第2节 小家电特殊器件的检测

一、晶振

晶振是石英晶体振荡器的简称，它是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件。晶振是时钟电路中最重要的器件，它的作用是向被控电路提供基准频率，它的工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。由于制造工艺不断提高，现在晶振的频率偏差、温度稳定性、老化率、密封性等重要技术指标都得到大幅度的提高，大大降低了故障率，但在选用时仍要注意选择质量好的晶振。

1. 构成

把一块石英晶体按一种特殊工艺切成薄晶片（简称晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在晶片的两面涂上银层，然后夹在（或焊在）两个金属引脚之间，再用金属、陶瓷等外壳密封就构成了晶振，如图1-99所示。

2. 晶振的检测

（1）电阻测量法

如图1-100所示，将指针万用表置于R×10k挡，用表笔接晶振的两个引脚来测量晶振的阻值。正常时该阻值应为无穷大；若阻值过小，说明晶振漏电或短路。

（2）电容测量法

晶振在结构上类似一只小电容，所以可用电容表测量晶振的容量，通过所测容量值来判断它是否正常。表1-2所示是常用晶振的容量参考值。

二、IGBT

IGBT是英文Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写，译为绝缘栅双极晶体管。

1. IGBT的构成和特点

IGBT由场效应管和大功率双极型三极管构成，IGBT将场效应管的优点与大功率双极型三极管的大电流低导通电阻特性集于一体，是极佳的高速高压半导体功率器件。它具有的特点：一是电流密度大，是场效应管的数十倍；二是输入阻抗高，栅极驱动功率极小，驱动电路简单；三是低导通电阻，在给定芯片尺寸和BVCEO下，其导通电阻RCE（on）不大于场效应管RDS（on）的10％；四是击穿电压高，安全工作区大，在瞬态功率较高时不容易损坏；五是开关速度快，关断时间短。耐压为1～1.8kV的IGBT的关断时间约为1.2μs，而耐压为600V的IGBT的关断时间约为0.2μs，仅为双极型三极管的10％，接近于功率型场效应管。IGBT的开关频率达到了100kHz，而开关损耗仅为双极型三极管的30％。因此，IGBT克服了功率型场效应管在高压大电流下出现的导通电阻大、发热严重、输出功率下降的严重弊病。因此，IGBT被广泛应用在电磁炉内做功率逆变的开关器件。它的实物外形和电路符号如图1-101所示。

如图1-101（b）所示，IGBT的G极和场效应管一样，是栅极或控制极；C极和普通三极管一样，是集电极；E极是发射极。

2. IGBT的主要参数

IGBT的主要参数和大功率三极管基本相同，有BVCEO、PCM、ICM和β。其中，BVCEO是最高反压，它表示IGBT的C极与E极之间的最高反向击穿电压；ICM是最大电流，它表示IGBT的C极最大输出电流；PCM是最大耗散功率，它表示IGBT的C极最大耗散功率；β是IGBT的放大倍数。

3. IGBT的检测

下面以常见的GT40Q321为例进行介绍。由于GT40Q321内置阻尼管，所以测量它的C、E极间的正向导通压降为0.464V，如图1-102（a）所示；C、E极间的反向导通压降或其他极间的正、反向导通压降都为无穷大，如图1-102（b）所示。检测不含阻尼管的IGBT时，它的3个极间电阻均应为无穷大，否则说明它已损坏。

4. IGBT的更换

维修中，IGBT的代换和三极管一样，也是要坚持“类别相同，特性相近”的原则。“类别相同”是指代换中应选相同结构的IGBT更换；“特性相近”是指代换中应选参数、外形及引脚相同或相近的IGBT代换。另外，采用有二极管（阻尼管）的IGBT代换没有阻尼管的IGBT时应拆除电路板上的阻尼管，而采用没用阻尼管的IGBT代换有阻尼管的IGBT时应在它的C、E极的引脚上加装一只阻尼管。

三、电流互感器

1. 电流互感器的识别

电流互感器的作用是可以把数值较大的初级电流通过一定的变比转换为数值较小的次级电流，用来进行保护、测量等。如变比为20:1的电流互感器，可以把实际为20A的电流转变为1A的检测电流。

