2009年4月20日星期一
梦
从我们机缘巧合的相识在先声,我天真的把自己的照片第一次也是最后一次扫描给我的网友
那时候伊拉克战争开始了 到现在这场旷日持久的战争还没结束 美军还没有撤出伊境 这些都不管我这小平民的事
我想讲 在这个时候 我遇见了值得我爱一生的人 我不断的告诉自己 她也爱我
我似乎不懂什么是感情 可我“静放电” 乱说一通 表达自己真的喜欢她 我一有时间就跑去网吧 我想读一下邮件 看一下她的情况 我几乎忘记了自己还在上学 忘记了自己得准备毕业 忘记了自己面临人生的一次重要抉择 不顾一切的表达自己对她是多么的眷顾 多么的爱恋 我痴迷于读到她的信息 完全忘记了 泰安离南京仅咫尺 完全忘记了 邮件不如见面 完全忘记了 我们最终目标是在一起
痴痴傻傻 南辕北辙 去到了北京 这个傻* 竟然默视爱情 选择继续学习 这个傻* 竟然不明白快乐的源泉 选择了北京 这个傻× 竟然不明白那偶然的际遇 选择了擦肩 这个傻× 竟然不明白什么是责任 选择了对爱的盲目依赖 还是这个傻× 竟然不懂得对爱的积累 竟然赌气 竟然不知天高地厚的气她 竟然像傻博士一样 跟心爱的人讨价还价 还是这个傻× 至今仍然被心爱的人拒在门外 还是这个傻× 他那原本深沉的爱 表现的却如此苍白 他那心爱的人啊 已被他伤透了 再也不想给他任何机会 甚至连电话都不告诉他 甚至连q友都不肯加他
那个不懂得珍惜的家伙 至今仍然生活在悔恨中 因为他找不到弥补的方法 他像喝了忘情水一样 什么都记不起 可他唯独忘不了她
2009年3月22日星期日
误差、精度与不确定度
在此略作论述,希望能引起大家讨论。
一、误差的基本概念:
1.误差的定义:
误差=测得值-真值;
因此,误差是一个值,数学上就是坐标轴上的一个点,是具有正负号的一个数值。
2.误差的表示方法:
2.1 绝对误差:
绝对误差=测量值-真值(约定真值)
在检定工作中,常用高一等级准确度的标准作为真值而获得绝对误差。
如:用一等活塞压力计校准二等活塞压力计,一等活塞压力计示值为100.5N/cm2,二等活塞压力计示值为100.2N/cm2,
则二等活塞压力计的测量误差为-0.3N/cm2。
2.2 相对误差:
相对误差=绝对误差/真值X100%
相对误差没有单位,但有正负。
如:用一等标准水银温度计校准二等标准水银温度计,一等标准水银温度计测得20.2℃,二等标准水银温度计测得20.3℃,则二等标准水银温度计的相对误差为0.5%。
2.3 引用误差:
引用误差=示值误差/测量范围上限(或指定值)X100%
引用误差是一种简化和实用方便的仪器仪表示值的相对误差。
如测量范围上限为3000N的工作测力计,在校准示值2400N处的示值为2392.8N,则其引用误差为-0.3%。
3.误差的分类:
3.1 系统误差:在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。
3.2 随机误差:测量结果与在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。
3.3 粗大误差:超出在规定条件下预期的误差。
二、精度:
1.精度细分为:准确度:系统误差对测量结果的影响。精密度:随机误差对测量结果的影响。精确度:系统误差和随机误差综合后对测量结果的影响。精度是误差理论中的说法,与测量不确定度是不同的概念,在误差理论中,精度定量的特征可用目前的测量不确定度(对测量结果而言)和极限误差(对测量仪器仪表)来表示。对测量而言,精密度高的准确度不一定高,准确度高的精密度不一定高,但精确度高的准确度与精密度都高,精度是精确度的简称。目前,不提倡精度的说法。
三、测量不确定度:
1.定义:表征合理地赋予被测量之值地分散性,与测量结果相联系地参数。
(1)此参数可以是诸如标准差或其倍数,或说明了置信水准的区间的半宽度。
(2)测量不确定度由多个分量组成。其中一些分量可用测量列结果的统计分布估算,并用实验标准差表征。另一些分量则可用基于经验或其他信息的假定概率分布估算,也可用标准偏差表征。
(3)测量结果应理解为被测量之值的最佳估计,而所有的不确定度分量均贡献给了分散性,包括那些由系统效应引起的(如,与修正值和参考测量标准有关的)分量。
由此可以看出,测量不确定度与误差,精度在定义上是不同的。因此,其概念上的差异也造成评价方法上的不同。
四、测量误差和测量不确定度的主要区别
1.定义上的区别:误差表示数轴上的一个点,不确定度表示数轴上的一个区间;
2.评价方法上的区别:误差按系统误差与随机误差评价,不确定度按A类B类评价;
3.概念上的区别:系统误差与随机误差是理想化的概念,不确定度只是使用估计值;
4.表示方法的区别:误差不能以±的形式出现,不确定度只能以±的形式出现;
5.合成方法的区别:误差以代数相加的方法合成,不确定度以方和根的方法合成;
6.测量结果的区别:误差可以直接修正测量结果,不确定度不能修正测量结果;误差按其定义,只和真值有关,不确定度和影响测量的因素有关;
7.得到方法的区别:误差是通过测量得到的,不确定度是通过评定得到的;
8.操作方法的区别:系统误差与随机误差难于操作,不确定评定易于操作;
误差与测量不确定度是相互关联的,就是说,测量误差也包含不确定度,反之,评定得到的不确定度也还是有误差。
精度是按照误差的分类进行评价的,但在误差合成的方法上与测量不确定度是不同的,系统误差按照代数和合成,随机误差按方和根法合成,而系统误差与随机误差的合成则有按标准差合成的,有按极限误差合成的。因此,其合成的方法并不统一。
