汽车电子元器件认知与测量教程

【学习目标】

认识汽车上常用的各种电子元器件并掌握利用常用电气检查工具对电子元器件进行测量的方法。

【学习内容】

1.保险装置

保险装置主要指的是保护电气线路或用电设备 （用电器）的易熔线和熔断器 （保险丝）。

（1）易熔线 （图1-37）

图1-37　易熔线

易熔线通常用来保护电源和大电流干线，它在5秒内熔断的电流和普通熔丝相比，相当于有200A～300A 电流通过，因此绝对不允许换用比规定容量大的易熔线。

（2）熔断器 （保险丝）

熔断器一般安装在仪表盘附近或发动机罩下面的熔断器盒内，常与继电器组装在一起，构成全车电路的中央接线盒。熔断器外观与熔值标注如图1-38所示。

图1-38　熔断器与其熔值标注

（3）检测方法

熔断器盒上设有开口用于测试熔断器，叶片式熔断器可以通过熔断器顶部塑料壳上的开口来测量。万用表此时可用二极管检测挡或电阻挡。

常用的保险丝在测量时，其阻值应为0欧姆，如阻值无穷大说明其损坏，取下观察其是否真正损坏。

2.电阻

（1）电阻的基本定义

电阻有固定电阻和可变电阻 （可变电阻常又称为电位器）两种。固定电阻阻值的标注主要有直标法和色标法两种常见的标注方法。

①直标法

将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上 （无误差标示为允许误差±20%）。

②色标法

色标法是将不同颜色的色环涂在电阻上来表示电阻的标称值及允许误差，各种颜色所对应的数值如表1-1所示。固定电阻色环标志读数识别规则如图1-39所示。

表1-1　电阻色环符号意义

续表

图1-39　固定电阻色环标志

（2）特殊电阻在汽车上的应用

①热敏电阻

电阻值随温度升高而减少的热敏电阻称为负温度系数 （NTC）热敏电阻，如图1-40所示。

图1-40　冷却液温度传感器

②压敏电阻

进气压力传感器是由压力转换元件 （硅片）、把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路和真空室组成，如图1-41所示。

图1-41　进气压力传感器

③光敏电阻

光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的。在受光时，半导体受光照产生载流子，由一电极到达另一电极，有效地参与导电，从而使光电导体的电阻率发生变化。光照强度越强，电阻越小。例如：自动空调上的日光传感器。

电阻的检测方法见任务1.1。

3.电容

利用电容器充电、放电和隔直流、通交流的特性，在电路中用于隔直流、耦合交流、旁路交流、滤波、定时和组成振荡电路等。电容器用符号C表示，电容的单位是法拉 （F）。电容的识别方法 （见图1-42）。

图1-42　电容的识别方法

电容的检测方法见任务1.1。

4.半导体器件

（1）半导体

半导体包括二极管、三极管、晶体管等。制造半导体最常用的材料是硅晶体和锗晶体。晶体是具有确定的原子结构的材料，纯的晶体不能用来制作半导体，需要在这两种晶体中掺杂极小比例的其他元素。根据掺杂元素的不同，可以把半导体分为P型半导体和N 型半导体。

（2）二极管

当N 型半导体和P型半导体结合在一起，得到的PN 结就是二极管 （如图1-43所示）。二极管按制造材料可分为硅二极管、锗二极管。(www.xing528.com)

图1-43　二极管的应用

（3）三极管

半导体三极管也称为晶体三极管。它是由两个相距很近的PN 结组成的，是在一块半导体晶片上制造三个掺杂区，形成两个PN 结，再引出三个电极，用管壳封装。三极管可分为NPN 型如图1-44 （a）、（b）所示和PNP型如图1-44 （c）、（d）所示两种。

根据三极管连接的外部电路条件，三极管有以下三种工作状态。

①截止状态

当NPN 型三极管连接成如图1-45所示电路时，基极b与发射极e电位差小于0.7V，在这种状态下，三极管不导通，没有电流流动，称为三极管的截止状态。

图1-44　三极管的结构示意图和符号

图1-45　三极管的截止状态

②放大

如图1-46所示，当NPN 管的基极b与发射极e电位差大于0.7V，这种情况称为基极加了正向偏压。在这种状态下，三极管导通，集电极c向发射极e有电流，而且流过的电流的大小与基极b流入的电流成正比，称为三极管的放大状态。

