、独立结构和独立用途。 5、6---部件，具有一定功能。 7、8、0---零件，不采用装配工序。 3： 图纸的类号， 以该图纸产品所能完成的功能来划分， SJ1580―80。 见 4：企业内同类号图纸的顺序号，一般为三位数。 说明，我公司还在序号后加有“V**” ，表示该图纸的不同版本。如 LY7.820.145V2。表明该印板已是第二个版本。3.4.3 工艺文件工艺文件举例工艺流程图、加工工艺过程卡、工艺说明、检验卡片、外协件明细表、 配套件明细表、工装汇总表、材料消耗明细表、材料消耗汇总表、工时定额 表等均是工艺文件。工艺文件的编号我公司采用工艺文件与设计文件编号相同的方法， 只是在设计文件号后 加上工艺文件简号。举例如下表： 表 4、常用工艺文件后缀简号 工艺文件名称 工艺卡片 外协件明细表 ８ 工艺文件简号 GKP GWM明细表 装配工艺过程卡 工艺流程图GMX GZP GLT如 LY 2.308.010 GLT,表示电能表的工艺流程图。4、 电子、电工基础知识 4.1 元器件的选择的四大要素制造商、产地、型号及规格 一个元器件的质量不但与制造商有关，而且与产地有关。因而在要求严 格的场合， 不但要规定元器件的制造商， 而且要规定产地。 正如大家常说的， “原产地”“原装进口”或“散件进口” 、 。不同的产地，产品质量也不完全 一样，尽管是同一个制造商。 什么叫型号， 什么叫规格？型号一般指元器件的制造工艺、 主要原材料、 安装方式等，如电解电容的型号为 CD，但陶瓷电容为 CC，钽电容为 CA；再 如碳膜电阻为 RT，金属膜电阻为 RJ，表面贴装电阻为 MCR（ROHM 公司）等。 而规格主要指电气性能、附属特性上的差异。如电阻的阻值、精度、温 度系数；如电位器的轴的长度、阻值规律（阻值与旋转角的关系）等。 以下举两例说明。 WH5―1―1―1KΩ―X---12ZS---3 沪 Q/XXX-XX 1 2 3 4 5 6 71：产品的主型号，合成碳膜电位器。 2：电位器品种，单联电位器 3：额定功率，1W。 4：标称阻值，1kΩ. 5: 阻值规律，X 表示线性。 6：轴长及轴端形式，轴端形式为 ZS3，轴长为 12。 7：产品标准，上海市企业标准。 上述 1 为“型号” ，2~6 均属于“规格”之列。 MCH―21―5―F―472―J---K MCH―21 是型号，规定了产品为贴片电容，镀锡电极、外形为 0805。 5―F―472―J―K 是规格，规定了产品的额定电压、温度特性、容量、 允许误差、包装形式。4.2 元件的图形符号及其极性识别表 5、常用元件的图形符号 ９元器件名称 符号 普通电阻 压敏电阻 热敏电阻 电位器 普通固定 电容 可变电容 微调电容 电解电容 电感 变压器图形符号中极性 无极性 无极性 无极性 有方向性 无极性 无极性 无极性 方框为正极 单个电感无极性 有点的为同名端实物极性辨别引脚长的为正极 同名端应出厂时标 明或用仪器测试，光 凭眼是不能辨别的。普通二极管 桥堆三角形接正极、 封装上的色环、短线 直线为负极 为二极管负极 桥堆上的+表示二极 管 的 负 极 ,- 表 示 二 极 管 的 正 极 ,~ 表 示 交流输入端 三角形为负极、S 封装上的色环、短线 形折线为正极 为二极管负极 同普通二极管 色点为负极稳压二极管 发光二极管 PNP 晶体三 极管 NPN 晶体三 极管 晶体 （晶振） 集成电路 （IC）B 为基极、E 为发 可 用 万 用 表 或 晶 体 射极、 为集电极 管 测 试 仪 辨 别 （ 见 C 后） 无极性 第 1 脚会标出色标处一般是集成电路 的第一脚，集成电路的 型号正放时（一般此时 缺口在左边） 左下角是 ， 第一脚。三端有方向性１０电池 喇叭 光耦 开关有极性 有相位 有方向性 无极性 与集成电路的标识 相同 但安装时有讲究4.3 万用表 4.3.1 万用表的使用范围万用表可以测量交流电流/电压、直流电流/电压、电阻，还可以间接地 用于测量电容、二极管、三极管的好坏，间接推算电容的容值等。有的万用 表还可以测量温度、晶体三极管的放大倍数等。4.3.2 万用表的种类万用表有指针式和数字式两种。指针式较便宜，但功能较少。数字式测 量精度高、功能多，但较骄嫩，使用不当容易损坏。4.3.3 指针式万用表与数字式万用表的不同除了上述功能、性能上的不同外，这两种万用表的一个重大区别就是： 数字式万用表的“COM”端实际上呈现负的电极性，而“V/R”端实际呈现 的是正的电极性。与此相反，指针式万用表的“COM”端实际上呈现正电极 性，而“V/R”端实际呈现的是负的电极性。这一点对于用万用表来测量有 极性的器件，如二极管、三极管、电解电容等时会十分重要。4.3.4 使用万用表的几个主要原则A、 在进行测量之前，一定要想清你要测的物理量是什么，是电流、 还是电压、还是电阻、还是用以判别元件的好坏，以决定万用 表处于相应的正确的位Z。特别注意：千万不可在电流档或电 阻档测量电压，否则，万用表极易损坏。 在对一个未知大小的物理量进行测量时，应按“先大后小”的 原则，即先把万用表放大较大量程的档位上，逐步往较小量程 的档位上调整。反之，容易使万用表损坏，指针式表容易将指 针打坏、动圈烧坏。 测量非线性元件时，如二极管的正向电阻时，不同的档位测出 的结果是不同的，这是因为二极管在不同的工作电流下正向电 阻是不同的（所以叫非线性元件） 。因而，选择合适的档位进行 测量，是至关重要的。 对于低电压供电（1.5V）数字式万用表，由于电压太低不能使 硅二极管导通，所以，测不出正向电阻。这时，应换到“二极 １１B、C、D、E、F、管”档测量。 用完万用表后，应及时关闭万用表电源，否则，容易把电池耗 电完。同时应把万用表旋到最高电压档，这样可以避免万一后 用者的粗心而造成万用表的损坏。 对于超高电压的测量，一定要有专用的探头，而且有的万用表 是有专用的插孔。普通万用表不可测量高于 700V 的电源。4.3.5 用万用表来测量元件的好坏测电阻用万用表测电阻，很简单。只要把万用表放到与电阻阻值相应的档位上 （对指针式表，把被测电阻阻值除以 10 或 100，就是它的档位。如测 1k 电 阻，可放在×100 档或×10 档；100K 电阻可放在 10K 档或 1K 档。对数字式 表只要放在大于该阻值的最近一档，2k 档即可） ，把万用表两端与电阻两端 接触，得到的值即是电阻的实际阻值。即可判别电阻的好坏。测电容用万用表来判断电容的好坏， 主要是测量电容的漏电流， 反映到万用表 上是电阻阻值的大小。 对于一般容量较小的电容， 万用表应测不出其阻值 （超 限，阻值太大） ，对于 104 以上的电容，万用表可能会测到其电阻值。其阻 值与电容本身的型号有关，不同型号的电容，其漏电流也是不同的，所以， 这要依靠经验。但有一点是肯定的，如测到其电阻值很小或接近短路，这个 电容肯定是坏的。如果用万用表的两表笔与一个电容相连，首先看到指针往 右偏转，然后逐渐往左偏转直至指针停在原始位Z（零点位Z） ，这个电容 就是好的。当然，对有些耐压较高的电容，可用会出现万用表判断不准的情 况，这时应用专业的仪器来测量。 用万用表来判别电容容量是否变小，这一点从理论上讲是可以的。因为 当万用表两笔与电容两端相接触时，万用表中的电源对电容进行充电，其充 电电流的大小与电容的容量成正比。所以，利用指针式万用表进行电容容量 判断时，会看到在表笔与电容接触的一杀那，指针会偏转，偏转角度的大小 代表了容量的大小。但这种测量是一种经验性的。现在已有专门的数字式电 容计用于电容容量的测量。 用万用表测电解电容时，就要注意电解电容的极性了。只有在电解电容 正常的使用状态下，才会有较小的漏电流，表现出较大的容量。所以，应想 好万用表笔与电解电容引脚的关系。１２测普通二极管、开关二极管、检波二极管下图表示用万用表测一个好的二极管时，指针式万用表的指针偏转情 况，指针偏在左边，表示阻值很大，指针偏在右边表示阻值很小。对于数字 式万用表的情况上面已说过，也列于下图。（为简单超见，下面只用指针式万用表画图。 ）测稳压二极管用万用表测量稳压二极管的图形如下，但有几点说明。 稳压二极管是利用反向击穿特性来稳压的，也就是说，万用表的电源低 于击穿电压时，稳压二极管不会击穿。但可以用下面另外一个图形来测量稳 压管的好坏。测发光二极管用万用表测发光二极管的方法如下图。测 NPN 三极管１３测量一个好的 NPN 三极管时的指针偏转情况如下图。测 PNP 三极管测量一个好的 PNP 三极管时的指针偏转情况如下图。5、 太阳能光伏电池 5.1 概述太阳是地球永恒的能源，它以光辐射的形式每秒钟向太空发射 3.8× 1020MW 能量，其中有 22 亿分之一投射到地球上，地球上一年中接收到的太 阳辐射能高达 1.8×1018KWh，是全球能耗的数万倍。 太阳能除D永恒‖和“巨大”之外，还具有广泛性、分散性、随机性、间 歇性、区域性和清洁性等特点。在石油、天然气、煤炭等常规能源资源有一 天枯竭的情况下，充分利用太阳能具有不枯竭、不污染的广阔前景。5.2 太阳能光伏发电的现状和发展前景自 1954 年第一块实用的光伏电池问世以来，太阳能光伏发电取得了长 足的进步。但它的发展仍然比计算机和光纤通信慢得多，主要是目前常规能 源尚能满足人类需求，再则相对投资成本较高。