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电子led灯电子元件都有哪些?

2017-04-18
类别:业界动态
eye 580
文章创建人 拍明

        电子led灯电子元件:电阻,电容,二极管,LED等。它的主要结构一般由:LED光源(LED发光贴片或小草帽)、散热器或散热基板、恒流电源、外壳、其它配件等部分组成。

电阻器(Resistor)在日常生活中一般直接称为电阻。是一个限流元件,将电阻接在电路中后,电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚,它可限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的,即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。用于分压的可变电阻器。在裸露的电阻体上,紧压着一至两个可移金属触点。触点位置确定电阻体任一端与触点间的阻值。

端电压与电流有确定函数关系,体现电能转化为其他形式能力的二端器件,用字母R来表示,单位为欧姆Ω。实际器件如灯泡,电热丝,电阻器等均可表示为电阻器元件。

电阻元件的电阻值大小一般与温度,材料,长度,还有横截面积有关,衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。

用电阻材料制成的、有一定结构形式、

能在电路中起限制电流通过作用的二端电子元件。阻值不能改变的称为固 定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的,即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。一些特殊电阻器,如热敏电阻器、压敏电阻器和敏感元件,其电压与电流的关系是非线性的。电阻器是电子电路中应用数量最多的元件,通常按功率和阻值形成不同系列,供电路设计者选用。 电阻器在电路中主要用来调节和稳定电流与电压,可作为分流器和分压器,也可作电路匹配负载。根据电路要求,还可用于放大电路的负反馈或正反馈、电压-电流转换、输入过载时的电压或电流保护元件,又可组成RC电路作为振荡、滤波、旁路、微分、积分和时间常数元件等。

电容器,通常简称其容纳电荷的本领为电容,用字母C表示。定义1:电容器,顾名思义,是装电的容器,是一种容纳电荷的器件。英文名称:capacitor。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于电路中的隔直通交,耦合,旁路,滤波,调谐回路, 能量转换,控制等方面。定义2:电容器,任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器。

电容与电容器不同。电容为基本物理量,符号C,单位为F(法拉)

通用公式C=Q/U平行板电容器专用公式:板间电场强度E=U/d ,电容器电容决定式 C=εS/4πkd

随着电子信息技术的日新月异,数码电子产品的更新换代速度越来越快,以平板电视(LCDPDP)、笔记本电脑、数码相机等产品为主的消费类电子产品产销量持续增长,带动了电容器产业增长。

是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。当在两金属电极间加上电压时,电极上就会存储电荷,所以电容器是储能元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,组成一个电容器。平行板电容器由电容器的极板和电介质组成[1]

特点:

1.它具有充放电特性和阻止直流电流通过,允许交流电流通过的能力。

2.在充电和放电过程中,两极板上的电荷有积累过程,也即电压有建立过程,因此,电容器上的电压不能突变。

电容器的充电:两板分别带等量异种电荷,每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量。

电容器的放电:电容器两极正负电荷通过导线中和。在放电过程中导线上有短暂的电流产生。

电容充电过程 3.电容器的容抗与频率、容量之间成反比。即分析容抗大小时就得联系信号的频率高低、容量大小[1]

平行板电容器的电容公式[1]

介电常数真空εr=1k为静电力常量,S为两板正对面积,d为两板间距离。

说明:平行板电容器内的电场是匀强电场

作用

电容器 在直流电路中,电容器是相当于断路的。电容器是一种能够储藏电荷的元件,也是最常用的电子元件之一。

这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质(包括空气)构成的。通电后,极板带电,形成电压(电势差),但是由于中间的绝缘物质,所以整个电容器是不导电的。不过,这样的情况是在没有超过电容器的临界电压(击穿电压)的前提条件下的。我们知道,任何物质都是相对绝缘的,当物质两端的电压加大到一定程度后,物质是都可以导电的,我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外,电容被击穿后,就不是绝缘体了。不过在中学阶段,这样的电压在电路中是见不到的,所以都是在击穿电压以下工作的,可以被当做绝缘体看。

但是,在交流电路中,因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的,这个时候,在极板间形成变化的电场,而这个电场也是随时间变化的函数。实际上,电流是通过电场的形式在电容器间通过的。

电容器的作用:

耦合:用在耦合电路中的电容称为耦合电容,在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流作用[2]

滤波:用在滤波电路中的电容器称为滤波电容,在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路,滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除[2]

