汽车电工电子技术项目三翟秀军主编.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,汽车电工电子技术,PPT,模板下载：,PPT,素材下载：,PPT,图表下载：,PPT,教程：,Excel,教程：,PPT,课件下载：,V,电源作为整车电气系统的供电。发电机是汽车电气系统的主要电源，由汽车发动机驱动。发电机正常工作时，对除起动机以外的所有用电设备供电，并补充蓄电池在使用中所消耗的电能。汽车在很多辅助设备开启时行驶，蓄电池的电能就会耗尽，更换了蓄电池，但行驶几个小时后故障重新出现，是什么原因？本项目主要学习汽车交直流电路基础知识、基本电路组成和工作原理、电路相关参数及检测方法以及典型充电系统电路，为后续课程打下坚实的基础。,项目三,汽车,交直流电路,学,习,目,标,知识目标,了解正弦交流电的产生原理；,认识正弦量的基本特征和正弦量的相量表示；,掌握正弦量的三要素。,学习任务一 交流发电机认知,技能目标,掌握正弦量的三种表示方法；,掌握交流发电机的工作特性；,掌握交流发电机主要构成元件的内部结构特点。,素质目标,规范课堂,6S,管理；,养成团队协作的好习惯；,养成独立思考问题的好习惯。,学习任务一 交流发电机认知,任,务,导,入,在现代汽车中普遍采用的是交流发电机，这是因为交流发电机能在更低的发动机转速下产生足量的电流。当电气附件载荷高而发动机在低速运转时，导体切割磁场的速度是非常重要的。交流发电机产生的是正弦交流电，什么是正弦交流电？你知道交流发电机的内部结构吗？汽车交流发电机是如何把交流电变换成直流电？,学习任务一 交流发电机认知,内,容,引,导,学习任务一 交流发电机认知,引导问题,1,什么是正弦交流电？正弦交流电是怎样产生的？,正弦交流电的产生,正弦交流电,学习任务一 交流发电机认知,引导问题,2,正弦量的基本特征是什么？,正弦交流电压、正弦交流电流及正弦交流电动势等物理量统称为正弦交流量，简称正弦量。,2.,周期、频率和角频率,1.,瞬时值、最大值和有效值,3.,相位、初相位和相位差,学习任务一 交流发电机认知,引导问题,3,什么是正弦量的三要素？,以正弦电流为例，设其表达式为,i,=,I,msin,（,t,+,i,）,在正弦电流的表达式中，,Im,是最大值（幅值），决定大小；,是角频率，决定变化的快慢；,i,是初相位，决定初始值（,t,=0,）。,最大值（幅值）,、,角频率,和,初相位,称为正弦量的三要素。,学习任务一 交流发电机认知,引导问题,4,什么是正弦量的相量表示？,正弦量的瞬时值,学习任务一 交流发电机认知,正弦量的三角函数式与相量的表达方式关系,学习任务一 交流发电机认知,对称的三相交流电源是由,3,个同频率、同振幅、初相位互差,120,的正弦电源，按一定方式（星形或三角形）联结组成的供电系统。,对称交流电源的星形联结和三角形联结,引导问题,4,什么是三相对称交流电源？三相交流发电机的内部结构是怎样的？,1.,三相对称交流电源,学习任务一 交流发电机认知,2.,三相交流发电机的内部结构,国产,JF,系列硅整流发电机的结构图,1,后端盖；,2,电刷架；,3,电刷；,4,电刷弹簧压架；,5,硅二极管；,6,整流板；,7,转子；,8,定子总成；,9,前端盖；,10,风扇；,11,带轮,学习任务一 交流发电机认知,转子结构图,1,滑环；,2,转轴；,3,爪极；,4,铁心；,5,励磁绕组,学习任务一 交流发电机认知,交流发电机的定子结构,学习任务一 交流发电机认知,整流器,学习任务一 交流发电机认知,电刷与电刷架的结构,学习任务一 交流发电机认知,引导问题,6,交流电动势的产生。,由蓄电池经电刷通过滑环将直流电压加至转子绕组，于是转子绕组产生轴向磁场，两个爪极得到磁化，一块爪极为,N,极，另一块爪极为,S,极。发动机通过带轮带动转子旋转，产生旋转磁场。三相绕组在旋转磁场中做切割磁力线运动，产生三相电动势。由于三相绕组是对称的，所以产生的电动势也是对称电动势。,三相交流电动势的产生,1.,三相交流电动势的产生,学习任务一 交流发电机认知,整流原理,2.,整流原理和过程,学习任务一 交流发电机认知,3.,交流发电机的励磁方式,交流发电机发电时，须由蓄电池供给励磁电流，此时为他励。当发电机电压达到蓄电池电压时，即由发电机自己供给励磁电流，也就是由他励转变为自励。,由于交流发电机转子的爪极剩磁较弱，所以发电机在低速运转时，加在硅二极管上的正向电阻较大，较弱的剩磁产生的很小的电动势很难克服二极管的正向电阻，致使发电机正向电压不能迅速建立起来，这样，发电机低速充电的要求就不能满足。因此，汽车上的发电机必须与蓄电池并联，开始由蓄电池向励磁绕组供电，使发电机电压很快建立起来并转变为自励状态，蓄电池被充电的机会就多一些，有利于蓄电池的使用和维护。