但当世界石油危机和环境污 染问题日益突出时，大大促进了太阳能光伏发电技术的发展，投资成本也日 益降低。 中国的光伏发电起步于上世纪八十年代，至 1987 年，光伏电池产量达 到 100KWp/年， 晶体硅电池的价格降到 40～45 元/Wp， 光电转换效率达到 8%～ 12%。2001 年单晶硅电池总产量达到 3MWp，价格为 35-40 元/Wp，其中非晶 硅电池产量 400KWp，价格为 23-25 元/Wp，光电转换效率 4%～6%。 另外，各种太阳能航标灯、路牌指示灯、草坪庭院灯、气象通信用光伏 电源等品种产量均有大幅增长并向国外出口。 １４我国已在宁波、 保定、 无锡、 天津等地筹建或建成多个太阳能光伏公司， 年产数十兆瓦的单晶硅、多晶硅和非晶硅电池，预计在“十五”期间，我国 光伏电池的生产能力将有很大增长，出口也将大大增加，我国光伏产业在较 短的期间内将有一个巨大飞跃。5.3 目前国内外太阳能电池的发展形势1.太阳能技术的发展第一个太阳能电池是 1951 年在美国贝尔实验室诞生的。在 60 年代，太 阳电池主要应用于航天领域，所以代价昂贵不计制造成本，那时最高太阳电 池转换效率只达到 10%，70 年代初，中东石油危机对西方国家的能源资源带 来威胁，西方国家政府将开发与利用再生能源提到议事日程。太阳能技术得 到迅速发展， 以半导体材料硅为基础的大规模工业生产的太阳能电池转换效 率已达到 10%，而当时理论计算的极限效率仅在 20%左右，在后来的 20 多年 的发展中，由于大规模集成电路及超大规模集成电路的迅速发展，也给晶体 硅太阳电池技术的进一步提高提供了很多优越的借鉴条件。 随着人们对太阳电池认识的不断深入， 目前晶体硅太阳电池的理论转换 效率是 30%，实验室的太阳电池的转换效率接近 25%，规模生产的太阳电池 转换效率也在不断提高，单晶硅太阳电池的转换效率已达到 17%，多晶硅太 阳电池的转换效率最高已达到 15%，从而有效地降低了太阳电池的生产成 本。西方发达国家，如日本、美国、德国和澳大利亚等投入了大量资金从事 太阳电池的革新和发展，降低生产成本，使其大规模推广应用已成为现实。 太阳电池技术研究开发的根本主题是如何降低成本， 使太阳电池得到实 际而广泛的应用与现有的常规电力产生竞争。 围绕如何降低太阳电池成本这 一主题，科学家们在这三方面展开研究： ①提高太阳电池的转换效率， 理论测算显示太阳电池的转换效率每提高 1%则电池的成本将降低 1%。 ②降低太阳能电池板的制造成本： 这就要求使用更少， 更经济的原材料， 例如硅片厚度目前的 0.325mm 逐渐降低为 0.280mm、0.250mm、0.200mm 在保 证质量的前题下，减少生产工序和步骤，使目前的制造成本不断下降。 ③使太阳电池产业稳定地步入大规模的生产制造， 只有通过规模经济才 能进一步降低制造成本。随着生产量的增加，原材料、设备、厂房的成本相 应降低， 理论模拟显示， 如果年产量在 50MWP 以上， 产品的成本将会降低 30%， 如果产量在 10MWP，则每增加 10MW 则成本将以 10%的比例下降。2 化学能源的枯竭是不可避免的其峰值将出现在
年。3 发展可再生能源是必由之路只有把握未来能源的国家和民族，才能争得发展的主动权。4 太阳能在未来人类能源中具有重要战略地位据日本和 SHELL 预测，在世纪中（2050 年） ，可再生能源在能源结构中 １５的比例大于 50%，太阳能在能源结构中的比例约在 13―15%。5 世界太阳能光伏产业快速发展。增长率持续走高：最近 10 年的平均年增长率为 28.6%（从 1993 年的 60.09MW 增长到 2003 年的 742.3MWP） ，最近 5 年的平均增长率为 36.8%。 规模不断扩大：生产规模不断扩大，20 世纪 80 年代为 1-5MW/年，90 年代为 5--30MW/年， 年 50--500MW/年，2003 年世界光伏电池组 件产量达到 742.28MW，总装机容量月达 2.7GM。 新技术不断出现，电池效率持续攀升，成本明显下降。 技术进步迅速，工业化电池效率持续攀升，商品化电池效率已达到 13―18%，光伏组件成本 30 年来降低了 2 个数量级。6 大力开发和利用可再生能源已经迫在眉睫我国缺电电问题日益严重， 能源短缺已经成为我国经济社会发展的重要 制约因素。2002 年以来，我国缺电电问题日益严重，至今已经演变成全国 性“电荒” 。2003 年发生全国 21 省的电力短缺，今年一季度全国 24 个省缺 电，全国进入全年持续性的缺电和随机性缺电，缺电总年达 30GW。 最新的统计数字表明，我国还有大约 29000 个村庄，700 万户，2300 万人口无电，这些无电人口大都分布在我国西部和一些海岛，相当多数位于 边远和少数民族地区，无电限制了当地的经济发展。7 中国太阳电池的发展：我国于 1958 年开始研究太阳电池， 1971 年成功首次应用于我国发射 于 的东方红二号卫星上。于 1973 年开始将太阳电池用于地面。我国的光伏工 业在 80 年代以前尚处于雏形，太阳电池的年产量一直徘徊在 10KW 以下，价 格也很昂贵。 在
期间， 国家开始对光伏工业和光伏市场 的发展给予支持，中央和地方政府在光伏领域投入了一定资金，使我国十分 弱小的太阳能电池工业得到了巩固和发展。 在“七五”期间，国内先后从国外引进了多条太阳能生产线，除了一条 1mw 的非晶硅电池生产线外，其它全是单晶硅电池生产线，使得我国太阳能 电池的生产能力猛增到 4.5MWP/年，售价由“七五”初期的 80 元/WP 下降到 40 元/WP，对于光伏市场的开拓起到了积极的推动作用。2002 年国家计委启 动了“西部省区无电乡通电计划” ，通过光伏和小型风力发电解决西部七省 区 780 个无电乡的用电问题，光伏用电量达到 16.5MWP 这一项目的启动大大 刺激了光伏工业，国内建起了几条太阳电池的封装线，使太阳电池年生产量 迅速达到 100MWP5.4 太阳电池的基本原理太阳电池是一种直接把光能转变为电能的半导体器件。1 自建场的形成由于 N 型半导体中电子是多子，空穴是少子，而在 P 型半导体中空穴是 １６多子，电子是少子。因此 N 型和 P 型半导体相接触，在交界面外存在着电子 和空穴的浓度差，N 区中的电子要向 P 区扩散，P 区中的空穴要向 N 区扩散。 但是无论是 P 型还是 N 型半导体，原来都是电中性的。在 N 型半导体中存在 有大量带负电的电子的同时也存在着等量带正电荷的电离施主， 因此是电中 性的，同样，在 P 型半导体中，在有大量的带正电的空穴的同时也存在着等 量的带负电的电离受主，保持电中性。但是由于 N 区的电子向 P 区扩散，在 部分 N 区就剩下带正电的电离施主，形成带正电荷的区域。同样，由于 P 区的空穴向 N 区扩散，部分 P 区也会剩下带负电的电离受主，形成一个带负 电的区域。这样在 N 型区和 P 型区的交界面的两侧便形成了带正、负电荷的 区域叫做空间电荷区。电子和空穴的扩散过程并不会无限制地进行下去，因 为空间电荷区的正负电荷要形成电场，电场的主向是由 N 区指向 P 区，这个 电场称为自建电场简称为自建场， 自建电场一方面推动带负电的电子沿电场 相反的方向做漂移运动，即由 P 区向 N 区运动，一方面推动带正电的空穴沿 电场方向做漂移运动，即由 N 区向 P 区运动。也就是说，在空间电荷区内， 自建电场引起的电子和空穴的漂移运动的方向与它们各自的扩散运动方向 正好相反。 随着扩散的进行， 空间电荷数量的不断增加， 自建电场越来越强， 直到电场强到使载流子的漂移运动和扩散运动相抵 （即大小相等， 方向相反） 达到动态平衡为止，这就是平衡 PN 的情况。 自建场方向 N 型区P 型区空间电荷区2 太阳电池的工作原理当太阳光照射太阳电池时，大于禁带宽度的光子产生电子空穴对。能量 大于禁带宽度的光子一部分在 N 区被吸收，一部分在结区被吸收，另一部分 则通过 N 区结区到达 P 区。这三个区域吸收光子将产生电子一空穴对，从而 对光电流有贡献。由于结区耗尽且很窄，对光生电流的贡献在讨论中可忽略 不计，在 P 区中产生的少数载流子（电子） ，由于浓度梯度的存在，它要进 行扩散。只要少数载流子离 PN 法的距离小于它自身的扩散长度，而且在扩 散过程中不被复合中心所复合，它总有机率扩散到 PN 结界面处，一旦到达 PN 结界面它就会在结电场的作用下迅速的被拉向 N 区，而多数载流子则被 结电场排斥，同理 N 区的少数载流子（空穴）扩散到 N 区与 PN 结界面处， 而被结电场拉向 P 区。 这些被拉向对方区域的少数载流子补偿掉一部分原来 聚在 PN 结界面处的体电荷，构成与原电场相反的电场，平衡即被破坏，原 １７势叠高度下降，其下降数值为光生电动势。这就是半导体的光伏效应。 当硅晶体制成的电池板 N 层受到太阳光照射后， PN 结两面(即正面和 在 反面的金属集流极)之间便产生电动势，正面集流极通过指状集流栅汇集引 出，反面集流极从 P 型衬底材料上引出，两引出线之间便有电压存在。 由此，当连接外电路时，电子就会从 N 型电极流向 P 型电极，电流就从 P 型层流向 N 型层，在外部电路中就得到电能。