《RCL零件课程》课件.ppt

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1、c L R 類零件training,主機板技術支援課,被動元件,無法以等效電路模擬出電源裝置的電子元件，我們稱為被動元件,電阻、電容、電感是電子電路中最基本，使用量最多的電子元件，合稱為三大被動元件,電阻為耗能元件.電容以電場形式儲存能量.電容：電壓不能瞬間改變電壓不變，電流為零電感以磁場形式儲存能量.電感：電流不能瞬間改變電流不變，電壓為零,何謂電容器,定義:相對兩導體間存在著電氣絕緣體,電容(Capacitor)電容器是一儲存靜電之電子元件。電容器是由兩片導體(電極)對向靠近，電極間置絕緣體(如雲母等)而成。假如在兩極加上電壓，則兩極便開始充電，一正一負，而當電壓移除後，所充電之電荷仍會留

2、於兩極，而維持一定之電壓。電容器所能儲存的靜電量(即電容量)可以由改變電極面積，其間的距離，絕緣材質而改變。電容器可以使用作：(1)儲存電荷，(2)阻斷直流(DC)電流，(3)暢通交流(AC)電壓。n 電容單位：法拉(F)。一法拉是很大的電容量，一般電容元件電容量均在數微法拉(百萬分之一法拉)以下。微法拉以uF 表示，百萬分之一微法拉以pF 表示。n 電容量表示法：若有一電容元件其上標示：2.0uF+/-10%，意即該電容元件之電容值介於2.0+2.0 x 0.1=2.2uF及2.0 2.0 x 0.1=1.8uF 之間。電容值不在此範圍內，該電容元件不能被接受。,電容相關計算公式,容抗:XC

3、=1/(2fC)【】感抗:XL=2fL【】阻抗:Z=ESR2+(XL-XC)2【】漣波電流:IR=(AT/ESR)【mArms】功率:P=I2ESR【W】諧振頻率:f0=1/(2LC)【Hz】,C 電容(F)Rp 等校並聯電阻(R)Rs 等校串聯電阻(R)L 等校串聯電感(H),電容於高頻時的等效電路:,電容器種類,電容器,紙質電容器,雲母電容器,塑膠電容器,陶瓷電容器,電解電容器,鋁液體電解電容器,鋁固體電解電容器,鉭液體電解電容器,鉭固體電解電容器,導電高分子電容器,OS-CAP,電容量測：1.選擇萬用表的電容檔位2.選取適當的量測范圍3.讀取顯示屏上的絕對值即為電容的容值4.若用万用表量

4、测出电容两极有短路现象,证明此电容以被击穿.在我們公司的主機板上.我們會看到的電容有:1.單一積層電容(MLCC)2:積層排容(MLCC ARRAY)3.鉭質(Tantalum)4.電解電容(EL),標稱電容量（Nominal Capacitance）,係指在測試頻率120Hz時所測得之電容量，電容量與金屬（鋁箔）相對面積及介質常數成正比，與兩極間距離成反比。,電容量誤差（Capacitance Tolerance）,額定工作電壓（Rated Working Voltage）（WV）,在最高工作溫度下，電解電容器可以承受之最高直流電壓。,突波電壓（Surge Voltage）（SV）,在最高工

5、作溫度下，電解電容器可以承受之相當瞬間最高峰值電壓。,工作溫度範圍（Operating Temperature Range）,-25+85,-40+85,-25+105,-40+105,散逸因素（Dissipation Factor）（120Hz）,以DF或tan表示之，其中係損失角。電壓與電流之相位角為，而+=90,等效串聯電阻（Equivalent Series Resistance）（ESR）,洩漏電流（Leakage Current）（LC）,電容器施加直流電壓，經規定時間後繼續流通之最大直流電流。I0.01CV or 3A Whichever is greater 上示公式須視不同系

6、列產品而定。,漣波電流（Ripple Current）（RC）,在最高工作溫度及120Hz（or 100KHz）頻率下，電解電容器可以承受之最高交流電流。（溫度/頻率補正係數）,低溫特性（Low Temperature Characteristics）,係指在-25/-40時，與在常溫20之最大阻抗比。電容元件可有油紙電容，塑膠電容，陶瓷電容等等，端視所用構成材質而定。和電阻元件相同，晶片產品電容器極為普遍，也有SMD型，很容易置於PCB 板上。,鋁電容與鉭質電容的比較:鋁電容容量大.價格較低.但容易受到溫度的影響.容量準確度不高.而且電解液容易乾枯,導致電容量便小,甚至失效.鉭電容壽命長.而

