第八讲 开关与接插件.ppt

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,一、学习要求,1.,掌握常用开关的种类及特点；,2.,掌握音视频系统等接插件的种类、特点及使用；,3.,理解电磁继电器的结构、主要特性 及使用常识；,4.,掌握舌簧继电器、双金属片温度继电器、固态继电器的特点及使用。,二、学习重点,各种接触件的特点及使用,三、学习难点,常见继电器的使用,第八讲 开关与接插件,通常电接触件包含有：开关、接插件、继电器等。,通常电接触件包含有：开关、接插件、继电器等。它们常用在电气装置中，起断开、接通、转换，连接、组装、维修和置换，自动操作、自动调节和安全保护等作用。,电接触件简介,一、开关,电气装置中使用许多开关，开关的作用是断开、接通或转换电路，以控制电气装置的工作或停止工作。它们的种类及规格非常多，应用十分广泛。,开关的电路符号有国家标准“,GB 4728.7-1984,电气图用图形符号 开关、控制和保护装置,”,极刀,位掷,如：双极双位开关就是原称的双刀双掷开关。开关的极相当于开关的活动触点（触头、触刀），位相当于开关的静止触点。当按动或拨动开关时，活动触点就一静止触点接通（或断开），从而起到接通或断开电路的作用。,1.,常用开关的种类及特点,开关可以根据其结构特点、极数、位数、用途等进行分类。,1,）开关按结构特点分类：,可分为按钮开关、拨动开关、薄膜开关、水银开关、杠杆式开关、微动开关、行程开关等。,2,）开关按极数、位数分类：,可分为单极单位开关、双极双位开关、单极多位开关、多极单位开关和多极多位开关等。,3,）开关按用途分类：,可分为电源开关、录放开关、波段开关、预选开关、限位开关、脚踏开关 转换开关、控制开关等。,行程开关,行程开关的应用方面很多，很多电器里面都有它的身影。那这么简单的开关能起什么作用呢？它主要是起连锁保护的作用。最常见的例子莫过于其在洗衣机和录音机（录像机）中的应用了。,在洗衣机的脱水（甩干）过程中转速很高，如果此时有人由于疏忽打开洗衣机的门或盖后，再把手伸进去，很容易对人造成伤害，为了避免这种事故的发生，在洗衣机的门或盖上装了个电接点，一旦有人开启洗衣机的门或盖时，就自动把电机断电，甚至还要靠机械办法联动，使门或盖一打开就立刻“刹车”，强迫转动着的部件停下来，免得伤害人身。,在录音机和录像机中，我们常常使用到快进或者倒带，磁带急速地转动，但是当到达磁带的端点时会自动停下来。在这里行程开关又一次发挥了作用，不过这一次不是靠碰撞而是靠磁带的张力的突然增大引起动作的。,船形开关,按钮开关,自复式,自锁式,双刀双掷开关,微动开关,外机械力通过传动元件（按销、按钮、杠杆、滚轮等）将力作用于动作簧片上，当动作簧片位移到临界点时产生瞬时动作，使动作簧片末端的动触点与定触点快速接通或断开,琴键开关,几个按钮排成一行，像琴键样。按下通、弹起断（每次只能按下一个，另一个会弹起）。有一个关闭按钮，按下不能锁住，但会使其它全弹起,薄膜开关,薄膜开关又称轻触式键盘，采用平面多层组合而成的整体密封结构，是将按键开关、面板、标记、符号显示及衬板密封在一起的集光、机、电一体化的一种新型电子元器件，是电子产品外观结构根本性的变革，它可取代常规分立元件的按键，更可靠地执行操作系统的任务。,薄膜开关具有良好的防水、防尘、防油、防有害气体侵蚀、性能稳定可靠、重量轻、体积小、寿命长、装联方便，面板可洗涤而字符不受损伤，色彩丰富，美观大方等优点。,水银开关,因为,重力,的关系，水银水珠会向容器中较低的地方流去，如果同时接触到两个,电极,的话，开关便会将,电路,闭合，开启开关,船形开关,RS23G,跷板开关,KDC-A06-A011,带灯跷板开关,KDC-A06-A2D3,防水按钮开关,KAG-02A21,最常见的电源开关,-,刀开关,F,、定时开关,F,、定时开关,定时开关实质上是在开关基础上加定时器，它可以在一定时间限内动作，常用于电风扇、洗衣机、电饭煲、录像机等家用电器中。常见的类型有机械式、电子式、电机驱动式等。,2,、开关的主要参数,开关的主要参数有额定电压。额定电流。接触电阻。绝缘电阻及寿命等。,1,额定电压是指开关在正常工作时所允许施加的最高电压。,2,额定电流是指开关在正常工作时所允许通过的最大电流。,3,接触电阻是指开关接通后，两连接触点之间的接触电阻值。该值越小越好。,4,绝缘电阻是指不相接触的开关导体之间的电阻值或开关导体与金属外壳之间的电阻值。,5,寿命是指开关在正常工作条件下的有效工作次数。通常为,5103,1104,次，要求较高的开关其使用次数为,5104,5105,次。,3,、开关使用常识,选用开关时，除了考虑外形外，还要考虑参数，特别是要注意耐压、额定电流和接触电阻。,检测波段开关的最简便方法是用数字万用表的最小欧姆档，测量处于接通位置的极与位之间的接触电阻。