2、太阳能光伏电池的特点科学家早就发现将两片金属浸入溶液构成的伏打电池， 当受到阳光照射 时会产生额外的伏打电动势，这种现象称为“光伏效应” ，后来又有人在半 导体硒和金属接触处发现了固体光伏效应。 我们把能够产生光伏效应的器件 称为光伏器件，因为半导体 PN 结器件在光照下光电转换效率最高，所以通 常把这类光伏器件称为“太阳能电池” 。上世纪五十年代，贝尔实验室第一 次做出了单晶硅太阳能电池，开创了一个太阳能电池的新纪元。3、太阳能光伏电池的优缺点优点 ① 结构简单、体积小且轻：输出为 40-50Wp 的硅太阳能电池组件，体 积为 45×98.5×0.45（cm） ，重量为 7 公斤，容量为 40KWp 的薄膜太阳能电 池可卷绕成高 40cmφ60cm 的一个带盘，重量约 8 公斤，而一台 40KW 的柴油 发电机重量为 2000 公斤。 ② 易安装、易运输、建设周期短：只要用简单支架支撑牢固，使之面 向太阳即可发电，一个 6.5MWp 太阳能光伏发电站，占地 40Km2，10 个月即 可建成。 ③ 容易启动，维护简单，随时使用，保证供应：一套设计精良的太阳 能光伏发电系统，蓄电池往往处于浮充状态，白天、晚上均可供电，启动， 维护都十分简单， 只要在连续阴雨天最长的季节前后去检查组件表面是否被 粘污，接线是否可靠，蓄电池电压是否正常等。 ④ 清洁、安全、无噪声：光伏发电不消耗工质，不排放废物，无转动 部件。 ⑤ 可靠性高，寿命长：太阳能电池组件都要通过严格的高低温试验， 振动冲击试验，电池寿命可长达 20-25 年，蓄电池使用维护得当，寿命也可 长达 10 年。 ⑥ 应用范围广： 中国广大地区平均每天在每平方米水平面上接收到的 太阳辐射能约在 4-6KW 之间，太阳电池在－45°～＋60℃范围内都能工作。 ⑦ 降价速度快，能量偿还时间可缩短：2003 年国际价格已降至 14 美 分/KWh，预计 2010 年可降至 6～10 美分/KWh，中国价格与国际接近。 缺点 ① 能量分散，占地面积大：中国太阳幅照度最大的地区是青藏高原， １８平均可达到约 1.2KW/m2，而其他绝大多数地区不足 1KW/m2，1MWp 光伏电站 占地约需 1 万平方米。 ② 间歇性大：除了昼夜变化外，还受阴雨天影响，小电站可用蓄电池 补充，大电站的控制运行比常规火电、水电要复杂。 ③ 地域性强： 地理位Z不同、 气候不同， 使各地日照资源各异， 因而， 功率相同的太阳能电池组件，在各地的实际发电量是不同的，要因地Z宜进 行设计。5.5 太阳能光伏电池简介1、 太阳能电池的构造太阳能电池是利用多种不同材料及其组合而成的， 目前量大面广的是硅 材料太阳能电池（单晶硅、多晶硅和非晶硅） 。见实物样品。减反射 膜金属栅线上 电极 N型 硅P-N 结 金属底电 图 1 单晶硅太阳电池的构造2、太阳能电池的技术特性P型 硅I Isc Im 最佳工作 点图2太阳电池的特性曲线 １９UmUocU开路电压 Voc 当不接负载（ I ? 0 ）时可得的最大电压，亦称空载电压。 短路电流 Isc 当 V ? 0 时(太阳电池正负极短路)可得最大电流，即负载短路时的电 流。 最大功率 Pm 在特性曲线上任一点的电压电流乘积为该点功率，在最大功率点（Mpp） 处， V ? Vm , I ? Im, 此时可得最大功率 Pm ? Vm Im 。 效率η： 是按太阳电池的输出功率 P 与投射到太阳电池平面面积上的功率 S 之比 来定义的，其值取决于工作点，它在零和最大功率点处的效率最大值之间变 化，我们通常采用效率的最大值，即 ? ? ?MPP?Pm S?Vm I m S，如果阵列不工作在最大功率点，则效率会低于此值，甚至低到零。 日照强度 S 的单位是 W/m2，在大气层之外值最大，称为太阳常数（So） 。S 0 ? 1 . 37 KW / m2，在地球表面，S 值通常在 0～1200W/m2 之间。3、太阳电池的温度特性和光电特性① 太阳电池的效率也和它的温度有关，硅（Si）太阳电池具有负的温 度系数， 效率随着温度的上升而下降。 3－3 的例子， 图 当温度升高 10℃时， 其效率降低至 5%。I200 C 300 C 400 C 500 C 600 C U 700 C２０图3 各种不同温度下太阳能电池的特性曲线 ② 单 个 太 阳 电 池 ， 当 入 射 光 能 P0 ? 100 mv / cm 2 左 右 时 ， 2 V oc ? 0 . 45 ? 0 . 6V , I sc ? 30 mA / cm ， （密栅为 30 条/cm）4、填充因子填充因子 （FF） 的定义是， I-V 曲线下最大长方形面积与乘积 V oc ? I sc 在 之比，即FF ? Im pVmp VocIsc ? Pm VocIsc，所以，转换效率可表示为 y ?FFVocIsc Pin（Pin 为入射光功率） 。Isc ImUmU0c图45、 太阳电池的寿命填充因子的定义太阳电池的效率随着时间的推移或多或少地在下降，总的来说，单晶硅 及多晶硅太阳电池已被证明寿命指标好较， 而非晶硅电池， 其性能较不稳定。 光伏阵列的寿命和太阳电池的工艺水平、生产质量，组件的封装材料，包括 连接引线及接插件的质量都有极大的关系。许多试验表明，阵列的寿命几乎 不取决于太阳电池本身，而是取决于组件的封装及其附属部件（封装不严、 框架不牢固、衰降、透明盖板不结实、由于热电势造成的机械问题、组件之 间电缆及其接插件的锈蚀等等都会造成问题） ，用塑料制造的透明盖板至今 都未过关，易老化、开裂、变形，几年后便不透明了。我们主张使用玻璃盖 板，其功能至今无可指责。而从电池内部引出的电缆线至接插件曝露在外部 空气中，在某些场合下锈蚀相当快，这样影响到组件的密封性，从而失去了 稳定性。因此建议尽可能采用被实践证明衰降、褪变甚微的组件。为防止玻 璃盖板碎裂，在把组件固定于机架上时要恰当紧固，安装螺钉要松紧适度。 支架要求相当结实，能抗拒当地最大风力。5.6 太阳光伏组件与阵列２１1、太阳电池的混联电路光伏系统对其功率的需求总要配以一个或大或小的阵列。 而这一阵列是 由足够数量的光伏组件经串、并联组成混联电路来提供足够的电压和电流。2 块组件并 联3 块组件 串联 图5 太阳电池的混联电路 输出电压提高了 L 倍，输出电流增大了 M 倍。2、 联结损失：在混联的太阳能电池组件中，所有电池的特性不可能完全一致，所有的 连接电缆，插头接触电阻也不同，会造成各串联电池组件在工作点处的电流 各不相同，就会带来能量损失，这种情况在其特性曲线不一致时就会出现。 对于并联的电池，如果在它们工作点处的电压各不相同也会出现这种情况。 当用众多组件联成一个大的阵列时，更是如此。因此，大阵列的效率总是低 于单个电池效率之和。这就造成了联结损失。联结损失取决于相对离散率及 填充因子，一眼可以看出，纯串联电路的联结损失和各电池短路电流的离散 率有关，而纯并联电路的联结损失和各电池空载电压的离散率有关。3、 太阳能电池参数的偏差与筛选太阳能电池在制造过程中，由于工艺技术原因，造成参数有一定偏差， 这种偏差会使效率明显地降低。要求厂家生产的电池具有较好的一致性，必 须采用十分严格和谨慎的生产工艺，则又会增加生产成本。 ２２可以对太阳电池进行测试，筛选（即把特性相近的电池组合在一起）以 大幅度地减少适配损失。4、 组件（阵列）温度实际运行的太阳电池的温度取决于多个参数， 要想事先准确地计算相当 困难，通常简化为两个因素，即日照强度 S 及环境温度 Ta（℃） 。 可近似地以下式计算：Tgen ? To ? a 1 Ta ? a 2 S（阵列温度） （天气系数实际决定）5.7 太阳电池的连接方法1、串联―并联法 如图 6
图 6 太阳电池的串联―并联接法 2. 并联―串联法 如图 7图7 太阳电池的并联―串联接法5.8 不均匀照射和“热斑”当由众多太阳电池组成的阵列，由于外部原因而被部分遮挡（或损坏） ， ２３但阵列中其余部分却处于阳光下， 这样被局部遮光的电池就必然要由其余电 池来提供负载所需之部分或全部功率。 这就使某些电池如同一个工作于反向 电流下的二极管那样，其电阻及压降将很大，从而吸收功率而导致发热，这 可能损害甚至损坏电池，由于该电池出现高温，故称“热斑” 。为了避免“热 斑”的产生，通常采用“旁路二极管”和“阻塞二极管”的方法来解决。带有被遮挡的太阳电池串联电路如图 8，Vs 即产生“热斑” 。 IL被遮挡的电池 片或组件R USL图8带有被遮挡的太阳电池串联电路带有阻塞二极管和旁路二极管的光伏阵列旁路二极管可防止串联电路中个别太阳电池由于被遮而导致损坏，同时 也避免了由于阵列通过该一被遮挡电池放电而造成的功率损失。 当阵列中某 一并联支路由于被遮挡而导致不能发电时， 阻塞二极管可防止阵列通过该一 支路放电。总的来说，这些二极管具有二个功能。其一是防止那些被遮挡的 太阳电池或组件被损坏， 其二是防止当阵列中有部分太阳电池元件被遮挡时 而严重地降低其整体效率。