图1-46　三极管的放大状态

③饱和

在放大状态，三极管c、e之间的电流是随着基极b的电流增大而增大的。但是，当三极管的基极电流增加到一定值时，再增大正向偏压，加大基极电流，c、e之间的电流维持在一个最大值而不再增大了，这种状态称为三极管的饱和状态。在饱和状态，三极管c、e之间电位差很小，几乎为零，相当于一个开关的两端闭合。在分析汽车电路中，如果遇到三极管饱和的状态，可认为c、e电位相等。

三极管在汽车电子电路中通常有两种应用，一种是利用三极管的放大功能，对微弱的传感器信号进行放大后，传给ECU；另一种是利用三极管的截止与饱和两个状态互相变换，作为一个电子开关，控制其他电子元件。

各种半导体器件的检测方法见任务1.1。

5.继电器

（1）继电器的概念

继电器是自动控制电路中常用的一种元件，它是利用电磁感应原理以较小的电流来控制较大电流的自动开关，在电路中起着自动操作、自动调节、安全保护等作用。

（2）继电器的类型

继电器的种类很多，常用的有电磁式和干簧式两种。

（3）汽车继电器的典型应用

汽车上许多电器部件需要用开关进行控制。在汽车上常用的继电器有：起动继电器、喇叭继电器、闪光 （转向）继电器、刮水继电器等，下面做简单介绍。

①起动继电器

在采用电磁啮合式起动机的起动电路中，起动开关常与点火开关制成一体，通过起动机电磁开关的电流很大 （大功率起动机可达30～40A），而使点火开关早期损坏，如图1-47所示。

图1-47　电磁啮合式起动机的控制电路

②闪光继电器

闪光继电器又称为闪光器，按其结构不同，可分为阻丝式、电容式和电子式三种。其中阻丝式又可分为热丝式 （电热式）和翼片式 （弹跳式）。

热丝式闪光器，也被称为电热式闪光器。热丝式闪光器的结构与工作原理如图1-48 所示。转向灯的闪光频率为50～110 次/分钟，但一般控制60～95次/分钟。

图1-48　热丝式闪光器

③刮水继电器，图1-49 为汽车上常见的间歇刮水器线路图。

图1-49　间歇刮水器

（4）继电器的检测方法 （如图1-50所示）

继电器出现故障时可造成电路很多故障如电路电压低、开关损坏等。继电器常见的故障有触点烧蚀、触点粘连、线圈短路、线圈阻值增大等。

汽车四脚继电器分85/86/87/ （30A/87A）的4条线的。85/86这两条是喇叭线控制线，85接控制线的正极，86搭铁喇叭的另一个接线柱，不分正负极。87接电瓶正极，30A/87A，接需要控制的电器的正极线。

图1-50　继电器的检测方法

①开路检测

可用万用表测阻法检查判断继电器的好坏。用万用表R×100Ω 挡检查 （85）脚与 （86）脚、（87）脚与 （87a）脚应导通。而 （87）脚与 （30）脚间电阻应为∞。如检得结果与上述规律不符，说明继电器有问题。

②加电检测

如果上述检查无问题，可在 （85）与 （86）脚间加12V 供电，用万用表检查 （87）脚与 （30）脚应导通。如不符合上述规律，或通电后继电器发热，均说明其已损坏。

其他各种继电器均可按上述方法进行检测判断。

测量继电器线圈时其阻值应与汽车维修手册的相对应。阻值有明显的减小，说明线圈匝间出现短路现象，阻值明显增大或无穷大说明线路虚接或断路。

测量触点电阻值时，其阻值就为无穷大。有阻值或阻值很小说明触点粘连在一起。

线圈通电后，触点的阻值应在0.552以下。如果阻值高于0.552，说明触点有烧蚀现象。