电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的初级绕组、次级绕组、铁芯及构架、接线端子（引脚）等构成，如图1-103所示。其工作原理与变压器基本相同，初级绕组的匝数（N1）较少，直接串联于市电供电回路中，次级绕组的匝数（N2）较多，与检测电路串联形成闭合回路。初级绕组通过电流时，次级绕组产生按比例减小的电流。该电流通过检测电路形成检测信号。

2. 电流互感器的检测与更换

采用指针万用表测量电磁炉电流互感器时，先将万用表置于R×1挡，再测量它的初级、次级绕组阻值即可，如图1-104所示。若阻值差异过大，则说明电流互感器异常。

电流互感器损坏后，必须采用相同规格的同类产品更换，否则可能会扩大故障。

四、光电耦合器

1. 光耦合器的识别

光耦合器又称光电耦合器或光耦，它属于较新型的电子产品，已经广泛应用在各种控制电路中。常见的光耦合器有4脚直插和6脚两种，它们的典型实物外形和电路符号如图1-105所示。

光耦合器通常由一只发光二极管和一只光敏三极管构成。当发光二极管流过导通电流后开始发光，光敏三极管受到光照后导通，这样通过控制发光二极管导通电流的大小，改变其发光的强弱就可以控制光敏三极管的输出电流，所以它属于一种具有隔离传输性能的器件。

2. 光耦合器的检测

（1）引脚、穿透电流的检测

由于发光二极管具有二极管的单向导通特性，所以测量时只要发现两个引脚有导通压降值，则说明这一侧是发光二极管，并且红色表笔接的引脚是①脚，另一侧为光敏三极管的引脚。

一般情况下，发光二极管的正向导通压降为1.048V左右，如图1-106（a）所示；调换表笔后显示的数值为1，说明它的反向导通压降值为无穷大，如图1-106（b）所示。而光敏三极管C、E极间的正、反向导通压降值都应为无穷大。若光发光二极管的正向导通压降值大，说明它的导通性能下降；若发光二极管的反向导通压降小或光敏三极管的C、E极间的导通压降值小，说明发光二极管或光敏三极管漏电。

（2）光电效应的检测

怀疑检测光耦合器的光电效应是否正常时，可以采用代换的方法进行判断。

五、定时器

定时器是一种控制用电设备通电时间长短的时间控制器件。定时器按结构可分为发条机械式定时器、电动机驱动机械式定时器和电子定时器3种。

1. 发条机械式定时器

发条机械式定时器主要应用在电压力锅、消毒柜、电烤箱等小家电产品上。常见的发条机械式定时器如图1-107所示。

如图1-108所示，旋转定时器上的旋钮后，用数字万用表的二极管挡测量触点端子阻值。若阻值始终为0，说明定时器的触点粘连；若阻值始终为无穷大，说明定时器的触点不能吸合；若阻值时大时小，说明接触不良。

2. 电动机驱动机械式定时器

电动机驱动机械式定时器主要应用在微波炉、洗碗机、电冰箱的化霜电路上。常见的电动机驱动机械式定时器如图1-109所示。

对电动机驱动机械式定时器进行检测时，需要为电动机的线圈供电。待电动机旋转后，就可以测量触点是否正常了。

六、电磁阀

电磁阀是一种流体控制器件，通常应用于自动控制电路中，由控制系统（又称输入回路）和被控制系统（阀门）两部分构成。它实际上是用较小的电流、电压的电信号去控制流体管路通断的一种“自动开关”。由于电磁阀具有成本低、体积小、开关速度快、接线简单、功耗低、性价比高、经济实用等显著特点而被普遍运用于自控领域的各个环节。

1. 电磁阀的识别

电磁阀的阀体部分被封闭在密封管内，由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等组成。电磁阀的电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成，电磁线圈被直接安装在阀体上。这样阀体部分和电磁部分就构成一个简洁、紧凑的组件。常见的电磁阀如图1-110所示。