图 9 带有阻塞二极管和旁路二极管的光伏阵列 ２４5.9 太阳电池的维护在目前太阳电池价格还不是很低的情况下，要获得较好的经济性，就必 须尽可能延长太阳电池的寿命，而维护好电池使其保持良好的工作状态，是 十分重要的。太阳电池平时维护工作量并不大，在大风季节，应勤检查支撑 固定架是否牢固、 松动， 防止倾倒， 雨季重点检查封装的气密性， 防止进水， 并常检查电缆接头和插件，处理好松动，更换锈蚀件。当发现工作面有污渍 时，必须及时清洁。定期对组件输出电压，蓄电池充放电情况进行监测并记 录，发现异常应及时处理，对个别已损坏（或效率明显降低）的电池组件应 及时更换。5.10 光伏系统的组成光伏系统由一个光伏阵列及由它驱动的一个或多个负载， 一个贮能装Z （如蓄电池组） 及用于系统控制及调节 （如控制器） 之用的电子装Z所组成。太 阳 电 池 阵 列控 制 装 Z蓄 电 池 组负 载 电 器图 10光伏系统组成简图1、离网光伏系统的应用范围独立于电网的光伏系统，它常在远离电网的地区使用。当用电量较小， 而从最近的电网架设电线非常困难，距离过长而不经济时，应用离网光伏系 统就是很自然的选择了。2、直接耦合系统和带有贮能器的系统2.1、当太阳能电池阵列的输出直接和负载相连，中间不设任何贮能装 Z，只带一些适配用的控制环节，我们叫直接耦合系统，典型的例子是光伏 水泵系统。 当有日照时 （准确一些说， 当阵列的功率超过系统运行的阀值时） ， 水泵系统就扬水，即使当时不需要用水，它仍然扬水，这些水被水箱贮存起 来。 直接耦合的缺点是日照波动使阵列和负载间不能匹配， 从而使系统效率 大为降低，这一点要采用一个调节装Z加以克服。调节器的最大作用是把阵 列在最大功率点处获得的最大功率转换到负载上去，系统效率得到提高，但 调节器也要消耗一定的功率， 加过调节器的系统效率会低于最大功率点的效 率。调节器也称电力电子转换器（MPPT：最大功率跟踪器） ，它能不断把工 作点调整在最大功率点上。通常人们采取把阵列输出电压钳定于某一预定 ２５值，即所谓“恒定电压调节器” 。这种调节器损失极小，因为阵列最大功率 点的位Z剧烈地随电流不同而变化，但却极微弱地随电压而变化。这样，至 少在日照不太弱的情况下完全适用。当日照太弱时，最大功率点相应的电压 相差就比较大，但此时日照所提供的区区能量已是无足轻重了。 2.2、当负载需要一个相对稳定的电压时（例如照明灯具） ，一个独立系 统往往要根据不同用户需要配备贮能装Z，一般为铅酸蓄电池。但蓄电池寿 命相对太阳电池要短，需要维护，价格又较贵，因此又带来一个经济效益问 题，要尽可能延长蓄电池的使用期限，必须配备充放电控制器，即太阳电池 输出功率足够时，蓄电池应处于浮充状态，当充足电后，应有指示，当太阳 电池不工作而用蓄电池放电时， 应在电压下降到规定值时发出警告并切断负 载，保护蓄电池不过放电，这些在下一章具体介绍。5.11 太阳电池的应用举例原则上说，光伏系统可用于各种场合，但出于经济性的考虑，它更适合 于偏远的无电网地区，主要有： ⑴ 所有可移动仪器的电源供应系统 ⑵ 卫星地面发射信息系统 ⑶ 数据采集系统（如气象、水文、环境监测等） ⑷ 航空航海标志的电源系统 ⑸ 紧急备用电源及急救设施 ⑹ ⑺ ⑻ ⑼ ⑽ ⑾ ⑿ ⒀ ⒁ ⒂ 安全防护系统（如油气管道的安全防护） 小型制冷系统 小型水泵系统 小村庄及单独农户的家用电源系统 手机及可充电池的充电 岛、礁用户及海水淡化 公路及铁路信号系统 市政照明系统 草坪或公共场所的照明或指示系统 广告牌照明和显示系统等。5.12 关于 IEC1215：GB/T“地面用晶体硅光伏组件 设计鉴定和定型” 5.12.1 一般试验项目的介绍外观试验#开裂、弯曲、不规整或损伤的外表面 #破碎的单体电池 #有裂纹的单体电池 #互联线或接头有毛病 ２６#电池互相接触与边框相接触 #密封材料失效 #在组件的边框和电池之间形成连续通道的气泡或脱层 #塑料材料表面有粘污物 #引线端失效，带电部件外露 可能影响组件性能的其他任何情况标准条件下的电性能电池温度 25±2℃，辐照度 1000W/O，AM1.5，太阳光谱辐照度符合 GB/T6495.3 规定。绝缘试验直流 1000V 加上两倍系统在标准条件下的开路电压持续 1 分钟， 直流 500V 的绝缘电阻不少于 50MΩ。温度系数的测量电流的温度修正系数：20μA/℃/C O 电压的温度修正系数：--2mv--2.3mv/℃/片电池额定工作温度的测量： NOCT） （额定工作温度定义为下列标准参数环境，敞开式支架安装情况下，太阳 电池的平均平衡结温： 倾角：在当地太阳正午时，使阳光垂直照射组件 总幅照度：800W/O 环境温度：20℃ 风速：1m/s 电负荷：无（开路） 系统设计者可用额定工作温度作为组件在现场工作的参改温。电池额定工作温度下的性能在额定工作温度和幅照度为 800W/O，且满足标准太阳光谱照条件下， 确定组件随负荷变化的电性能。低辐照度下的性能依据 GB/T6495.1 的规定，在 25℃和辐照度为 200W/O的自然光或符合 有关国家标准要求的 A 类模拟器下，确定组件随负荷变化的电性能。室外曝露试验初步评价组件经受室外条件曝露的能力， 并可使在实验室试验中可能测 不出来的综合衰减效应揭示出来。热斑耐久试验确定组件经受热斑加热效应的能力，如焊点熔化或封装材料老化。电池 裂纹或不匹配内部连接失效，局部被遮光或弄脏均会引起这种缺陷。当组件 中的一个电池或一组电池被遮光或损坏时，工作电流超过了该电池，降低了 短路电流，在组件中会发生热斑加热。此是变影响的电池或电池组被处于反 ２７向偏Z状态必定消耗功率，从而引起过热。紫外线试验确定组件经受紫外线辐射的能力。热循环试验确定组件经受由于温度重复变化而引起的热失配， 疲劳和不同的应力的 能力。-40―85℃热循环试验 50 次。湿冷试验确定组经受高温，高温之后以及随后的零下温度影响的能力，-40℃ --85℃，湿度 85%，循环 10 次。湿热试验在 85℃，湿度 85%，1000 小时，确定组件经受长期湿气渗透的能力。引线端强度试验确定引线端及与组件之架的附着是否能承受正常安装和操作过程中所 受的力。扭曲试验检查组件安装非理想结构可能造成的隐患。机械载荷试验确定组件经受风、雪或冰块等静态载荷的能力 2400pa 对应于 130Km/h 风速的压力，对于阵风含安全系数，若要试验组件承受冰雹重压的能力，则 试验过程中加于组件前表面的负载应以 2400pa 增至 5400pa冰雹试验验证组件能经受住冰雹的撞击。5.12.2抽样从同一批或几批产品中，按 GB/T2828 规定的方法，随机地抽 8 个组件 用于鉴定试验5.12.3试验２８一个组对照 一个组件 → 10.4，10.5，10.6，10.7，10.8，10.9 → 10.1 → 10.2 →10.3 10.15 2 个组件 → 10.10，10.11，10.12 〈 →10.2→10.3 8 组件 → 10.1 → 10.2 → 10.3 2 个组件 → 10.11→10.1→10.2→10.3 10.16 2 个组件 →10.13 10.14〉 →10.1〈10.17〉10.1→10.2→10.35.12.4合格判据A 在标准测试条件下，组件的最大输出功率衰减，在每个单项试验后不 超过规定的极限，每一组试验程序后不超过规定值的 8%。 B 在试验过程中，无组件呈现开路或接地故障现象。 C 无第 7 章中定义的任何严重外观缺陷。 D 全部试验完成后，仍满足绝缘测试要求。如果两个或两个以上组件达 不到上述判据，该设计将视为达不到鉴定要求。如果一个组件未通过任何一 项试验， 取另外两个满足第 3 章要求的组件从头进行全部相关试验程序的试 验。假如其中的一个或两个组件都未通过试验，该设计被判定达不到鉴定要 求。如果两个组件都通过了试验，则该设计被认为达到鉴定要求。6、 电工基础知识 6.1 名词解释直流在一个方向上流动的电流,叫直流.直流中有恒定直流和脉动直流两种.交流指大小和方向都随时间作周期性变化的电源,叫交流电源.２９单相电只有一个相位的电流（电压）的电源，称单相电。三相电有三个不同相位的电流（电压）的电源，称三相电。很显然，单相电和三相电都是交流电。正弦交流电如交流电动势随时间的变化满足 e=Emsin （ωt+?） Emsin(2πft+ = ?)，则该电源即为交流正弦电源。 正弦交流电的三要素：最大幅值 Em、频率 f 和初相角?6.1.1 常见的电工符号表 6、常用电工符号 名 接地 交流 直流 接零（零线） 相线 高压危险 开关 保险 ３０ 称 符 号6.1.2 电源插座单相电插座：单相电插座可以是两孔的，也可以是 3 孔的。两孔的插座 上没有接地线，安全性较差。3 孔的有接地线，较安全。用万用表测量的结 果如图。为了安全地使用电器，要求电器设备上的相线、零线和地线必须与插座 上的相线、零线和地线一一对应，不可交叉连接。 三相电插座 三相电插座一般为 4 孔，三根相线和一根地线。用万用表测量的结果如 图。6.1.3 导线的使用为了便于识别导线在电器连接中的作用，国家规定了相线、地线、零线的导线颜 色。地线为黄绿双色线、零线为黑色线、A、B、C 三相线分别为黄、绿、红色。6.2 电路的基本知识 6.2.1 电流与电路什么是电流导体中的自由电子在电场的作用下发生有规则的移动，就形成了电流， 但不只是在导体中才能形成电流，也不只是在电场的作用下才能形成电流。 例如阴极射线管，显像管等，其内部电子的定向移动也形成电流；在电池和 发电机内部，非电场力使电子有规则的移动也能形成电流。电流强度用 I 表示，单位为安培（A） 简称安，扩展单位为： ，1KA（千安）=1000A（安） 安）1A=1000mA（毫安）1mA=1000μA（微如：某电源控制器可控电流＜（小于）5A；某直流灯工作电流为 650mA； 等等。