,学习任务一 交流发电机认知,4.,交流发电机的工作特性,1,）,输出特性,2,）,空载特性,3,）,外特性,学习任务一 交流发电机认知,引导问题,7,完成本次学习任务需要准备哪些实训器材？,学习任务一 交流发电机认知,任,务,实,施,一、,任务要求,任务要求见附录,1,。,学习任务一 交流发电机认知,二、,任务步骤,步骤二,简单电路的连接,（,1,）发电机就车检查。,步骤一,培训器材的认识及检查,认识和检查相关实训器材,充电指示灯的检查,发电机的检查,学习任务一 交流发电机认知,（,2,）发电机的整体检测。用数字万用表,200,挡测量,FE,端子，其测量数值及故障分析见表,3-1-2,。,发电机的整体检测,学习任务一 交流发电机认知,（,3,）发电机解体检测与维修。,发动机解体图,学习任务一 交流发电机认知,励磁绕组阻值与绝缘性的检测,学习任务一 交流发电机认知,励磁绕组阻值与绝缘性的检测,学习任务一 交流发电机认知,步骤三,实训过程检查,步骤四,评价与反馈,评价与反馈内容见附录,2,。,学习任务一 交流发电机认知,学习任务二 二极管及其整流电路,知识目标,理解二极管的特性曲线；,掌握汽车发电机交流电整流过程；,掌握整流电路的波形变换过程。,学,习,目,标,技能目标,掌握二极管的检测方法；,掌握二极管基本电路的分析方法；,掌握各种二极管电路的分析和故障排除方法。,素质目标,规范课堂,6S,管理；,养成团队协作的好习惯；,养成独立思考问题的好习惯。,学习任务二 二极管及其整流电路,任,务,导,入,半导体器件是近代电子学的重要组成部分，由于具有体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小和功率转换效率高等优点而得到广泛应用。二极管是最常用的半导体器件之一，它具有单向导电性。在汽车电路中，发电机输出的交流电是不能直接用于用电器的，此时需要将交流电转换成直流电。交流电转换成直流电的过程称为整流，整流是利用半导体二极管的单向导电特性。一辆帕萨特轿车发电机整流电路不工作，你能检测出故障所在吗？,学习任务二 二极管及其整流电路,内,容,引,导,学习任务二 二极管及其整流电路,引导问题,1,什么是半导体材料？,半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。很多半导体的导电能力在不同条件下有很大的差别。例如，有些半导体对温度的反应特别灵敏，当环境温度升高时，其导电能力要增强很多，人们利用这种特性制成了各种热敏电阻器；有些半导体受到光照时，导电能力变得很强，当无光照时，又变得像绝缘体那样不导电，人们利用这种特性制成了各种光敏电阻器。如果在绝对纯净的半导体中掺入微量的某种杂质后，它的导电能力就能增加几十万乃至几百万倍。利用这种特性就制成了各种不同用途的半导体器件，如半导体二极管、三极管、场效应管及晶闸管等。,学习任务二 二极管及其整流电路,学习任务二 二极管及其整流电路,1.,半导体材料,2.N,型和,P,型半导体,注,意,不论是,N,型半导体还是,P,型半导体，虽然它们都有一种载流子占多数，但是整个晶体仍然是不带电的。,学习任务二 二极管及其整流电路,引导问题,2,二极管内部的特殊结构,PN,结。,P,型或,N,型半导体的导电能力虽然大大增强，但并不能直接用来制造半导体器件。通常采用半导体制造工艺将,P,型半导体和,N,型半导体结合在一起，在它们的交界面就形成,PN,结。,PN,结是构成各种半导体器件的基础。,学习任务二 二极管及其整流电路,PN,结的形成,1.PN,结的形成,学习任务二 二极管及其整流电路,PN,结具有单向导电性，即在,PN,结上加正向电压时，,PN,结电阻很低，正向电流较大，,PN,结处于导通状态；加反向电压时，,PN,结电阻很高，反向电流很小，,PN,结处于截止状态。,外加正向电压时的,PN,结,外加反向电压时的,PN,结,2.PN,结的工作原理,学习任务二 二极管及其整流电路,二极管内部结构示意图及符号,引导问题,3,半导体二极管的特性曲线与特性参数。,学习任务二 二极管及其整流电路,1.,特性曲线,二极管的伏安特性曲线,学习任务二 二极管及其整流电路,2.,特性参数,1,2,3,4,5,最大整流电流（平均值）,I,OM,最高反向工作电压,U,RM,反向电流,I,R,最高工作频率,fM,导通电压,U,ON,学习任务二 二极管及其整流电路,3.,硅、锗和硒二极管的特点,硅、锗和硒二极管的参数及特性曲线,学习任务二 二极管及其整流电路,引导问题,4,二极管的命名、分类与识别方法。,二极管的命名方法,1.,二极管的命名和标示,学习任务二 二极管及其整流电路,二极管结构示意图,2.,二极管的分类,学习任务二 二极管及其整流电路,二极管结构示意图,2.,二极管的分类,学习任务二 二极管及其整流电路,3.,二极管极性的识别方法,（1）,（2）,（3）,目视法判断半导体二极管的极性,用万用表（指针表）判断半导体二极管的极性,测试注意事项,学习任务二 二极管及其整流电路,4.,二极管好坏的判别方法,二极管的正向电阻要求在,1 k,左右，反向电阻应在,100 k,以上。