2. 电磁阀的检测

各种电磁阀的检测方法是一样的，下面以海尔洗衣机的进水电磁阀为例进行介绍。

如图1-111所示，将数字万用表置于20k挡，两个表笔接在线圈的引脚上，显示屏显示的数值为4.68，说明它的阻值为4.68kΩ；若阻值为无穷大，说明线圈开路；如阻值过小，说明线圈短路。另外，为进水电磁阀的线圈通电、断电，若不能听到阀芯吸合、释放所发出的“咔嗒”声音，则说明该电磁阀的线圈损坏或阀芯未工作。

七、电机

电动机通常简称为电机，俗称马达，在电路中用字母M（旧标准用D）表示。它的作用就是将电能转换为机械能。许多小家电产品都使用了电机做动力源。

1. 风扇电机

风扇电机采用的是单相异步电机，如图1-112所示。由于风扇电机仅正向运转，所以它的副绕组的匝数仅为主绕组的20％～40％，该电机也采用电容运转式，在它的副绕组回路中串联了运转电容。

2. 电机的检测

电机的检测方法基本相同，下面以吸油烟机电机为例进行介绍。

（1）绕组通断的检测

如图1-113所示，将指针万用表置于R×10挡，两个表笔分别接绕组的两个接线端子，表盘上指示的数值就是该绕组的阻值。若阻值为无穷大，则说明它已开路；若阻值过小，说明绕组短路。

（2）绕组是否漏电的检测

将数字万用表置于200MΩ挡或指针万用表置于R×10k挡，一个表笔接电机的绕组引出线，另一个表笔接在电机的外壳上，正常时阻值应为无穷大，否则说明它已漏电。

3. 压缩机电机的检测

冷饮机压缩机的作用是将电能转换为机械能，推动制冷剂在制冷系统内循环流动并重复工作在气态、液态。在这个相互转换过程中，制冷剂通过蒸发器不断地吸收热量，并通过冷凝器散热，实现制冷的目的。冷饮机采用的压缩机如图1-114所示。

（1）压缩机电机绕组的识别

压缩机外壳的侧面有一个三接线端子，分别是公用端子C、启动端子S、运行端子M。压缩机电机绕组端子实物外形与绕组电路符号如图1-115所示。

因压缩机运行绕组（又称主绕组，用CM或CR表示）所用漆包线线径粗，故电阻值较小；启动绕组（又称副绕组，用CS表示）所用漆包线线径细，故电阻阻值大，又因运行绕组与启动绕组串联在一起，所以运行端子与启动端子之间阻值等于运行绕组与启动绕组的阻值之和，即RMS=RCM+RCS。

（2）绕组阻值的检测

参见图1-116（a）～图1-116（c），将数字万用表置于200Ω挡，用万用表电阻挡测外壳接线柱间阻值（绕组的阻值）来判断，正常时启动绕组CS、运行绕组MC的阻值之和等于MS间的阻值。若阻值为无穷大或过大，说明绕组开路；若阻值偏小，说明绕组匝间短路。若采用指针万用表测量，应采用R×1挡。

（3）绝缘电阻的检测

参见图1-116（d），将数字万用表置于20MΩ挡，测压缩机绕组接线柱与外壳间的电阻，正常时阻值应为无穷大，否则说明有漏电现象。采用指针万用表测量时，应采用R×10k挡。

八、重锤启动器

重锤启动器是启动压缩机运转的器件。重锤启动器的实物外形如图1-117（a）所示。它在压缩机上的安装位置如图1-117（b）所示。

如图1-118所示，将万用表置于二极管/通断测量挡，在启动器正置时，把两个表笔接在它的两个引线上，数值近于0且蜂鸣器鸣叫，否则说明启动器开路或触点接触不良；将启动器倒置后不仅应听到重锤下坠发出的响声，而且接线端子间的数值应为无穷大，否则说明启动器短路。

九、磁控管

磁控管也称微波发生器、磁控微波管，是一种电子管。常见的微波炉磁控管如图1-119所示。

1. 磁控管灯丝的检测

如图1-120（a）所示，将数字万用表置于200Ω挡，用两个表笔测磁控管灯丝两个引脚间的阻值。正常时显示屏显示的数值为0.6；若阻值过大或无穷大，说明灯丝性能不良或开路。