电流的种类与测量３１电流的方向不随时间而改变，叫直流电，用直流电流表即可测量。注意 测量时电流方向应与电表方向一致。 电流的大小随时间变化，而方向不随时间变化，叫脉动电流。一般也可 用直流电流表测其平均值。 大小与方向均随时间而变化的电流叫交流电，可用交流电流表测其有效 值，也可用示波器测其频率和波形。图 11：u(i) 0 t tu(i) 0 tu(i) 0（a）直流电（b）脉动电(压)流图 11、电流类型（c）交流电什么是电路电路是电流流通的路径，它由电源、负载、导线和控制器等组成。 电源是产生电流的源泉，给用电器具（负载）提供电能。例如：蓄电池、 干电池、光伏电池、发电机等。 负载是将电能转换为其他形式的用电设备的总称。如电灯、电炉、电动 机、收录机、电视机等。 导线与控制器是用来传输与分配电能。如铜线、开关、保险等各种电路 都可以用符号画成电路图来表示。6.2.2 电压与电位电压在电源内部， 非静电力把单位正电荷从负极板移到正极板所做的功叫电 源电动势，电动势在电源或负载两端形成的差值称电压，可用电压表测得， 单位为伏特（V） 。 如：某水电站输电线路为 330KV；某 24AH 蓄电池工作电压为 12V， 等 等。电位在电路中，如果将某点定为参考点（通常是电路的接地点） ，则电路各 点相对于参考点的电压，就叫该点的电位，不同点之间电位的差异即是电位 差。一个电路只能有一个参考点。6.2.3 电阻与欧姆定律电阻３２当电流通过导体（或半导体）时会受到阻力，这就是电阻，用 R 表示， 单位为欧姆，简称欧，符号为Ω。图形为：电阻定律导体的电阻与导体的长度（L）成正比，与导体的截面积（S）成反比， 另外，还与导体材料的电阻率（ρ）有关，即： 式中：导体电阻（欧姆） ； 导体的电阻率（欧〃毫米 2／米） ； 2 导体截面积（毫米 ） ； 导体长度（米） 。 常用材料的电阻率如表 7 所示： 表 7、常用材料电阻率 材料名称 电阻率ρ（欧〃毫米 2／米） 电阻温度系数（1／℃） 银 铜 铝 铁2R ? ? L S0.5 0.02830.0 0.00420.7 例 1：1mm (毫米平方)的铜线，长度为 15 米，那么电阻为：R ? 0 . 0175 15 ? 0 . 2625 ? 1欧姆定律导体中的电流与它两端的电压成正比，与它的电阻成反比。即：I ? U RR ? U IU ? IR式中：电流 I（安培 A） ；电阻 R（欧姆Ω） ；电压 U（伏 V） 。 如例 1 中：如导线电流为 1.7A，则导线电压降为：U ? IR ? 1 .7 ? 0 .2625 ? 0 .44625 V这是分析和计算电路中最基本和最常用的定律。电功和电功率电功是电流在一段电路（或某一负载）上做的功。与这段电路（负载） 两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比。电功率就是单位时间内电场 力所做的功，用 P 来表示。单位为瓦特（W） 简称瓦。 ， 电功率与电压、电流、电阻的关系式如下：P ? UI ?2 U ? I R R 2上例中导线所耗功率为： P ? UI ? 0 .44625 ? 1 .7 ? 0 .758625 W ? 0 .8W ３３6.2.4 直流电路电阻的串并联将两个或两个以上的电阻依次首尾相连接， 而且中间无分支的电路叫电 阻串联电路。如图 12。R1 R2 图 12 电阻串联电路及等效电路R3电阻串联电路的特点： （1） 流过各串联电阻的电流相等。I=I1=I2=I3 （2） 电路两端的总电压等于各电阻上的电压之和。U=U1+U2+U3 （3） 电路的等效电阻（总电阻）等于各串联电阻之和。R=R1+R2+R3 （4） 电路中各串联电阻上的电压分配与各电阻值成正比。 如: U 2 ? UR2 R1 ? R2 ? R3U1 与 U3 类推例 2： 如此串联电路两端电压为 24V；R1 为 1.2K；R2 为 200Ω；R3 为 100K 则总电阻值：R ? R 1 ? R 2 ? R 3 ? 1200 ? ? 200 ? ? 100000 ? ? 101400 ?电阻 R3 两端的电压降为： U 3 ? U R ? R 3 ? R ? 24 100000 ? 23 .6V
2 3 电阻 R2 两端的电压降为： U 2 ? U R ? R 2 ? R ? 24 200 ? 0 .05 V
2 3 电阻并联电路的特点 将两个以上的电阻接在电路两点之间，叫电阻并联电路。 R1RRR2R3图 13 电阻并联电路及等效电路 电阻并联电路的特点： ３４（1） 各并联电阻两端的电压相等。U=U1=U2=U3 （2） 电路的总电流等于各支路电流之和。I=I1+I2+I3 （3） 电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。1 ? 1 ? 1 ? 1 R R1 R2 R3例 3：如图 4 中 R1 为 20Ω；R2 为 20Ω；R3 为 10Ω；1 ? 1 ? 1 ? 1 ? 1 ? 1 ? 1 ? 1 R R1 R2 R3 20 20 10 5R＝5Ω如果是两个电阻并联,则 R ?R1 R2 R1 ? R2如果并联电阻各阻值均相同，则 R 总 ? R （n 为电阻个数）n（4） 电路中流过电阻的电流与各电阻成反比。I1 : I2 : I3 ? 1 : 1 : 1 R1 R2 R3或 I1 ? IR2 R1 ? R2（两个电阻并联）如各并联电阻相同，则 I 总 ? nI （n 为并联电阻个数）电阻的混联电路既有串联又有并联电阻的电路，叫电阻的混联电路。混联电路应首先进 行图形整理，然后用电阻串并联的法则来分别计算，方法如下： （1） 逐步用等效电阻代替串联或并联的多个电阻，求出简化后无分 支电路的等效电阻。 （2） 利用欧姆定律求出总电流。 （3） 运用分压公式求各段电路电压，用分流公式求各支路电流。R1R2R3R5 R 6R7R01R 01 ? R 1 ? R 2 ? R 3R02R总 ３５1 R 02?1 R5?1 R6?1 R7R 总＝ R 01＋ R 02图 14 电阻混联电路的整理6.2.5 电池的联接电池的串联把一个电池的正极与另一个电池的负极相连接，叫电池的串联，当负载 需要较高电压时，可将电池串联后供电，如图 15： E1 ＋ 图 15 串联电池组与等效电源 － 电池串联后，电路总电压 E=E1+E2+E3 设 E1＝E2＝E3＝12V 则 E＝E1＋E2＋E3＝36V 如其中有一个电池反相串联（如 E2） ，则 E=E1-E2+E3 等效电源的内阻 R0 等于各串联电池内阻之和，即 R0=r1+r2+r3电池的并联E2E3把各电池的正极接在一起，负极接在一起，叫电池的并联，当负载需要 提供的电流大于单个电池的额定放电电流时，可将电压相同的几个电池并 联，如图 16。E1E2E3图 16 并联电池组及等效电源 图中各电池电压相等，即 E0=E1=E2=E3 并联电池组的内阻 R 0 ?1 1? 1? 1 r1 r 2 r 3如果将 n 个相同的电池（电压为 E0，内阻为 r0）并联，则等效电源的电 E nE 0 r 动势 E=E0，内阻 R 0 ? 0 ，可提供的最大电流为 I ? r00 ?nnr0３６电压不相同的电池禁止并联，否则会损坏电池。电池的混联电池既有串联，又有并联，叫电池的混联，当负载需要的电压大于单个 电池的电压，而需要的电流又大于单个电池的额定放电电流时，可使用混联 电池组，如图 17：E1 E3 E2 图 17 电池的混联 电池混联后总的电压和电流计算方法遵循电池的串联、并联计算法则。6.2.6 电路中电位的计算电路中各点电位的大小可以反映电路的工作状态， 因此在实际电路中常 标出一些关键点的电位，这一点非常重要，它是分析电路和判断故障的重要 依据。 多源无分支串联电路 在一个无分支的串联电路中如果有多个电源，则把这种电路称为多源无 分支串联电路，如图 18。 U E2 2 I I K 图 18 多源无分支串联电路一般的多电源无分支串联电路分析R1U E3 3R2U1E1U E44I R3E5 U5对于一般的多电源无分支串联电路中电流的计算可采用下述方法： （1） 假设电路中电流的方向，例如顺时针方向，如图 18。 （2） 求电路中各电压的代数和∑E。电压方向与电流方向相同时取正 值， 相反时取负值，电压方向由负向正，因此图 18 中电压的代数和为∑ E=E1+E2－E3－E4+E5，如果结果为正值，说明实际电流方向与假设方向一致， 如结果是负值，说明实际电流方向与假设相反。结果为 0 时，说明无电流。 ３７（3） 求电路中的电流值 I ?电路中各点电位的计算方法? E ( 电压代数和 ) ? R ( 电阻和 )电路中某点电位实际上是该点相对于参考点之间的电压， 因此可将电位 的计算转换为该点与参考点之间的电压计算。参考点一般为电源的负极（接 地点） 。计算方法与步骤如下： （1） 以参考点为零，求出电路中各点电压值及电阻上的电压值。 （2） 计算某点的电位就是求该点与参考点之间的电压。 （3） 求电路上各电压与电阻上压降的代数和，即等于该点的电位。