总之，正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。若正向电阻为无穷大，说明二极管内部断路；若反向电阻为零，表明二极管已击穿。内部断开或击穿的二极管均不能使用。,学习任务二 二极管及其整流电路,引导问题,5,常见二极管的外形有哪些？,二极管封装图,普通二极管,学习任务二 二极管及其整流电路,引导问题,6,二极管有哪些应用场合？,整流就是把交流电变成直流电的一种转换方法，很多电子设备要采用整流电源。能将平均值为零的正弦波交流电压变换为平均值不为零的单向脉冲直流电压的器件为整流器。由于二极管具有单向导电性，因而可用来制成各种整流器。汽车交流发电机就是利用二极管整流电路将交流电转换成直流电的。一般在小功率（指,1 kW,以下）直流电源中多采用单相整流电路，即由单相交流电源供电。常用的整流电路有半波、全波、桥式和倍压整流等形式。,1.,整流电路,学习任务二 二极管及其整流电路,1,）,单相半波整流电路,3,）单相桥式整流电路,2,）单相全波整流电路,4,）三相交流整流电路,学习任务二 二极管及其整流电路,理想二极管的等效电路,考虑正向压降时二极管的等效电路,1,）二极管的近似等效电路,二极管的特性曲线是非线性的，这给二极管电路的分析带来了一定困难。为了简化分析，常常要做一些近似处理，即用某些线性电路元件来等效二极管，画出二极管的等效电路。,2.,开关二极管,学习任务二 二极管及其整流电路,硅二极管的简化等效开关电路,2,）二极管的开关特性,当二极管在外加电压的作用下反复导通或截止时，这种工作状态称为开关状态。根据二极管正、反向特性，在数字电路中通常使二极管工作在开关状态。,学习任务二 二极管及其整流电路,限幅电路,1,）二极管限幅器,限幅电路的作用是把输出信号波形的幅度限制在一定的范围内，因此又称为削波电路。利用二极管的开关特性，并加上一个限幅参考电压，就可以组成限幅电路。,3.,脉冲整形,学习任务二 二极管及其整流电路,微分电路,2,）微分电路,RC,微分电路的用途是把矩形脉冲信号变换成一对尖脉冲。也就是说，它可以把输入信号中突然变化的部分选择出来，包含有,“,微分,”,的意思，其原理图如图所示。,学习任务二 二极管及其整流电路,稳压二极管,稳压管二极管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管。由于它在电路中与适当阻值的电阻配合后能起到稳定电压的作用，故称为稳压二极管（简称稳压管）。稳压管的测量方法与普通二极管相同，但须注意稳压管的反向电阻较普通二极管小。,1.,稳压二极管,学习任务二 二极管及其整流电路,1,）基本工作原理,稳压管工作于反向击穿区。当稳压管两端的反向电压在一定范围内变化时，反向电流很小。当反向电压增大到击穿电压时，流过稳压管的反向电流骤增，稳压管反向击穿。此后，电流虽然在很大范围内变化，但稳压管两端的电压变化很小。利用这一特性，稳压管在电路中能起到稳压作用。稳压管与一般二极管不一样，它的,PN,结的反向击穿是可逆的。当,PN,结去掉反向电压之后，稳压管又恢复正常。但是，如果反向电流超过允许范围，稳压管将会发生热击穿而损坏。,学习任务二 二极管及其整流电路,稳压管的符号、外形和伏安特性曲线,学习任务二 二极管及其整流电路,发光二极管,发光二极管（,LED,，,light emitting diode,）是一种能将电能转换成光能的半导体器件，它是由磷砷化镓、镓铝砷或磷化镓等化合物材料制成的。其内部结构是一个,PN,结，其外形及符号如图所示。它的工作电流一般为几毫安至十几毫安，其正向导通电压较高，为,2,3 V,。为了防止正向电流过大而损坏发光二极管，使用时应串联限流电阻。,2.,发光二极管,学习任务二 二极管及其整流电路,光电（敏）二极管符号及其伏安特性,电（敏）二极管是一种能将光能转换成电能的半导体器件。在,PN,结受到光线照射时，可以激发产生电子空穴对，从而提高了少数载流子的浓度。当外加反向电压时，少数载流子增多，少数载流子漂移电流显著增大。所以，当外界光发生强弱变化时，二极管的反向电流大小也随之变化，利用这种原理工作的二极管，称为光敏二极管。,3.,光电（敏）二极管,学习任务二 二极管及其整流电路,引导问题,8,完成本次学习任务需要准备哪些实训器材？,学习任务二 二极管及其整流电路,1,）外观检查,2,）万用表测量,任,务,实,施,一、,任务要求,任务要求见附录,1,。,二、,任务步骤,步骤一,实训器材的认识及检查,认识和检查相关实训器材。