Трансформаторы и дроссели

 

Катушки индуктивности (дроссели) широко используются в радиоэлектронной и вычислительной аппаратуре. Их параметры определяются электромагнитными свойствами магнитопроводов, режимом их намагничивания, взаимным расположением витков катушки.

Трансформатор– электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения и тока без изменения частоты.

Классификация трансформаторов и дросселей представлена на рис. 6.1.

 

 

Рис. 6.1. Классификация трансформаторов и дросселей

По электрической схеме трансформаторы подразделяются на однообмоточные, двухобмоточные и многообмоточные.

Однообмоточный трансформатор – автотрансформатор, в котором между первичной (входной) и вторичной (выходной) обмотками кроме электромагнитной связи существует еще и электрическая связь. Такой трансформатор не имеет гальванической развязки.

Двухобмоточный трансформатор имеет одну первичную и одну вторичную обмотки, а многообмоточный - несколько вторичных обмоток. Все обмотки двухобмоточных и многообмоточных трансформаторов электрически не связаны друг с другом.

Конструктивные признаки. Это основные классификационные признаки трансформаторов и дросселей, в основе которых лежат конструкция магнитопровода, его конфигурация и технология изготовления.

Для увеличения индуктивности в катушку вставляется магнитопроводиз ферромагнитного материала(железо, ферриты, пермаллой). Магнитопровод может быть замкнутым и незамкнутым. Незамкнутый магнитопровод может быть выполнен в виде стержня или иметь гантелеобразную форму. Замкнутые магнитопроводы имеют тороидальную, Ш-образную, П-образную форму, могут быть выполнены в виде ферритовых чашек. Если через катушку протекает большой ток, то магнитопровод может войти в насыщение. При этом индуктивность катушки резко падает и приближается к значению, которое имела бы катушка, если бы в ней не было магнитопровода. Для предотвращения насыщения магнитопровод делают незамкнутым или в замкнутом магнитопроводе делают зазор из немагнитного материала (электрокартона, стеклотекстолита, пластика и т. д.). Чем больше немагнитный зазор, тем больше ток насыщения магнитопровода дросселя. Если магнитопровод выполнен из пермаллоя, то немагнитный зазор не требуется, он как бы распределен по всему магнитопроводу.

Магнитопроводы низкочастотных трансформаторов делают из трансформаторной стали, а высокочастотных – их ферритов.

Внешний вид различных катушек индуктивности приведен на рис. 6.2.

 

а) б в г д е

Рис. 6.2. Катушки индуктивности: а - SMD дроссель SDR2207;

б- дроссель КИГ-0,2; в- дроссель на стержневом магнитопроводе ДП1 0,2; г- дроссель RLB0712 на гантелеобразном сердечнике; д- тороидальный дроссель; е- импульсный трансформатор на Ш-образном сердечнике.

 

Маркировка дросселей

 

Если размеры дросселя позволяют, индуктивность указывается непосредственно с указанием единицы измерения и допуска. Иногда указывается количество витков и марка провода, которым намотана катушка. Для обозначения параметров малогабаритных дросселей применяется цветовая или кодовая маркировка.

 

Цветовая маркировка

 

В соответствии с Публикациями IЕС 62 для дросселей кодируется номинальное значение индуктивности и допуск, т.е. допускаемое отклонение от указанного номинала. Наиболее часто применяется кодировка 4 или 3 цветными кольцами или точками. Первые две метки указывают на значение номинальной индуктивности в микрогенри (мкГн, uН), третья метка — множитель (колличесво нулей, которое надо приписать к первым двум цифрам), четвертая — допуск. В случае кодирования 3 метками подразумевается допуск 20%. Цветное кольцо, обозначающее первую цифру номинала, может быть шире, чем все остальные. Соответствие между цветом метки и цифрой такое же, как и при маркировке резисторов (см. таблицу 4.1).