基尔霍夫定律对一个不能用简单串并联分析方法来计算的复杂电路，往往由支路回 路，网孔（不能再分的基本回路）等组成，可用基尔霍夫二个定律来分析。 基尔霍夫第一定律――节点电流定律： 电路中任一瞬间流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和， 可表 示为∑I 入=∑I 出，也就是说，流入（或流出）任一节点电流的代数和为零。I1 I2I节点基尔霍夫第二定律――回路电压定律 图 19 节点电流定律 I＝I1＋I2 对于电路的任一闭合回路，沿回路的绕行方向上，各电源电动势的代数 和等于各电阻电压降的代数和，可表示为∑E＝∑IR。 例 5：如图 9 所示，设 E1＝5V；E2＝12V；E3＝9V；E4＝24V；E5＝10V；R1＝1K；R2＝8.2K；R3＝620Ω ∑E＝E1+E2－E3－E4+E5＝5+12－9－24+10=－6V， ∑IR＝IR1+IR2+IR3=I(R1+R2+R3)＝I（1K+8.2K+620Ω）=9820Ω×I回路电流?6 I ? ?E ? ? ? 611 uA ? R 9820说明在此回路中实际电流方向与假设方向相反。复杂电路的分析与计算对于一个复杂电路， 可利用基尔霍夫一、 二定律， 构成多元一次方程组， 再解方程，求出未知量。 ３８6.2.7 万用表基本电路万用表是用来测量电压、电流、电阻、电容、电感、电平、晶体管等参 数的综合性仪表，是电路测量必备的最基本仪表，它们的内部电路可参阅仪 表说明书，这里只依据基本电路上做一简单介绍。直流电流测量电路将表头与若干分流电阻并联之后串接入被测电路， 选择分流电阻个数可 进行分档测试。+1.1 A _图 20 直流电流测量电路直流电压测量电路将表头与若干电阻串联之后并接在被测电路两端，选择串联电阻个数即 可进行分档测试。V + _R1 被测电路R2R31.1.1 I 图 21 直流电压测量电路交流电压测量电路除了与测直流电压一样需串入分压电阻外，还需串入一只整流二极管， 同时并接一只反向二极管（保护整流二极管及表头用） 。３９VD1+_D2R1 被测电路R2R31.1.2 I 图 21 交流电压测量电路电阻测量电路它由表头，限流电阻 R1 和电池 E 组成，选择 R1（由多个电阻串接）可 分档，当表笔短接时，表头应指示满刻度（通过调零电位器来达到） ，当不 能调到满度时，表明电池不足，此时测量值有较大误差，应换电池。+ E_RΩR2×1 × ×100 10 ×1K ×10KR1被测电阻图 22 电阻测量电路6.2.8 电磁基本定律磁场和电磁感应磁性物质会在其周围产生磁场，通电的线圈也会在周围产生磁场，磁路 的轨迹叫磁力线，磁场的大小用磁通量表示。如线圈中有导磁物质（如铁合 金等） ，则磁通量就会增大（即磁阻减力） 。 导线在磁场中作切割磁力线的运动，在导线中就会产生电流。同样，交 变的电流通过导线，在周围便产生交变的磁场，而这个交变的磁场通过另一 导线，即会在该导线中产生感应电流，这就是电磁感应现象。４０磁 体磁 体 初级线 圈次级线 圈S N磁 磁 路 图 23 常见的磁路 路磁路中存在与电路相类似的基本定律磁路的欧姆定律 一段均匀磁路（长为 L，截面为 S）上磁压等于磁通乘以磁阻，而磁阻Rm ?非线性考虑。l uS。但是铁质磁路的磁阻一般随磁通的变动较大，应作为磁路基尔霍夫第一定律磁路的节点上各支路磁通的代数和等于零： ? ? ? 0磁路基尔霍夫第二定律磁路中沿闭合回路磁压（Hl）的代数和等于沿该回路磁通势（NI）的代 数 和，即： ? Hl ? ? R m ? 。 表 8：电路与磁路比较表电路 电流 电动势 电导率 电阻 电压 I E ?R ? l ?S磁路 磁通量 磁通势 磁导率 磁阻 磁压 Φ NI μRm ? l ?SV=IRHl=RmΦ由表 8 可以看出， 电流在欧姆定律中可由电压和电阻计算出来， 而对于磁路来说 却行不通。因为磁通量和磁通势有关，磁阻和磁通量有关，所以计算顺序必须是 先计算出Φ、Rm，然后才能确定 NI。为此，必须查 B-H 曲线。４１7、 装配技术 7.1 螺接、铆接、插接、焊接与钎焊螺接主要指用螺钉进行装配的方式， 大量的机械设备的装配都是以螺接为主 要手段。 铆接是以铆钉进行连接的装配方式，现在广泛使用的拉铆就是铆接的一种。 铆接使用最为广泛的领域是飞机和桥梁。 插接是用插头和插座把电路进行连接的方式。在计算机、贴片机、印刷机里 都有大量的插接方式。与此相似的还有绕接，就是把导线通过工具绕在固定在板 子上的导体（较粗的插针）上。 焊接一般是指电弧焊、气焊等。电弧焊中有可以分出普通电弧焊、氩弧焊、 电渣焊等。气焊中最见的是乙炔气焊接。 钎焊是指利用低温焊料进行的焊接。电气装配中使用的焊接一般都是钎焊。7.2 钎焊技术钎焊有多种方式，包括手工电烙铁焊、波峰焊和红外再流焊等。烙铁焊接使用电烙铁和焊锡将电子元件与基板连接，形成很好的电接触。焊接时 烙铁不要直接接触元件电极，焊接时间不可超过 5 秒，同时，烙铁的温度也 不宜过高。一般选用 270℃、功率 30W 以下为宜。波峰焊接手工电烙铁焊接有方便、简单的优点，但焊点一致性较差、焊点与 操作者的水平有关、重复性差等缺点。波峰焊就是针对这一缺点而采用的机 械化、自动化的作业方式。它利用熔融焊料循环流动的波峰面与装有电子元 件的基板上的电子元件引脚的接触而完成焊接。由于它的焊接角度、焊接时 间、焊料温度等都是利用自动化仪器控制的，所以，一致性相当好，生产效 率很高。再流焊接再流焊，也有人叫回流焊，都是英方名称（Reflow）翻译而来。它是针 对 SMT 技术的发展而产生的一种新的焊接方式。它通过热空气把元件、焊料 加热而达到焊料融化并焊接的目的。它的加热方式有红外线、红外线加热风 组合、热板、激光等。主要是通过红外线辐射、热风的吸收、氮系惰性气体 以及激光的热能对基板及焊料进行全部或局部加热。7.3 手工电烙铁焊电烙铁的种类电烙铁的分类：从电烙铁的加热方式分，可以分为内热式和外热式。外 热式电烙铁是电热丝在烙铁头的外部， 电烙铁的很大一部分热量被传到空气 ４２中。内热式电烙铁是外热式电烙铁的改进型，它的电热丝是在电烙铁头的内 部，所以，几乎所有的热量均传到电烙铁头，因而效率很高。一般一把 25W 的内热式电烙铁可以和一把 50W 左右的外热式电烙铁的效果相当。 从功能来分，电烙铁可以有普通电烙铁、恒温电烙铁、防静电烙铁、环 保型电烙铁、智能型电烙铁、吸锡烙铁等。普通电烙铁是直接把 220V 电源 接入烙铁芯产生热量进行焊接的。 恒温电烙铁是在电烙铁头中有一个温度传 感器，控制电路利用传感器信号对电路进行切断和接通，达到调节温度的目 的。恒温烙铁的温度是可以设Z的。防静电烙铁是专门为装配或修复静电敏 感元件用的电烙铁，它是低压电烙铁（36V 以下） 。环保型电烙铁是在烙铁 头上装有吸风装Z，可以吸除焊接过程中产生的废气。智能型电烙铁是能自 动识别焊点的大小而提供不同的功率的电烙铁。 吸锡烙铁是专门用于拆除已 焊元器件的，它的头上有个吸锡器。电烙铁的好坏识别电烙铁的本质就是一个电阻，所以，判别它的好坏就如同判别一个电阻 的好坏一样。如一个 25W 的普通内热式烙铁，它在常温下的电阻值应是： 2 2 P=V /R R=（220） /25=1936（Ω）手工焊接的基本动作1．准备 2．接触烙铁 3．加锡 4．拿开焊锡丝 5．拿开烙铁 6．完成状态的确认 的不良。把需要上锡的 PCB 放稳，烙铁头和锡丝靠近 PCB。 烙铁头接触到铜箔与零件的导线（引脚） 。 焊锡在与铜箔、导线、烙铁嘴接近的地方接触熔融。 适量熔融焊锡后（稍扩张）拿开。 焊锡扩大、感到有光泽，适时拿开烙铁。 四周扩展、有光泽、无锡桥（短路）和熔融其它零件实现良好焊接的基本条件被焊工件的清洁度； 足够的热量使被焊工件、焊料迅速达到指定温度； 适合的助焊剂； 规范的焊接动作。合格焊点金属面充分覆盖、呈裙状，侧面为凹弯月形 光滑、光亮 无过分的上锡状况 无裂痕及锡球 无锡洞、虚焊、漏焊 无锡角、连焊、桥接不合格焊点焊锡凹陷 ４３焊锡没扩展开 锡角 焊锡间隙 焊锡过多或过少 焊锡缝 铜箔上浮 锡珠 虚焊 不上锡手工焊接注意事项不要多次间隙性地把烙铁头与被焊件接触，要一次性接触。 烙铁头不要直接接触元件电极。 烙铁头不宜长时间接触元件。 烙铁离开元器件后、焊锡未凝固前不能摇动 PCB 板。 烙铁的温度不宜过高。7.4 焊接用材料 7.4.1 焊锡（焊剂）焊料类型焊料 （焊锡） 是传统焊接材料， 通常由两种基本金属和几种熔点低于 425℃ 的掺杂金属组成。 常用焊料形式有棒状、丝状、免清洗焊丝、预成型焊料和焊膏及免清洗 焊膏。 棒状焊锡 用于波峰焊和浸焊，将棒状焊锡溶于焊锡槽中，实际应用中注意液面 氧化（需加入防氧化添加剂） ，焊料成分不均匀等问题（需充分搅拌） 。 焊丝和免清洗焊丝 用于烙铁手工焊，目前已有免清洗焊丝。 预成形焊料 主要用于激光再流焊，有不同的形状（垫片状、环状等）可选用。 焊膏及免清洗焊膏 用于再流焊中。焊料选择在 SMT 中， 最常用的是 Sn63Pb37 和 Sn62Pb36-Ag2 两种， Sn63Pb37 熔 点为183℃，广泛用于再流焊的焊膏和波峰焊的焊锡。Sn62Pb36-Ag2 则用于电 极含钯银成份的元器件。焊锡的功能焊锡 ４４保持零件的机械功能和其导电性。 上锡 锡浇在母材金属上，在界面组成合金层，作为合体进行上锡。