检测时应多转动或拨动开关几次，并多检测几个刀与位之间的绝缘电阻值。,接插件,提供简便的插拔式电气连接,耳机接口,USB,通用串行总线（英文：,Universal Serial Bus,，简称,USB,）是连接外部装置的一个串口汇流排标准，,USB20D,在计算机上使用广泛，但也可以用在机顶盒和游戏机上，使其能够用于在便携装置之间直接交换资料。,二、接插件,接插件指连接器、接头、插塞、接线柱、保险丝、电子管座等。采用接插件可进行简便的插拔式电气连接，便于组装、维修和置换。接插件要求接触可靠，具有良好的导电性，足够的机械强度，适当的插拔力和绝缘性。,（,1,）,连接器,的作用,连接器又称接插件，主要是在,电子,产品、电力设备中提供方便的电气插拔式连接，广泛地应用于电子设备当中，使得电子产品的生产、维修效率得以极大提高。由于大量采用插拔式连接，其连接的可靠性、接触点,电阻,的大小对于产品的质量来说就越来越重要，因此必须对所采用的连接器的性能进行全面的了解，以便合理正确地使用连接器。,（,2,）常见的连接器实物图及特点应用,连接器的基本结构,接触件,绝缘体,壳体,附件,连接器产品分类,从技术上看，连接器产品类别只有两种基本的划分办法：按外形结构可分为圆形和矩形（横截面）；按工作频率分低频和高频（以,3MHz,为界）划分，同轴连接器属于圆形，印制电路连接器属于矩形（从历史上看，印制电路连接器确实是从矩形连接器中分离出来自成一类的），而目前流行的矩形连接器其截面为梯形，近似于矩形。以,3MHz,为界划分低频和高频，与无线电波的频率划分也基本一样。,1,、音视频系统接插件,A,、二芯和三芯插头插座,二芯插头插座主要用于单声道信号的连接，三芯插头插座主要用于立体声信号的连接。按插头的外径分，常用的有,2.5,、,3.5,、,6.35,等。在电路中，插头用,XP,表示，插座用,XS,表示。,外接耳机的典型电路,外接耳机的典型电路,利用内部电荷泵产生负电源电压、放大器采用双电源供电，省去了输出交流耦合电容,电子材料与元器件,B.,同心插头插座,电子材料与元器件,C.YC,型五芯插头插座,又称德国,DIN,标准的插头插座，一般用于盒式录音机与放大器之间的配接，作录音机的线路输入输出使用。,D,卡侬插头插座,卡侬（,CANON,）插头插座多用在调音台及其周边设备、功放的输入输出连接。通常卡侬插头插座多用于平衡接法，其各脚的接法是：,1,（地）为屏蔽接地，,2,（,+,）为信号正端，,3,（,-,）为信号负端。如果将卡侬插头接成不平衡接法，则可将,3,端和,1,端短接即可。,2.,印制电路板连接器,在单元电路较多或需要经常变动测试的电子装置中（如计算机主板上的插槽等），常采用印制电路板连接器来沟通印制电路与底板电路之间的电路连接用。,印制电路板连接器有直接型和间接型两种，直接型只有插座，以印制板上的线条作为插头，体积较大；间接型的插头、插座配套，分别焊在各自印制板上，体积小，可靠性高。,印制板插座必须与印制板（插头）配合使用，选用时应主要考虑：接点的排数、芯数、相邻接触簧片间和有否定位等。,此外，印制板插座的接触簧片有镀金和镀银两种。在要求较高的场合，如印制板数量多、尺寸大、接触点多、工作环境潮湿及腐蚀性气体含量大等场合，应该考虑用镀金插座；对要求不高的大、中型电子装置及小电路装置来讲，为了降低成本，可采用镀银印制板插座。,3.,其他接插件,A,设备间用连接器,-,有圆形和矩形两种，由安装在设备上的插座与连接电缆上的插头配合使用，其接触对数多，有定位装置和锁紧机构。锁紧机构圆形的一般为螺纹，矩形的一般用螺丝。矩形连接器广泛应用于计算机与外设间的连接。,B,、同轴连接器,同轴连接器由内外两个同轴圆导体组成，外导体与屏蔽线连接，内导体与信号线连接，常用于高频信号屏蔽传输。内导体制成插头与插孔形式，外壳用螺丝或卡口固定。这种连接器常用于同轴电缆之间连接，如示波器探头、闭路电视的信号线连接。,C,、导电橡胶,导电橡胶常用于液晶手表和计算器中的液晶显示屏与电路的连接。依靠压力和橡胶自身的弹力，使介于液晶显示和电路间的导电橡胶利用其上的导电体导通。,D,、其他连接器,其他连接器有晶体管插座、集成块插座以及直流电源专用插头插座等。,开关和接插件接触点的接触电阻应很小，以保证良好的导电性，接触点和弹簧弹力应适中，焊接时间不可过长，以防止开关和接插件中的塑料变形。,继电器的分类方法较多，可以按作用原理、外形尺寸、保护特征、触点负载、产品用途等分类。,三、继电器,继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。继电器是一种用小电流或低电压去控制大电流或高电压的自动开关，在电路中起着自动操作、自动调节、安全保护等作用。