,学习任务二 二极管及其整流电路,步骤二,整流二极管的检测,检测正极型二极管,学习任务二 二极管及其整流电路,检测负极型二极管,学习任务二 二极管及其整流电路,步骤三,LCD,特性测量,（,1,）用万用表二极管挡测量红色,LED,，观察,LED,的发亮现象。,（,2,）根据测量现象，确定红色,LED,的正负极。,（,3,）观测不同颜色,LED,正向压降和电流，并列表说明规律。,学习任务二 二极管及其整流电路,步骤四,整流电路测试,整流电路测试,学习任务二 二极管及其整流电路,步骤五,实训过程检查,步骤六,评价与反馈,评价与反馈内容见附录,2,。,学习任务二 二极管及其整流电路,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,学,习,目,标,知识目标,理解电容、电感的特性；,理解电容、电感的内部结构；,掌握电容、电感在波形变换电路中的作用。,技能目标,掌握电容、电感的伏安特性和储能特性；,掌握电容、电感的标示方法和检测方法；,掌握电容、电感在汽车上的应用。,素质目标,规范课堂,6S,管理；,养成团队协作的好习惯；,养成独立思考问题的好习惯。,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,任,务,导,入,电路中有电阻元件、半导体元件，还有电容和电感元件。电阻、电容、电感组合在一起形成特定电路，可以完成电路的波形变换。一辆轿车大灯改用氙气灯后发现开灯瞬间音响自动重启，该如何解决呢？,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,内,容,引,导,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,引导问题,1,什么是电容？其内部结构是怎样的？,1.,电容的特性,电容是衡量导体存储电荷能力的物理量，电容器是电子电路中常用的电子元件之一。,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,电容内部结构及电路符号,车用电子电路中的常用电容,电容器由两块金属板中间隔一层绝缘介质所构成。两个金属导体称为极板，绝缘物质称为电介质，如蜡纸、云母、塑料、玻璃、陶瓷等。,2.,电容的内部结构,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,电容器通常用最大额定电压和电容值来标示。标准电容量单位是,F,（法拉），其他单位还包括毫法（,mF,）、微法（,F,）、纳法（,nF,）和皮法（,pF,）。一般车用电容的容量级别为百分之一法拉，即常用单位是,F,。电容的单位换算如下。,1 F=10,3,mF=10,6,F=10,9,nF=10,12,pF,3.,电容的单位,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,充满电的电容器,开关断开电容放电时电流的流动,引导问题,2,电容的充放电特性是怎样的？,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,常见电容器的外形,引导问题,3,常见的电容器有哪些？,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,引导问题,4,电容器标示方法有哪些？,1.,直标法,2.,数标法,3.,色标法,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,引导问题,5,如何选用电容器？,（,2,）,额定电压,（,1,）,电容,（,3,）,耐温值,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,引导问题,6,如何检测电容器？,1.,指针式万用表,电容值为,0.1 F,以下的电容器用万用表,R,1k,或,R,10k,挡，,1 F,以上的电容器用,R,100,或,R,10,挡（测量电容两引线之间的电阻值）。,若表笔接触瞬间，指针摆动一下后立即回到,“,”,位置，将表笔对调再测量其阻值，指针出现同一现象，则说明电容器是好的。容量越大，指针摆动的角度也越大，,1 000 pF,以下的电容器几乎看不到指针的摆动。,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,2.,数字式万用表,（,1,）,电容档直接检测,（,2,）,电阻档,检测,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,引导问题,7,电容器在汽车上有哪些应用？