上锡的条件洁净的金属表面。 加热到最适当温度。焊锡的组成常用焊锡丝是由锡、铅以及助焊剂组成。 1．锡的作用 使零件和母材金属表面结合。 2．铅的作用 接合时基本没有反应。 机械特性的改善。 表面张力的降低。 防氧化效果。 如果只有锡，其熔点在 232℃，铅的熔点为 327℃，而锡和铅的合金熔点为 183℃。对于最常用的焊锡，它的配方是 Sn63Pb37。它的最大优点是它存 在共晶点，即在 183℃，焊锡熔化，成为液体，低于 183℃，就会成为固体， 这非常有利于焊接。焊料选用的注意事项1.要注意其机械性能的适用性， Sn-Pb 焊料属软焊料， 本身的机械应力不高， 在焊接过程中对焊接部位容易产生塑性变形，造成微型空洞或裂纹，影响焊接质 量。 2.正确选定其温度使用范围，焊料对温度较敏感，Sn 基料在低温时会发生 同塑异形变化，产生脆性，在负 45 度时变化最低，故不适合用于低温。在高温 时就易发生蠕变，因此，使用 Sn-Pb 共晶焊料时，基板温度应限定在 90 度以下。 3.被焊金属和焊料成分组合会形成多种金属间化合物， 将促使焊点的焊料开 裂。特别是表面贴装时，焊接的金属界面应力集中，因此最好选用能在低温下完 成焊接的焊料。 4.对各种不同 SMD 的焊接，其中存在对焊料熔点是否适应的问题，故在大多 数情况下，焊料的选择是首先要满足其机械强度的要求。 5.多数 SMD 的电极端子使用银作电极，为适应 Sn-Pb 类焊料的熔解速度防止 溶蚀产生，SMD 的电极端通常作成多层形式，在选用焊料时，最好选择加入 一定比例银的 Sn-Pb 焊料。添加比例为 1-3%。表面贴装焊接对焊料的特性要求４５1.其熔点比母材的熔点要低。 2.与大多数金属有良好的机械性能。 3.焊料本身具良好的机械性能。 4.焊料和被接合材料经反应后不产生脆化相及脆性金属化合物。 5.焊料生存的氧化物，不成为焊接润湿不良，空隙等缺陷的原因。 6.其供给状态适合于自动化。 7.有良好的导电性。 8.作为柔软合金能吸收部分热应力。无铅焊料虽然锡铅焊料有很好的焊接特性、 浸润性好、 焊接温度较低、 价格便宜， 但由于铅属于重金属，不符合环保要求，国际上规定到 2006 年 6 月后，禁 止使用锡铅焊料，全部要使用无铅焊料。现在出口到欧盟的产品，就已经对 焊料作了规定。 无铅焊料的几种主要配方：锡-银；锡-铜；锡-银-铜；锡-银-铋。 通用的无铅焊料的价格较锡铅焊料贵、焊接温度在 200℃以上、流动性 较差，因而，对焊件、焊接工艺提出了更高的要求。7.5 助焊剂 7.5.1 树脂类焊剂和成份组成纯松香（R） 松香系 松脂类 弱活性松香（RMA、AA） 活性松香（RA、A、B） 极活性松香（RSA） 低残渣型 合成树脂系 表9 成 份 树脂 活化剂 溶剂 其它 焊剂 组 成 含量（%） 15-30 1-3 1-5 熔点（℃） 软化 80-140变性、精制、重合、添水、松脂 胺、苯胺、联胺卤化盐、三羧酸、脂肪酸 乙醇类、酮类 界面活性剂、阻化剂、消光剂微量 微量注：在采用波峰焊接的表面贴装工艺中，都使用树脂类焊剂。 ４６7.5.2 助焊剂类型助焊剂在波峰焊中， Sn/Pb 焊锡分开使用,而在再流焊中,助焊剂作为 与 焊膏的重要组成部分,其作用为：①除去焊接表面的氧化物；②防止焊接时 焊料和焊接表面再氧化；③降低焊料的表面张力；④有助于热量传递到焊接 区。 松香型 水清洗型 免清洗型7.5.3 焊剂分类代号表 10 QQ-S-571E 规定的焊剂分类代号、美国的合成型松香系焊剂分类规定 代 SR SMAR SAR SSAR 号 焊剂类型 合成树脂、松香（非活性） 合成树脂、松香（中度活性） 合成树脂、松香（非活化） 合成树脂、松香（极活性化）7.5.4 焊剂的作用焊接工序 预热 辅助热传导 去除氧化物 降低表面张力 焊缝形成 防止再氧化 焊料固化 作 用 说 溶剂蒸发： 受热、松香熔化、覆盖在 基材和焊料表面，使传热 均匀。放出活化剂，于成 离子状态的基材表面的氧 化物反应，使之熔解在焊 剂中，从而除掉氧化物。 熔融焊料表面张力小，使 润湿良好。 覆盖在高温焊料表面，控 制氧化改善焊缝质量。 明焊料开始熔化焊料合金形成7.5.5 助焊剂的物理特性助焊剂的物理特性主要指与焊接性能相关的熔点、 沸点、 软化点、 玻化温度、 蒸汽压、表面张力、粘度、混合性等，需要说明的有以下几点。 ● 焊剂中聚合物，低聚合物分子量的增加，会使其熔点上升。焊剂中溶剂 溶解后聚合物的粘性 P 依存于分子量，用下式表示。 ４７P=KMa(K.a-常数，M-分子量) ● 焊剂的软化温度随着分子量的增加而上升。非结晶性聚合物的软化温度 接近玻化温度，高结晶性聚合物的软化温度靠近熔点。 ● 玻化温度 Tg 和其熔点 Tm 的关系: 非对称性聚合物:Tg/Tm≈2/3 对称性聚合物: Tg/Tm≈1/27.5.6 助焊剂残渣产生的不良对策助焊剂残渣会造成的问题对基板有一定的腐蚀作用。 降低导电性，产生迁移活短路。 非导电性的固形物如侵入元件接触部，会引起接合不良。 影响产品的使用可靠性。使用理由及对策松香对数种金属的非导体被膜具损害作用， 对于铜来说因其松香酸反 应会产生铜松香硝酸。 对于严重的氧化黑变，可通过适当的变性处理提高其活化能力。 利用活化性质，使其长时间与铜接触时不产生强烈的腐蚀。 加入适当的溶剂， 使溶剂蒸发后所形成的被膜对酸洗表面起一定的保 护作用。 .纯度高的松香。7.5.7 对表面贴装焊剂的要求具一定的化学活性。 有良好的热稳定性。 焊剂本身的润湿性良好。 对焊料的扩展具一定的促进作用。 留存于基板的焊剂残渣，对基板无腐蚀性。 具良好的清洗性。 氯的含量在 0.2Wt%以下（弱活性松香型焊剂） 。7.5.8 免清洗焊膏用助焊剂应具备的条件可焊性好、焊点质量高，无焊料球、桥连等不良产生。 无毒、无异味、不污染环境、操作安全。 焊接后表面干燥，无残留物，无腐蚀性，不粘板。 ４８焊后具有在线测试能力。 与 SMD 和 PCB 板有相应材料匹配性。 焊后有符合规定的表面绝缘电阻值 SIR。 适应能力强（发泡涂敷、喷雾涂敷等） 。7.6 清洗剂早期采用的清洗剂有乙醇、丙酮、三氯乙烯等。现在广泛应用的是以 CFC-113(三氟三氯乙烷)和甲基氯仿为主体的两大类清洗剂。 1． CFC 类清洗剂 2． 替代 CFC 清洗剂8、 一般元件的基础知识 8.1 电阻 8.1.1 简介电阻是电路中的最基本和最常见的元件之一， 可以说任何一个电路中都 离不开电阻。哪怕是一个最简单的一节干电池与一个灯泡组成的电路，其中 的灯泡具有电阻，连接的导线也有电阻。电阻在电路中主要有控制电流和分 配电流两大作用。因为电子元器件的正常工作必须要有正确的电压或电流， 所以，电阻常用来为这些器件建立必须而且正确的工作状态。 （具体在《电 工基础知识》中讲述）8.1.2 分类按结构形式分有两大类：固定电阻和可变电阻。固定电阻的阻值是固定 不变的，它是用量最大的器件，可变电阻有半可调电阻器和电位器。半可调 电阻的阻值是通过调节电阻体上的一个可以滑动的触点来调节其阻值， 但它 一般是要借助于螺丝刀之类的工具来进行调节，调节完后必须再拧紧触点， 它一般可以用在功率较大的场合，但一经调好在使用中就不轻易调节。但电 位器的阻值一般是可以直接用手拧动电位器柄即可，由于其触点较小，它一 般适用于功率较小的场合，但它使用方便，在使用中都可以随时调节，调节 电压的场合使用电位器较多，我们日常生活中电视机、收录机上的与各种旋 钮相连的都是电位器。电位器将在下节中专门讲述。 按加工的材料分有：碳质电阻、碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电 阻、线绕电阻等。 按电阻在部件中的装配方式分有：带引线式（俗称通孔元件，THD）和 不带引线式（表面贴装式） 。 按用途分有精密电阻、高频电阻（无感电阻） 、高压电阻、大功率电阻、 敏感电阻（压敏电阻、热敏电阻） 、熔断电阻等。 ４９一般电阻的准确度为 2%、5%或 10%，如精度高于 1%的电阻就算是精密 电阻了，最高精度的电阻可达 0。01%。由于随着对电阻精度的提高，加工 要求变得越来越严，所以其价格也是以指数规律上升，现在一个普通的 5% 精度、1/8W 的电阻的价格只在不到 1 分钱和几分钱之间，但一个 1%的电阻 可能就要 1 角或几角钱，一个 0.01%精度的电阻的价格会达几千元。所以， 在电路设计中要合理使用电阻的精度，能不用高精度的场合，尽量不用高精 度电阻，以降低成本和加快采购周期（高精度电阻一般都要定加工） 。 高频电阻也称无感电阻。我们知道，一个电阻从它的等效特性看，它是 一个电阻与一个电感的串联体。这个电阻的电抗 Z=R+2πfL.尽管这个电感 是十分小的，在低频时它的感抗也是十分小而被可以忽略不计，但当工作频 率高到一定值时，这个电感的影响就会变得明显。例如，一个电阻的阻值为 10Ω，它的引线电感为 0。1μH，它在 100KHz 时的阻抗为 0。0628Ω，它 与 10Ω相比可以不计；但工作频率升为 100MHｚ时，引线电感的感抗已升为 62。8Ω，感抗已大大超过自身的阻值，相位角的变化也已达到 80 度，这在 电路中影响已实在是太大了。为了提高电路和工作频率，有些场合就要使用 无感电阻（高频电阻） 。