,（一）继电器的分类,1,、按作用原理分,1,）电磁继电器,在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。,它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器,节能功率继电器。,(1),直流电磁继电器：输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。,(2),交流电磁继电器：输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。,(3),磁保持继电器：将磁钢引入磁回路，继电器线圈断电后，继电器的衔铁仍能保持在线圈通电时的状态，具有两个稳定状态。,(4),极化继电器：状态改变取决于输入激励量极性的一种直流继电器。,(5),舌簧继电器：利用密封在管内，具有触点簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧的动作来开、闭或转换线路的继电器。,(6),节能功率继电器,:,输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器,但它的电流大,(,一般,30-100A),体积小,节电功能。,2,）固态继电器：输入、输出功能由电子元件完成而无机械运动部件的一种继电器。,3,）时间继电器：当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器。,4,）温度继电器：当外界温度达到规定值时而动作的继电器。,5,）风速继电器：当风的速度达到一定值时，被控电路将接通或断开。,6,）加速度继电器：当运动物体的加速度达到规定值时，被控电路将接通或断开。,7,）其它类型的继电器：如光继电器、声继电器、热继电器等。,2,、按外形尺寸分,名称,特征,微型继电器,最长边尺寸不大于,10mm,的继电器,超小型继电器,最长边尺寸大于,10mm,，但不大于,25mm,的继电器,小型继电器,最长边尺寸大于,25mm,，但不大于,50mm,的继电器,3,按触点负载分,名称,特征,微功率继电器,小于,0.2A,的继电器,弱功率继电器,0.2,的继电器,中功率继电器,2,10A,的继电器,大功率继电器,10A,以上继电器,节能功率继电器,20A-100A,的继电器,4,按防护特征分,名称,特征,密封继电器,采用焊接或其它方法，将触点和线圈等密封在金属罩内，其泄漏率较低的继电器,塑封继电器,采用封胶的方法，将触点和线圈等密封在塑料罩内，其泄漏率较高的继电器,防尘罩继电器,用罩壳将触点和线圈等封闭加以防护的继电器,敞开继电器,不用防护罩来保护触点和线圈等的继电器,5,按用途分,名称,特征,通讯继电器（包括高频继电器）,该类继电器触点负载范围从低电平到中等电流，环境使用条件要求不高。,机床继电器,机床中使用的继电器，触点负载功率大，寿命长。,家电用继电器,家用电器中使用的继电器，要求安全性能好。,汽车继电器,汽车中使用的继电器，该类继电器切换负载功率大，抗冲、抗振性高。,（二）继电器的作用,继电器有如下几种作用：,1),扩大控制范围。例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。,2),放大。例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。,3),综合信号。例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。,4),自动、遥控、监测。例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。,（三）继电器的工作原理和特性,当输入量,(,如电压、电流、温度等,),达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量,(,如电流、电压、频率、功率等,),继电器及非电气量,(,如温度、压力、速度等,),继电器两大类。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、,自动化,、运动、,遥控,、测量和通信等装置中。,1,、电磁继电器的工作原理和特性,电磁式继电器一般由铁芯、,线圈,、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、,释放,，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的,“,常开、常闭,”,触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为,“,常开触点,”,；处于接通状态的静触点称为,“,常闭触点,”,。