 

Кодовая маркировка

 

При кодовой маркировке номинальное значение индуктивности кодируется цифрами, а допуск — буквами.

 

Применяется два вида кодирования:

А. Первые две цифры указывают значение в микрогенри (мкГн, uН), последняя — количество нулей. Следующая за цифрами буква указывает на допуск. Например, код 101J обозначает 100 мкГн ±5%. Если последняя буква не указывается - допуск 20%. Исключения: для индуктивностей меньше 10мкГн роль десятичной запятой выполняет буква R, а для индуктивностей меньше 1 мкГн — буква N.

Допуск: D = ±0.3 нГн; J = ±5%; К = ±10%; М = ±20%.

 

В. Индуктивности маркируются непосредственно в микрогенри (мкГн, uН). В таких случаях маркировка 680К будет означать не 68 мкГн ± 10%, как в случае А, а 680 мкГн ± 10%.

 

 

7. Полупроводниковые приборы

 

 

Система обозначений полупроводниковых приборов

Разбраковка по параметрам Русские буквы за кроме З, О, Ч, Ы, Ш, Щ, Ю, Я, Ь, Ъ, Э
Материал: Г или 1 — германий; К или 2 — кремний; А или 3— соединения галлия (например, арсенид галлия); И или 4 — соединения индия (например, фосфид индия).

Рис. 7.1. Система обозначений полупроводниковых приборов

 

Первый элемент обозначает исходный полупроводниковый материал, на базе которого изготовлен прибор.

Второй элемент обозначения — буква, определяющая подкласс (или группу) приборов.

Третий элемент в обозначении транзистора - цифра, определяющая его функциональные возможности.

Для обозначения функциональных возможностей транзисторов используются следующие цифры:

Для транзисторов малой мощности (с максимальной рассеиваемой мощностью не более 0,3 Вт):

1 - низкой частоты, с граничной частотой коэффициента передачи тока или максимальной рабочей частотой (граничной частотой) не более 3 МГц;

2 - средней частоты, с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

3 - высокой и сверхвысокой частот, с граничной частотой более 30 МГц;

Для транзисторов средней мощности (с максимальной рассеиваемой мощностью более 0,3 Вт, но не более 1,5 Вт):

4 - низкой частоты, с граничной частотой не более 3 МГц;

5- средней частоты, с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

6- высокой и сверхвысокой частот, с граничной частотой более 30 МГц.

Для транзисторов большой мощности (с максимальной рассеиваемой мощностью более 1,5 Вт):

7 - низкой частоты, с граничной частотой не более 3 МГц;

8 - средней частоты, с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

9 - высокой и сверхвысокой частот, с граничной частотой более 30 МГц;

 

Третий элемент в обозначении полупроводниковых диодов может принимать следующие значения:

1 — для выпрямительных диодов с постоянным или средним значением прямого тока не более 0,3 А;

2— для выпрямительных диодов с постоянным или средним значением прямого тока более 0,3 А, но не выше 10 А;

4 — для импульсных диодов с временем восстановления обратного сопротивления более 500 нс;

5 — для импульсных диодов с временем восстановления более 150 нс, но не свыше 500 нс;

6 — для импульсных диодов с временем восстановления 30 … 150 нс;

7— для импульсных диодов с временем восстановления 5 … 30 нс;

8 — для импульсных диодов с временем восстановления 1 … 5 нс;

9 — для импульсных диодов с эффективным временем жизни неосновных носителей заряда менее 1 нс.

 

Маркировка отечественных транзисторов

 

При маркировке транзисторов малой мощности, изготавливаемых в ме­таллическом корпусе, а также при маркировке транзисторов средней и боль­шой мощности в металлических, пластмассовых и керамических корпусах ис­пользуется полное буквенно-цифровое обозначение, которое наносится на поверхность корпусов транзисторов.