线绕电阻由于是用导线绕制而成，它的等效电感较 大，所以不适宜在高频电路中使用。近十几年来发展起来的表面贴装元件 （SMD） 由于没有引线， ， 它不但节约了安装空间， 也明显地减小了等效电感， 使电路能稳定工作在更高的频率下。 所谓高压电阻是指电路在工作时，电阻两端必须承受较高的电压。当电 阻两端的电压超过其额定的值时就会电晕或击穿。所以，在高压（几百伏以 上）回路的设计中要注意这一问题，要核定该型号电阻的额定电压。8.1.3 常用电阻碳质电阻 碳质电阻又叫实心电阻，它是一个由碳粉、填充料和粘结剂等材料压制 而成的实体，引线由其内部引出。在二、三十年前，这种电阻由于成本低、 价格便宜，曾获得过广泛的应用。但阻值误差大、体积大、噪声大和稳定性 差是它的致命弱点，所以现在现不再被使用。 ? 碳膜电阻 碳膜电阻是在瓷棒或瓷管的周围利用真空喷涂技术在其四周沉淀结晶 碳后在刻槽机上刻出符合阻值要求的槽而成， 它的两端用连接帽把引线和电 阻本体连结起来。它稳定性好、高频特性好、噪声小，并可在 70°C 下长期 工作等优点，因而得到广泛的应用。它的外表一般涂成绿色。在过去的一、 二十年间得到了最为广泛的应用。 ? 金属膜电阻 金属膜电阻的加工工艺与碳膜电阻相似，只是它喷涂的是合金粉末。它 除了具有碳膜电阻的特点之外，还有较高的耐高温特性，能在 125°C 下能 长期工作，能在-75°C--+70°C 环境下按 100%的功率使用。它的精度高， ５０ ?因而在各种要求较高的场合，如仪器仪表中都采用这种电阻。它的外表一般 涂成红色。 ? 金属氧化膜电阻 金属氧化膜电阻的特性与金属膜电阻基本相同， 但比金属膜电阻有更高 的耐压和耐热性。它的缺点是长期工作的稳定性稍差，不适用于长期工作的 电路中。 ? 线绕电阻 线绕电阻是用镍铬合金、锰铜、康铜等合金电阻丝绕在瓷管上而成，外 表镀有耐热绝缘层或酚醛层。它有精度极高、稳定性好、并能承受 300°C 的高温下长期工作，它也有较大的电功率。故被广泛用于万用表、电阻箱中 作为分压器或分流器，在电源电路中作限流电阻。由于结构上的原因，它的 电容和电感系数都比较大，不适宜在高频电路中工作。 当无法区分金属氧化膜电阻或线绕电阻时，可轻轻刮开电阻的表层，金 属氧化膜电阻会出现用刻槽机刻出的刻痕，而线绕电阻会出现电阻丝。 ? 热敏电阻 是用一种对温度极为敏感的半导体材料制成的非线性元件。当温度上升 而阻值下降的叫负温度系数热敏电阻，反之叫正温度系数热敏电阻。 ? 压敏电阻 是一种特殊的非线性电阻。当加在电阻两端的电压达到一定值时，它的 阻值会急剧变小，它们一般作为过压保护。 ? 表面贴装电阻 表面贴装电阻是近十几年发展起来、在近几年内在中国大陆流行的电阻。由 于它的体积小、高频特性好、稳定性好等优点，在电子设备中得到了普遍使用， 特别是在 BB 机、手机、VCD、电视机、随身听、数码相机、卫星通信设备、医 疗设备等等中得到了越来越广泛的使用，有的是非它莫属。8.2 电位器 8.2.1 简介电位器的作用是用以调节分压回路中的取样电压或电流回路中的电流 大小。电视机、音响设备中的音量、亮度、对比度、音调等电位器，仪器仪 表中的各种电位器，主要都用于调节电压。8.2.2 分类根据电位器所使用的材料不同，有碳膜电位器、线绕电位器、金属膜电 位器、碳质实芯电位器、有机实芯电位器、玻璃釉电位器等。 根据电位器的结构不同，有直滑式电位器、单圈电位器、多圈电位器、 单联电位器、双联电位器、带开关电位器、带锁紧电位器、非锁紧电位器。 多圈电位器主要用于精密调节的场合， 因为一般的单圈电位器的调节角度约 为 270 度，而１０圈电位器的调节角度近３600 度，可见它的调节精度可提 ５１高十几倍。双联电位器主要用于需要对电路中的两个地方进行同步控制，电 位器有两个电阻片和两组接、触点，但只有一个共用的轴。带开关电位器最 常见的用途就是收音机的音量电位器，电视机中的音量或亮度电位器。带锁 紧的电位器主要用于仪器仪表中半可调的场合， 一当调节好后不希望有人轻 易再调节它。 根据电位器的调节方式不同，有旋转式电位器、直滑式电位器。 根据电位器的阻值与旋转角度的对应关系不同，有直线式（线性式） 、 指数式（Ｚ） 、对数式（Ｄ） 。直线式表示阻值的变化与旋转的角度成线性， 它主要用于分压、偏流等调整。对数式电位器的阻值与旋转角度成对数关系 变化，当电位器从开始端开始转动，阻值开始时变化较大，随后逐渐变慢。 这种电位器主要用于音量控制和黑白电视机的亮度控制。 因为人的听力和眼 睛对亮度的敏感度都是程对数关系，这样，使得在调节音量电位器或亮度电 位器时旋转角度与音量或亮度有线性的感觉。 指数式电位器的阻值与角度的 关系与对数式相反。8.2.3 常用电位器? 碳膜电位器 碳膜电位器结构简单， 它由一个马蹄形电阻片和滑动触点 组成，滑动点的位Z改变，就可以达到改变阻值的目的。它的阻值范围较宽，可 从 100Ω到 4.7MΩ，功率在２Ｗ以内，品种多、稳定性好、噪声小，广泛用于 收音机、收录机、电视机、音响设备中。. ? 线绕电位器 它是由合金电阻丝绕在环形骨架上制成， 它的最大优点是 功率大、精度好、耐热性好、耐磨。它的缺点是分布电容和分布电感影响了高频 特性，在高频电路中不宜采用。 ? 直滑式电位器 它由长方形电阻板条和滑动触点组成， 通过滑钮的直线 滑动来改变电阻的大小，它功率较小，多用于收录机、电视机。8.2.4 主要参数? 值。 ? ? ? 阻值 指电位器的最大电阻值，但在选用时有时要注意一下它的最小阻值变化特性 指对数式、指数式、线性式。 功率 指电位器能长期工作承受的最大功率。 滑动噪声 指由于电位器阻值分配不当、转动系统配合不当和接触电阻等引起的噪声。它降低了电路的信噪比（S/N） 。8.2.5 选用注意事项● ● 数 电位器的轴的粗细、轴的长短。 电位器的曲线类型，阻值与转角的关系曲线是线性、对数还是指8.3 电容 8.3.1 结构５２电容器是由二个或多个金属极板中间夹有绝缘介质构成。 电容是宏观地 表征两导体和其间的电介特性的参量，它由公式 C= q/ U 所表示。式中 q 为两导体分别带有的等量正负电荷（C） 为两导体间 ，U 的电压（V） 。 根据电容器的容量公式，C=KS/d. 式中： 为电容器的结构因子， K 它与电容器所用的绝缘介质、 电容器的结构有关。 S 为电容器的极板面积。 d 为电容器极片之间的距离（介质厚度） 。 从上式可知电容器的容量与极片的面积成正比、与结构因子成正比、与极片 之间的距离或介质厚度成反比。8.3.2 作用根据电容器在电路中的位Z不同，它的功能主要有级间耦合、滤波、旁 路、去耦和信号调谐。是电子线路中不可缺少的主要元件。8.3.3 分类及符号电容器的种类很多，分类方法也各不相同。 按结构分有：固定电容器、可变电容器、半可变电容器。 按介质材料分有：气体介质电容，如空气电容器；液体介质电容器，如 油浸电容器；无机固体电介质电容器，如云母电容器、陶瓷电容器、玻璃膜 电容器；有机固体介质电容器，如纸介电容器、聚苯乙烯电容器；电介质电 容器。 按极性分不同，可分为有极性电容器和无极性电容器。 按阳极材料的不同，有铝电解电容器和钽电解电容器。 电容器的常用符号见图 5-85。8.3.4 常用电容? 可变电容 可变电容器的种类很多，按结构分，有单联、双联、三联、四联可变电容器； 按介质分，有空气可变电容器和薄膜介质电容器。 可变电容器有动片组和定片组构成，在转动动片组时，动片组可以转入定片 组或转出定片组，动片组与定片组之间的相对位Z（相对重合面积）也在不停地 改变，达到了改变容量的目的。 单联和双联可变电容的最大用途就是收音机、 收录机中调谐电路中组成谐振 电路。 空气可变电容器的动片和定片之间隔着空气，在转动时互相不发生磨擦，所 以寿命长、故障少，但体积大。薄膜介质电容器的动片和定片之间隔的是薄膜介 质， 由于薄膜的介质系数大于空气的介质系数， 所以， 薄膜可变电容器的体积小， 但由于动片与定片之间存在磨擦，容易有故障，使用时间长后易产生噪声。 ? 半可变电容 ５３半可变电容在电路中主要用于补偿和校正，它们的容量一般在几十微微法。 常用的半可变电容有：有机薄膜介质半可变电容器、瓷介半可变电容器、拉线微 调电容器、云母微调电容器。 瓷介半可变电容器实际上与可变电容器的原理是一样的， 也是利用动片与定 片之间的相对位Z变化来改变容量， 只是可变电容器的动片与定片都是以几片构 成一组，而半可变电容器的动片与定片都只有一片，另外，可变电容器的动片组 的转动是靠轴来转动的，而半可变电容器一般是用螺丝刀来进行调节。这种电容 器稳定、寿命长。 有机薄膜半可变电容器是利用调节动片与定片之间的间距来达到调节电容 容量的目的，它是缺点是稳定性差，优点是体积小。 拉线微调是在瓷管上用细铜丝密绕几圈或几十圈作为动片， 在瓷管内镀银作 为定片。将铜丝云掉几圈，就可以减小电容量。 ? 电解电容 电解电容是电路中使用得较多的一种固定电容器。 按阳极材料不同可分 为铝电解电容器、钽电解电容器。钽电解电容器的优点是稳定性好、漏电流 小、体积小、温度特性好（能在 200°C 条件下工作） ，但价格贵，适合在脉 冲锯齿波电路或要求较高的电路中使用。电解电容的负极是液体、半液体或 胶状电解液，其介质为正极金属表面形成一层氧化膜。 电