7、且耐高溫,準確度高.不過容量較小.價格高.除非使用在大容量濾波的地方,因為它不易引起波形失真.,鋁電解電容的鑑別:從顏色上分.黑色較差.綠色比較好.藍色比綠色更好些.按照Intel主板技術說法:現在主板CPU插槽附近的濾波電容單個容量最低為1000u.有些低價格的主板會採用1000u的電解電容.而优資的主板多採用1500u,或者容量更高的電容.,電容在MB上的應用,主板上用的電容,這里主要是指 那些大個的電解電容,這些電容的作用基本上都是濾波用的.主板上用到這些大個電容的地方主要是電源電路部分,還有一些電容用於穩定參考電壓,一般會和電路地相連.由於現在的CPU功耗非常大,從低負荷到滿負荷,電流

8、的變化是非常大的.為了保證夠在快速的負荷變化中,不會因為電流供應不上而歇菜,CPU供電電路要求具有非常快速的大電流響應能力.供電電路中的MOSFET,電感線圈和電容都會影響到這一能力.最理想的解決方法是使用最快速的MOSFET,高磁通量粗導線的電感線圈,以及超低的ESR 輸 入 輸出電容.,關于電容暴漿,現象：膨脹、破裂、電解液溢出。考慮：對於發生電容爆漿這樣的事件,要從多方面考慮,開關電路是否短路,是否有開關管損壞,輸入的電源質量如何以及電容的品質及老化問題.原因：電容爆漿是由於電容發熱引起的,發熱是由大電流引起的,不正常的大電流一般是由於用電組件短路或超壓導致電容級間擊竄短路.一般情況下,

9、輸出電容不容易爆漿爆漿的大部分是輸入電容,這部分電容的工作電壓高達12v,開關脈沖會達到工作電壓的的25倍.,電感(Inductance),由一線圈所構成的電路元件，使用在電路中可建立本身的電壓，以抗拒經由此線圈電流的變化。其所發生之電壓變化以電流變化表示。電感單位：亨利(H)。一亨利等於電感元件內所產生的電壓(伏特數)被每秒在此元件之電流的變化(安培數)除所得。電感器可分數類：(1)線圈只有兩導線者稱為Chock，(2)有三導線者稱為Autotransformer(自變變壓器)，(3)有四或多於四導線而每邊均有兩導線以上者稱為transformer(變壓器)。變壓器是把主線圈端的電壓上升或下

10、降於副線圈端。和電阻或電容元件相同，電感器也有晶片及SMD型態。電感器的中心材質有二：空氣或鐵心。鐵心電感器一般用於高功率，而空氣電感器常用於壓制雜訊。電感為低通元件,在線路圖中電感常用於以下這兩種組合中 濾波電路用于濾去直流輸出電壓中的紋波,一般由電抗元件組成.如在兩邊並聯電容器C,或與負載串聯電感器L,以及由電容電感組合而成的各種復合式濾波電路.如下:,由於電抗元件在電路中有儲能作用,並聯的電容器C在電源供給的電壓升高時,能把部分能量儲存起來,而當電源電壓降低時,就把能量釋放出來.使負載電壓比較平滑,即電容C又平波的作用.與負載串聯的電感L,黨電源供給的電流增大時,它把能量儲存起來,而當電

11、流減小時,又把能量釋放出來,使負載的電流比較平滑,即電感L也有平波作用.濾波電路的形式分電容輸入式(用于小功率電源中).電感輸入式(較大功率電源中,而且當電流過大時,僅用一個電感於負載串聯）.電感濾波的特點是峰值電流很小.輸出特性平坦.但由於鐵芯的存在,易引起電磁干擾.一般只適用於低電壓,大電流的場合.,Multilayer Ferrite(鐵氧體)Chip Beads,Multilayer Chip Inductor,SMD Power Inductor,SMD Power Inductor,鐵蕊線圈,我们公司常见的几种电感,電感介紹,電感於高頻時的等效電路,Rs：串聯電感Cd：集散電容L:

12、電感值Rp:磁滯及渦電流等的損耗,由choke的顏色,繞線的札數,我們可以很清楚的看出choke的個種特性,鐵芯的顏色對應于鐵芯的磁性材料的材質與鐵芯的大小.而所繞的線圈的札數又可以決定choke的感值.這些都是遵循一種國際的規範的.我們可以選擇繞線線徑大的.或是線數多的,則其耐電流的能力就會大些.在CPU Vcore.我們選擇時就要考慮到 Inductor value(亨利),直徑,材質是否符合標準.,LC滤波电路,Ui,Uo,L,C,+,-,+,+,1.电感具有阻止电流变化的特点，所以，在负载回路中串联一个电感，将使流过负载上的电流的波形较为平滑；或者，从一个方面来分析，因为电感对直流分量

13、的电阻很小，而对交流分量感抗很大，因此能够得到较好的滤波效果而直流电压损失很小。2.为了进一步改善滤波效果，可以采用LC滤波电路，在电感滤波电路的基础上，再在R上并联一个电容。但在LC滤波电路中如果电感L值太小，或R太大，则将呈现出电容滤波的特性。3.LC滤波电路在负载电流较大或较小时均有良好的滤波作用，也就是说，它对负载的适应性较强。,電感的量測:選擇萬用表的電感檔位選取適當的量測范圍讀取顯示屏上的絕對值即為電感的感值.用三用表的电阻档/二极体档量测两端的通断状况.通为OK,反之则NG.,電阻(Resistor),概論電阻的定義應用實例注意事項,功能,調解電流量的大小閘(V=IR)輸入的電壓

14、(V)固定電流(I)及電阻(R)成反比三步驟:(1)控制電流的流量(將之轉為電能)(2)將多餘之能量轉為熱能(3)由散熱裝置(EX:散熱片)來散熱,以防溫度太高,概論,電能、電功率、電流及電壓等，皆是最重要的電之數量，除此之外，電阻也 不可忽視。一個電路或一套裝備，其本身的特性，諸如尺寸、形狀與材質等，會 影響其電流量。某些會阻礙電流的效應，可稱之為電阻（resistance）。在物質中，電荷流動可能會遭遇到類似機械的摩擦力般的阻力。這種阻力是 起因於電子與晶格原子或雜質原子之間的碰撞，這種情況會使電能轉換成熱能。任何電路或裝置，常因發熱而消耗電功率。電阻發熱而消耗電功率，並非一無是 處，需視

15、其是否有用而定。有些電路就是利用電阻的特性來作功的，例如我們可 利用電熱器取得熱能；但是電晶體發熱則非吾人所需，就屬於能量的浪費了。電阻可用來限制電流量，也可用來調整電壓，還有其他的一些功能，專門製 造用來作這些工作的器具稱為電阻器（resistor）。,1.定義 電阻是一個物理量，導體在導電時對電流的流動存在著阻礙作用，電阻就是用來反映導體對電流起阻礙作用大小的物理量。用字母R表示。2.單位 電阻的單位是歐姆，用(K/M)表示。3.導體的電阻 導體的電阻是客觀存在的，可用下列公式表示：R=L/S 式中：R為導體的電阻；為電阻率或電阻系數，它的大小與 導體材料性質有關；L為導體的長度；S為導體

16、的截面積；電阻量測：選擇萬用表的電阻檔位選取適當的量測范圍讀取顯示屏上的絕對值即為電阻的阻值 注:在量测电阻时要根据万用表的档位来正确判断其阻值.,電阻的定義,4.電導 電導是電阻的另一表達方式，它等於電阻的倒數，電導用G表示。公式如下：G=1/R電導表示導體的導電能力。導體的電阻愈小，電導越大，反之則小。電阻種類 电阻种类繁多，有固定电阻，可变电阻，半可变电阻，也可分为炭膜电阻，金属膜电阻，线绕电阻,貼片電阻,排阻等，还可分为普通电阻，热敏电阻，压敏电阻，光敏电阻等。(如下圖所示),貼片電阻器,特性 体积小，重量轻；适应再流焊与波峰焊；电性能稳定，可靠性高；装配成本低，并与自动装贴设备匹配；机械强度高、高频特性优越。,1RO=1.0,3,3,1003=100 x 10=100K,前两位表示有效数字，第三位表示零的个数,前三位表示有效数字，第四位表示零的个数,跨接电阻采用000表示,注意事項,1.電阻值 與實際所需電阻相符2.誤差值3.最大功率(須大於實際消耗功率)P=U*I,P=U2/R,P=I2*R,4.額定值(最高工作電壓、功率、最大承受電流)5.元件尺寸大小與實際相符6.注意供應商的選擇與 使用時效性,Thank you!,