,电容式中控门锁系统,1,电容器；,2,门锁开关；,3,接电源；,4,热敏断路器；,5,闭锁继电器；,6,开锁继电器；,7,、,8,接其他门锁；,9,、,10,电磁式门锁执行机构,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,无触点电子闪光器,2.,无触点全晶体管式闪光器,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,引导问题,8,什么是电感？其内部结构是怎样的？,电感器和电容器一样也是储能元件，在电路中具有通直流、阻隔交流的作用。它是依据电磁感应原理，由导线绕制而成。电感器用符号,L,表示，它的基本单位是亨利（,H,），常用毫亨（,mH,）为单位。它经常和电容器一起工作，构成,LC,滤波器、,LC,振荡器等。另外，人们还利用电感的特性，制造了阻流圈、变压器、继电器等。收音机上就有许多电感线圈，几乎都是用漆包线绕成的空心线圈或在骨架磁心、铁心上绕制而成的。,电感元件是从实际电感线圈抽象出来的电路模型。当电感线圈通以电流时，将产生磁通，在其内部及周围建立磁场，存储磁场能量。,1.,电感的定义,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,2.,电感的特性,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,3.,电感的单位,在国际单位制中，电感的单位为亨利（,H,），其他常用单位包括毫亨（,mH,）和微亨（,H,），其换算关系如下。,1 H=10,3,mH=10,6,H,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,4.,电感的标注方法,（,1,）,直标法,（,2,）,色环法,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,5.,电感的检测,1,）外观检查,2,）万用表测量,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,6.,电感在汽车上的典型应用,舌簧开关式电流传感器电路图,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,引导问题,9,电阻、电容、电感的交流电路工作特性比较。,.,.,1.,纯电阻元件的电压电流关系,2.,纯电阻元件的功率关系,3.,纯电容元件的电压电流关系,4.,纯电容元件的功率关系,5.,纯电感元件的电压电流关系,6.,纯电感元件的功率关系,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,引导问题,10,拓展：电容、电感用于滤波电路。,滤波通常是利用电容或电感的能量存储功能来实现的。,常用滤波电路的结构,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,1.,电容滤波电路,单向桥式整流电容滤波电路,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,2.,复式滤波电路,单向桥式整流电容滤波电路,RL,型滤波电路,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,3.,电子滤波电路,电子滤波电路,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,引导问题,11,完成本次学习任务需要准备哪些实训器材？,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,任,务,实,施,一、,任务要求,任务要求见附录,1,。,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,二、,任务步骤,步骤二,电容元件的检测和测试,步骤一,实训器材的认识及检查,认识和检查相关实训器材。,识别若干个不同类别的电容元件，并检测，将结果填入表,3-3-6,中。,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,步骤三,电容的滤波作用测试,如图所示为测试电容的滤波作用电路。按图连接电路，用示波器观察在空载及带负载情况下，滤波电容分别为,10 F,、,100 F,时的输出电压,UL,的波形，测量,U2,及,UL,并将观测结果填入表,3-3-7,中。,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,步骤四,实训过程检查,步骤五,评价与反馈,评价与反馈内容见附录,2,。,学习任务三 电容、电感及,交直流变换电路,谢谢观看！,PPT,模板下载：,PPT,素材下载：,PPT,图表下载：,PPT,教程：,Excel,教程：,PPT,课件下载：,