,2,、热敏干簧继电器的工作原理和特性,热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件,组成,。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。,3,、固态继电器（,SSR,）的工作原理和特性,固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。,固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。,（四）电磁继电器的电符号和触点形式,继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号,“,J”,。继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。继电器的触点有三种基本形式：,1,、动合型（,H,型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头,“,H”,表示。,2,、动断型（,D,型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头,“,D”,表示。,3,、转换型（,Z,型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用,“,转,”,字的拼音字头,“,z”,表示。,（五）继电器主要产品技术参数,1,、额定工作电压,是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。,2,、直流,电阻,是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。,3,、吸合电流,是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的,1.5,倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。,4,、释放电流,是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。,5,、触点切换电压和电流,是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。,（六）继电器测试,1,、测触点电阻,用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为,0,，,(,用更加精确方式可测得触点阻值在,100,毫欧以内,),；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。,2,、测线圈电阻,可用万能表,R10,档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。,3,、测量吸合电压和吸合电流,找来可调稳压电源和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合电压和吸合电流。为求准确，可以试多几次而求平均值。,4,、测量释放电压和释放电流,也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。一般情况下，继电器的释放电压约在吸合电压的,10,50,，如果释放电压太小（小于,1/10,的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。,（七）继电器的选用,1,、先了解必要的条件,控制电路的电源电压，能提供的最大电流；,被控制电路中的电压和电流；,被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。,2,、查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。,3,、注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。,（八）继电器的选择,1,、按使用环境选型,2,、按输入信号不同确定继电器种类,3,、输入参量的选定,4,、根据负载情况选择继电器触点的种类和容量,（九）继电器的应用实例,1,、电磁继电器的附加电路,（,1,）并联二极管释放保护电路；（,2,）,RC,吸合加速电路；（,3,）串联,L,吸合延迟电路；（,4,）,RC,释放延迟电路。,2,、固态继电器的应用电路,（,1,）交流型,SSR,应用电路；（,2,）直流型,SSR,应用电路。,