退耦:用在退耦电路中的电容器称为退耦电容,在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路,退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连[2]

高频消振:用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容,在音频负反馈放大器中,为了消振可能出现的高频自激,采用这种电容电路,以消除放大器可能出现的高频啸叫[2]

谐振:用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容,LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路[2]

旁路:用在旁路电路中的电容器称为旁路电容,电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号,可以使用旁路电容电路,根据所去掉信号频率不同,有全频域(所有交流信号)旁路电容电路和高频旁路电容电路[2]

中和:用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音机高频和中频放大器,电视机高频放大器中,采用这种中和电容电路,以消除自激[2]

定时:用在定时电路中的电容器称为定时电容。在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路,电容起控制时间常数大小的作用[2]

积分:用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电势场扫描的同步分离电路中,采用这种积分电容电路,可以从场复合同步信号中取出场同步信号[2]

微分:用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器电路中为了得到尖顶触发信号,采用这种微分电容电路,以从各类(主要是矩形脉冲)信号中得到尖顶脉冲触发信号[2]

补偿:用在补偿电路中的电容器称为补偿电容,在卡座的低音补偿电路中,使用这种低频补偿电容电路,以提升放音信号中的低频信号,此外,还有高频补偿电容电路[2]

自举:用在自举电路中的电容器称为自举电容,常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路,以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度[2]

分频:在分频电路中的电容器称为分频电容,在音箱的扬声器分频电路中,使用分频电容电路,以使高频扬声器工作在高频段,中频扬声器工作在中频段,低频扬声器工作在低频段[2]

负载电容:是指与石英晶体谐振器一起决定负载谐振频率的有效外界电容。负载电容常用的标准值有16pF20pF30pF50pF100pF。负载电容可以根据具体情况作适当的调整,通过调整一般可以将谐振器的工作频率调到标称值

二极管,(英语:Diode),电子元件当中,一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过,许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管(Varicap Diode)则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为整流(Rectifying)”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断 (称为逆向偏压)。因此,二极管可以想成电子版的逆止阀。

早期的真空电子二极管;它是一种能够单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子,这种电子器件按照外加电压的方向,具备单向电流的传导性。一般来讲,晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。当外加电压等于零时,由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的二极管特性。

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特性

正向性

外加正向电压时,在正向特性的起始部分,正向电压很小,不足以克服PN结内电场的阻挡作用,正向电流几乎为零,这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后,PN结内电场被克服,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内,导通时二极管的端电压几乎维持不变,这个电压称为二极管的正向电压。当二极管两端的正向电压超过一定数值,内电场很快被削弱,特性电流迅速增长,二极管正向导通。叫做门坎电压或阈值电压,硅管约为0.5V,锗管约为0.1V。硅二极管的正向导通压降约为0.6~0.8V,锗二极管的正向导通压降约为0.2~0.3V。a

反向性

外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反向饱和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激发,少数载流子数目增加,反向饱和电流也随之增加。

击穿

外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热,则单向导电性不一定会被永久破坏,在撤除外加电压后,其性能仍可恢复,否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。

二极管是一种具有单向导电的二端器件,有电子二极管和晶体二极管之分,电子二极管因为灯丝的热损耗,效率比晶体二极管低,所以现已很少见到,比较常见和常用的多是晶体二极管。二极管的单向导电特性,几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。

二极管的管压降:硅二极管(不发光类型)正向管压降0.7V,锗管正向管压降为0.3V,发光二极管正向管压降会随不同发光颜色而不同。主要有三种颜色,具体压降参考值如下:红色发光二极管的压降为2.0--2.2V,黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V,绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V,正常发光时的额定电流约为20mA

二极管的电压与电流不是线性关系,所以在将不同的二极管并联的时候要接相适应的电阻。

特性曲线

PN结一样,二极管具有单向导电性。硅二极管典型伏安特性曲线()。在二极管加有正向电压,当电压值较小时,电流极小;当电压超过0.6V时,电流开始按指数规律增大,通常称此为二极管的开启电压;当电压达到约0.7V时,二极管处于完全导通状态,通常称此电压为二极管的导通电压,用符号UD表示。

对于锗二极管,开启电压为0.2V,导通电压UD约为0.3V。在二极管加有反向电压,当电压值较小时,电流极小,其电流值为反向饱和电流IS。当反向电压超过某个值时,电流开始急剧增大,称之为反向击穿,称此电压为二极管的反向击穿电压,用符号UBR表示。不同型号的二极管的击穿电压UBR值差别很大,从几十伏到几千伏。