2. 绝缘性能的检测

如图1-120（b）所示，将数字万用表置于200MΩ挡，分别测磁控管灯丝引脚、天线与外壳间的电阻。正常时阻值应为无穷大，否则说明有漏电现象。

十、传感器

传感器（transducer/sensor）是一种能够探测和感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾）的装置或器件。它是实现自动检测和自动控制的基础。

传感器按用途可分为压敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、湿敏传感器、热敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。目前，小家电采用的传感器主要是热敏传感器、光敏传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器等。

1. 气敏传感器

气敏传感器除了应用在抽油烟机内，实现厨房油烟的自动检测外，还广泛应用在矿山、石油、机械、化工等领域，实现火灾、爆炸、空气污染等事故的检测、报警和控制。常见的气敏传感器实物外形如图1-121所示。

（1）构成

气敏传感器由气敏电阻体、不锈钢网罩（过滤器）、螺旋状加热器、塑料底座和引脚构成，如图1-122（a）所示。气敏传感器的电路符号如图1-122（b）所示。其中，A－a两个脚内部短接，是气敏电阻的一个引出端；B－b两个脚内部短接，是气敏电阻的另一个引出端；H－h两个脚是加热器供电端。

（2）气敏传感器的检测

用万用表的R×1或R×10挡测量气敏传感器加热器的两个引脚间阻值，若阻值为无穷大，说明加热器开路。

如图1-123所示，检测气敏电阻时最好采用两块万用表。其中，一块万用表置于500mA直流电流挡后，将两个表笔串接在加热器的供电回路中；另一块万用表置于10V直流电压挡，黑表笔接地，红表笔接在气敏传感器的输出端上。为气敏传感器供电后，若电压表的表针会反向偏转，并在几秒钟后返回到0的位置，然后逐渐上升到一个稳定值，同时电流表指示的电流在150mA内，则说明气敏电阻已完成预热，此时将吸入口内的香烟烟雾对准气敏传感器的网罩吐出，电压表的数值应该发生变化，否则说明网罩或气敏传感器异常。检查网罩正常后，就可确认气敏传感器内部的气敏电阻异常。

2. 热电偶传感器

热电偶是一种特殊的传感器，它能够将热信号转换为电信号，并且有一定的带载能力。常见的热电偶传感器如图1-124所示。

用万用表的二极管挡测量热电偶的两个引脚间阻值，应为0且蜂鸣器鸣叫，否则说明它异常。

十一、LED数码管

LED数码显示器件是由LED构成的数字、图形显示器件，主要用于仪器仪表、数控设备、家用电器等电气产品的功能或数字显示。常见的LED数码显示器件如图1-125所示。

1. LED数码管的构成

LED数码管有共阳极和共阴极两种，如图1-126（a）所示。所谓的共阳极就是8个LED二极管的正极连接在一起，如图1-126（b）所示；所谓的共阴极就是将8个LED的负极连接在一起，如图1-126（c）所示。

a～g脚是7个笔段的驱动信号输入端，DP脚是小数点驱动信号输入端，③、⑧脚的内部相接，是公共阳极或公共阴极。

2. LED数码管的工作原理

对于共阳极LED数码管，它的③、⑧脚是供电端，接电源；它的a～g脚是激励信号输入端，接在激励电路输出端上。当a～g脚内的哪个脚或多个脚输入低电平信号，则相应笔段的LED发光。

对于共阴极LED数码管，它的③、⑧脚是接地端，直接接地；它的a～g脚也是激励信号输入端，接在激励电路输出端上，当a～g脚内的哪个脚或多个脚输入高电平信号，则相应笔段的LED发光，该笔段被点亮。

3. LED数码显示器件的检测

如图1-127所示，将数字万用表置于二极管挡，把红表笔接在LED正极一端，黑表笔接在负极一端，若万用表的显示屏显示1.588左右的数值，并且数码管相应的笔段发光，说明被测数码管笔段内的LED正常，否则该笔段内的LED已损坏。