1.3　磁性元件

本书将电感线圈、变压器、电磁继电器和接触器归为磁性元件介绍。

1.3.1　电感线圈

电感是将导线一圈一圈绕在绝缘骨架上，绝缘骨架可以是空心、铁芯或磁芯。在工控电路板的应用中，最常见到的是做开关电源中的滤波或储能用途。如图1.23所示。

图1.23　电感线圈

电感线圈使用直接标注法，如220表示22μH，100表示10μH，4R7表示4.7μH，R10表示0.1μH，22N表示22nH。

工控电路板维修中，电感线圈属于不易损坏的元件，偶见因腐蚀断路，电流过大烧断及线圈匝间短路的情况。开路损坏可用万用表电阻挡测出。电感量可以用电感量测试仪测出，实际维修时可使用测量电阻值、电容量及电感量合一的所谓LCR电表来测量。

1.3.2　变压器

变压器是利用电磁感应原理改变电压的装置，工控电路板常见的变压器是使用铁芯的工频变压器（如图1.24所示）和使用铁氧体磁芯的开关变压器（如图1.25）所示。

图1.24　工频变压器

图1.25　开关变压器

理想变压器的基本特点是：输入输出交流电压的比值与输入输出线圈的匝数比值相同，因而理论上可以对交流电压进行任意的升压或降压的变换。硅钢片铁芯的变压器，一般用于50～400Hz的工频场合，硅钢片铁芯的磁通密度大，虽然叠加的硅钢片之间有绝缘漆绝缘，但单片硅钢片内还是存在涡流损耗，高频场合不适用此类铁芯。铁氧体磁芯电阻率比金属、合金磁性材料大得多，因而涡流损耗很小，用铁氧体磁芯制作的变压器用于比较高频的场合，如开关电源的开关变压器。

变压器的损坏常见有线圈烧断开路或内部过热匝间短路。线圈开路比较好判断，量一下电阻即可，而匝间短路判断起来就麻烦一些，但可以从通过观察变压器外观或使用比较法或代换法来确定。一般来说，有内部匝间严重短路的变压器，发热量较大，会将变压器线圈的包覆材料烤焦并有或多或少的焦煳味。比较法即找到相同好板上相同的变压器，测量相同部位线圈的电阻值，如果相差比较大，即阻值明显偏小就可认为变压器已经损坏。另外如果有VI曲线测试设备，可以测试线圈的VI曲线，通过比较也能大致判断好坏。代换法即用相同变压器替换，通电后，故障消失，说明先前的变压器损坏，如开关电源中的开关变压器，往往线圈电阻值很小，不好分辨，而找相同电源的变压器替换试验就能说明问题。

1.3.3　电磁继电器和接触器

电磁继电器和接触器是利用电磁线圈产生的电磁力配合弹簧和机械杠杆来控制触点的通断的一类器件，如图1.26所示。通常继电器有密闭的封装空间，尽量减少外接不良环境对触点的影响，相对接触器，它所控制的触点电流较小；接触器的触点电流较大。另有干簧继电器，其原理和电磁继电器大同小异，只是触点电流相对更小，触点密封，不受尘埃、潮气及有害气体污染，可靠性也大大提高，见图1.27。

图1.26　电磁继电器和接触器

图1.27　干簧继电器

继电器和接触器的常见故障是触点接触电阻大、触点烧死、触点闭合时开路，测试时可以通过给线圈施加额定电压，检测触点的导通和闭合情况，可以使用万用表的欧姆挡测量触点导通时的电阻，如无异常，基本接近0Ω，如果10Ω以上，则视为故障。如果触点可见，应急维修可将触点的烧蚀氧化部分锉掉，露出金属光泽，继电器或接触器可重新投入使用，为保险起见，建议更换新件为好。