反向击穿

齐纳击穿

反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。在高掺杂浓度的情况下,因势垒区宽度很小,反向电压较大时,破坏了势垒区内共价键结构,使价电子脱离共价键束缚,产生电子-空穴对,致使电流急剧增大,这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较低,势垒区宽度较宽,不容易产生齐纳击穿。

雪崩击穿

另一种击穿为雪崩击穿。当反向电压增加到较大数值时,外加电场使电子漂移速度加快,从而与共价键中的价电子相碰撞,把价电子撞出共价键,产生新的电子-空穴对。新产生的电子-空穴被电场加速后又撞出其它价电子,载流子雪崩式地增加,致使电流急剧增加,这种击穿称为雪崩击穿。无论哪种击穿,若对其电流不加限制,都可能造成PN结永久性损坏。

作用

二极管是最常用的电子元件之一,它最大的特性就是单向导电,也就是电流只可以从二极管的一个方向流过,二极管的作用有整流电路,检波电路,稳压电路,各种调制电路,主要都是由二极管来构成的,其原理都很简单,正是由于二极管等元件的发明,才有我们现 在丰富多彩的电子信息世界的诞生,既然二极管的作用这么大那么我们应该如何去检测这个元件呢,其实很简单只要用万用表打到电阻档测量一下反向电阻如果很小就说明这个二极管是坏的,反向电阻如果很大这就说明这个二极管是好的。对于这样的基础元件我们应牢牢掌握住他的作用原理以及基本电路,这样才能为以后的电子技术学习打下良好的基础。

LED光源就是发光二极管(LED)为发光体的光源。发光二极管发明于20世纪60年代,在随后的数十年中,其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯。这种灯泡具有效率高、寿命长的特点,可连续使用10万小时,比普通白炽灯泡长100倍。科学家预测,在未来5年,这种灯泡很可能成为下一代照明的主流产品。

发光二极管(LED)灯泡无论在结构上还是在发光原理上,都与传统的白炽灯有着本质的不同。

发光二极管是由数层很薄的搀杂半导体材料制成,一层带过量的电子,另一层因缺乏电子而形成带正电的空穴,当有电流通过时,电子和空穴相互结合并释放出能量,从而辐射出光芒。

人们之所以将发光二极管用于照明,主要是将发光二极管发出的红色光、黄色光、蓝色光混合,这样,红、黄、蓝三种光混合后,就产生出白光,简称MCLED(multi-chipLED);还可以利用蓝光技术与荧光粉配合也能形成白光,称为PCLED(phosphorconvertedLED),此外还有MOCVA直接生长多有源区的白光技术。

散热器(radiator CUP)是机器设备部件运转时用于降低设备运转时所产生的热量,从而机械设备部件散热制冷来增加机械运作寿命。所以散热器的质量直接影响运转机械设备部件的寿命。

随着PC内部组件功耗及发热量的不断提升,如何有效地为PC降温便成了亟待解决的问题,各式各样的散热器竞相面世。从散热方式上看,目前PC散热仍然是最常见几种:风冷、水冷、被动散热。其中水冷散热产品价格偏高,安装繁琐;被动式散热的性能偏低,制作工艺上的限制更使其价格没有优势;至于其他如液氮、干冰之类则更属专家玩家的选择。风冷散热性能优良、价格更低廉、安装更简便、应用更广泛,是PC散热器的主流。

风冷散热器从结构上来说,一般分为4个部分:散热风扇、散热鳍片、扣具及附带的调速装置。

风扇

PC散热器中的风扇主要有如下两种:

轴流风扇(方型扇,圆形扇):轴流风扇以其便宜的价格使用最广泛。其工作原理是利用风扇叶片的扬力使空气在轴向方向流动,其风扇叶片一般与电动机直接相连,体积小,重量轻。

离心风扇(涡轮风扇):离心式风扇也叫涡轮风扇,利用离心力,空气在叶片的半径方向流动,可以得到很高的风压,可装置在通风阻抗大的场合发挥效果,显卡散热中多使用此类风扇。