Если корпус маломощного транзистора изготовлен из пластмассы, то транзисторы маркируются либо полным обозначением, либо с помощью специ­ального цветового или символьного кода. При этом цветовой код, с помощью которого марки­руется определенный тип транзистора устанавливается заводом-изготовителем или разработчиком транзистора, а его расшифровка приводит­ся в технических условиях, справочниках, на бирках и упаковочных листах.

Одновременно с идентификацией типа транзистора все­гда возникает необходимость определить назначение его выводов (цоколевку). Цоколевку транзисторов указывают в технической документации на транзистор, а также в справочниках

Для определения цоколевки надо корпус транзистора расположить в соответствии с чертежом в технической документации, найти на корпусе ключ– конструктивный элемент корпуса, определяющий расположение первого вывода. Ключ может быть выполнен в виде выступа или углубления, а также в виде среза на корпусе. После определения первого вывода нужно определить его функциональное назначение. Далее относительно первого вывода определяется назначение остальных выводов полупроводникового прибора.

 

Система условных обозначений интегральных микросхем

 

Как правило интегральные микросхемы (ИМС) обозначаются буквенно-цифровым кодом, состоящим из 7 элементов. Система обозначений ИМС приведена на рис. 7.2.

Микросхемы могут иметь выводы круглой, квадратной или прямоугольной формы. Выводы могут располагаться с шагом 0.625, 1.25 и 2.5 мм. Номера выводов ИМС располагаются как правило последовательно. Для определения первого вывода используется та же методика, что и при определении первого вывода транзисторов. Цоколевка некоторых корпусов ИМС приведена на рис. 7.3.

 

 


Рис. 7.2. Система обозначений ИМС


 

Рис. 7.3 – Цоколевка DIP и SO корпусов ИМС

 

 

8. Монтаж радиоэлектронной аппаратуры

 

Пайка проводников и электронных компонентов

 

Соединение проводников и электронных компонентов в электрическую цепь обычно осуществляют методом пайки.

Пайку необходимо осуществлять в следующей последовательности:

1. Очистка деталей. Соединяемые проводники необходимо тщательно очистить от загрязнений и окислов. Для снятия загрязнений можно использовать смесь спирта и бензина. Окисел счищают механически наждачной бумагой.

2. Нанесение флюса. После снятия сильных загрязнений. на соединяемые проводники (металлические детали) наносят флюс. Флюсрастворяет и удаляет окислы и загрязнения с поверхности паяемого соединения, а также защищает от окисления поверхность нагреваемого металла и расплавленный припой во время пайки. Это способствует улучшению растекаемости припоя, а следовательно, и качества пайки.

Флюс выбирают зависимости от соединяемых металлов и применяемого припоя, а также от способа пайки.

При монтаже радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) наиболее широко используется канифоль и флюсы на ее основе с добавлением неактивных веществ – спирта, глицерина, скипидара. Такие флюсы называются неактивными. Состав некоторых неактивных флюсов приведен в табл. 8.1.

 

Таблица 8.1

Состав Область применения Способ удаления остатков
Канифоль светлая Пайка меди, латуни, бронзы легкоплавкими припоями; Промывка тампоном, смоченным спиртом.
Флюс спирто-канифольный Канифоль – 15-18%, остальное – этиловый спирт. То же; пайка в труднодоступных местах
Флюс глицерино-канифольный Канифоль – 6%; глицерин – 14%; остальное – спирт этиловый То же, при повышенных требованиях к герметичности паяного соединения

 

Существуют также активные флюсы.

3. Лужение. Перед пайкой соединяемые проводники должны быть тщательно залужены. Лужениезаключается в равномерном покрытии спаиваемых проводников слоем припоя. Это необходимо для обеспечения хорошей адгезии припоя с металлом, из которого изготовлены спаиваемые детали. Для лужения необходимо набрать жалом паяльника немного припоя и равномерно водить жалом по залуживаемому проводнику, пока он не покроется тонким равномерным слоем припоя.