风扇承轴技术

PC直流风扇领域按承轴技术可分为以下几类:油封轴承、滚珠轴承(又分单滚珠和双滚珠两种)液压轴承、磁悬浮轴承、流体保护系统轴承(又称为合金轴承)等。

在国内散热器市场应用较多的轴承技术有:滚珠轴承,油封轴承以及液压轴承。油封轴承风扇有制造成本低廉、工艺简单、低噪音小的优势,但是使用寿命很低,一般国产扇寿命最高只有5000-8000小时,而进口扇最高可达1,5000小时。滚珠轴承风扇使用寿命可以达到40,000小时,噪音比油封轴承风扇大,但成本较高。液压轴承则在工作的噪音和使用寿命上都有突破,寿命可达到40,000小时。

风扇口径

风扇口径对风扇的出风量也有直接的影响,一般说来,风扇的口径越大,那么该风扇的出风量也就越大,风力效果的作用面也就越大。一般8CM以上大口径的风扇主要应用于机箱,电源以及高端的静音散热器。8CM以下的产品应用较广,大到机箱电源小到内存显卡等。大尺寸散热风扇相比尺寸较小的风扇,可以在转速、噪音更低的情况下获得更大的风量。

散热鳍片材质

常见散热鳍片选用材质主要有全铝、全铜、半铜半铝、贴铜,通过下表可以看出,银是效率最高的导体,很多工业用的闭合开关会采用银点,但若应用于PC散热器领域则成本太高。而铜纯铜材料导热率与纯度99.9%银导热率非常接近,但成本却相差几十倍,全铝的导热率位居第三,材料的价格大约为纯铜的一半,这也是全铜和全铝材料在散热领域应用较广泛的主要原因。

散热鳍片工艺

散热鳍片从工艺上可分为:切割、铆合、插齿、回流焊接以及比较畅销的高塔热管散热器市场主流的散热器鳍片在外形上都是标准的四边形,但也有部分产品拥有自己独特的外形,其中有以韩国思民为代表的圆形散热器,还有以Tt为代表的塔式散热器。相对其它形式的制造工艺而言,铆合工艺要简单不少,这也是低端散热器市场最常见的类型。在主流市场上渐兴起的导流管式散热器则在材料上使用了导热能力较强的热导管,在散热器底部采用全铜材料,而在散热鳍片上部分厂家采用全铜设计也有部分厂家采用全铝设计。这样设计的原理是,首先全铜的吸热底部将CPU的热量导出然后通过热导管将热量迅速传导到散热鳍片上最终散出。从原理上,大家可以看到采用了热管技术的散热器热量都需要经过几次传导才能散出,正因如此在不同材料之间的热阻大小便会对散热器整体性能有着直接影响。

为了降低风扇的转速,加大散热面积是一个非常好的方法。很多静音散热器也是通过这种方法来实现静音目的。不过在加大散热面积上各家也有不同的招式,我们常见到加大散热器方法就是厂家加大散热器的体积,但也有部分厂家是通过在单位面积内加大散热面积来实现,这种散热器的代表当数日本ALPHA系列。著名的ALPHA 8045就是在体积没有增大情况下,通过添加更多的六棱散热柱来实现增大散热面积。面对这种散热器,我们在风扇搭配上建议大家选用抽风式散热结构,因为这将有利于热空气的排出。

散热器扣具与风扇转速调节

多功能扣具的套件的出现,不但增强散热器的可升级性能,满足了不同平台用户的需求,而且还为赢得更多时市场份额增加了筹码,可谓一举多得。而为了使自家的产品具备高散热性能与静音兼备的优势。很多中高档风冷散热器都附带了风扇转速调节装置。在调节方式上,主要分为自动调节以及手动调节。其中自动调节是指,配合与其匹配的平台使用,风扇会根据环境温度以及CPU的负载程度来进行自动调节。而手动调节,则是用户根据自己需要通过调速器来进行手动控制转速。因为CPU耐温程度往往会高于温控风扇的设置点,所以手动调节比较适合注重静音的用户。

总结

05年底Intel全新制成的65纳米CPU以发布,在2006下半年就会大量的出现在零售市场,06年中旬AMDAM2接口的处理器也将发布。而有着价格性能优势的风冷散热器,在近几年仍然是出货最多的产品。这无疑会给更多散热厂商带来商机,同时也会给厂商在散热技术以及市场份额方面带来更多挑战。只有不短创新,另自己的产品在性能,特色以及服务上处于领先地位才能步步为营,才能赢得更多用户的认可。 散热器在北方地区也称为暖气片,它一般住宅用散热器分水暖和电暖散热器,有立式散热器、地板散热器和天花板散热器,在此仅介绍常用的立式水暖散热器。

 



责任编辑:Davia

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