目前,在测量领域,国际上通用的是测量不确定度方法,精度的说法目前已经不再使用,本贴希望通过一些简单的介绍,能够对大家在误差,精度及测量不确定度的概念上有所明确,不致引起一些错误有所帮助。
2009年3月18日星期三
接近开关的用途及分类
接近开关有两线、三线之分,三线制的有PNP、NPN两种接法,分别对应相应的PLC输入点,比如源型和漏型的输入点。接线时可以根据线的颜色区分,棕色或者红色接电源正极,蓝色接电源负极,黑色接输入信号。
一、 性能特点
在各类开关中,有一种对接近它物件有“感知”能力的元件——位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的,这就是接近开关。
当有物体移向接近开关,并接近到一定距离时,位移传感器才有“感知”,开关才会动作。通常把这个距离叫“检出距离”。不同的接近开关检出距离也不同。
有时被检测验物体是按一定的时间间隔,一个接一个地移向接近开关,又一个一个地离开,这样不断地重复。不同的接近开关,对检测对象的响应能力是不同的。这种响应特性被称为“响应频率”。
二、 种类
因为位移传感器可以根据不同的原理和不同的方法做成,而不同的位移传感器对物体的“感知”方法也不同,所以常见的接近开关有以下几种:
1. 涡流式接近开关
这种开关有时也叫电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场
接近开关时,使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关,使开关内部电路参数发生变化,由此识别出有无导电物体移近,进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。
2. 电容式接近开关
这 种开关的测量通常是构成电容器的一个极板,而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时,不 论它是否为导体,由于它的接近,总要使电容的介电常数发生变化,从而使电容量发生变化,使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化,由此便可控制开关的接 通或断开。这种接近开关检测的对象,不限于导体,可以绝缘的液体或粉状物等。
3. 霍尔接近开关
霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关,叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时,开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化,由此识别附近有磁性物体存在,进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。
4. 光电式接近开关
利用光电效应做成的开关叫光电开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面(被检测物体)接近时,光电器件接收到反射光后便在信号输出,由此便可“感知”有物体接近。
5. 热释电式接近开关
用能感知温度变化的元件做成的开关叫热释电式接近开关。这种开关是将热释电器件安装在开关的检测面上,当有与环境温度不同的物体接近时,热释电器件的输出便变化,由此便可检测出有物体接近。
6. 其它型式的接近开关
当 观察者或系统对波源的距离发生改变时,接近到的波的频率会发生偏移,这种现象称为多普勒效应。声纳和雷达就是利用这个效应的原理制成的。利用多普勒效应可 制成超声波接近开关、微波接近开关等。当有物体移近时,接近开关接收到的反射信号会产生多普勒频移,由此可以识别出有无物体接近。
三、 主要用途
接近开关在航空、航空、航天技术以及工业生产中都有广泛的应用。在日常生活中,如宾馆、饭店、车库的自动门,自动热风机上都有应用。在安全防盗方面,如资料
档案、财会、金融、博物馆、金库等重地,通常都装有由各种接近开关组成的防盗装置。在测量技术中,如长度,位置的测量;在控制技术中,如位移、速度、加速度的测量和控制,也都使用着大量的接近开关。
四、 选用注意事项
在 一般的工业生产场所,通常都选用涡流式接近开关和电容式接近开关。因为这两种接近开关对环境的要求条件较低。当被测对象是导电物体或可以固定在一块金属物 上的物体时,一般都选用涡流式接近开关,因为它的响应频率高、抗环境干扰性能好、应用范围广、价格较低。若所测对象是非金属(或金属)、液位高度、粉状物 高度、塑料、烟草等。则应选用电容式接近开关。这种开关的响应频率低,但稳定性好。安装时应考虑环境因素的影响。若被物为导磁材料或者为了区别和它在一同 运动的物体而把磁钢埋在被测物体内时,应选用霍尔接近开关,它的价格最低。
在环境条件比较好、无粉尘污染的场合,可采用光电接近开关。光电接近开关工作时对被测对象几乎无任何影。因此,在要求较高的传真机上,在烟草机械上都被广泛地使用。
在防盗系统中,自动门通常使用热释电接近开关、超声波接近开关、微波接近开关。有时为了提高识别的可靠性,上述几种接近开关往往被复合使用。
无论选用哪种接近开关,都应注意对工作电压、负载电流、响应频率、检测距离等各项指标的要求。
PNP与NPN型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止,输出两种状态,属于开关型传感器。但输出信号是截然相反的,即高电平和低电平。NPN输出是低电平0,PNP输出的是高电平1。
PNP与NPN型传感器(开关型)分为六类:
1、NPN-NO(常开型)
2、NPN-NC(常闭型)
3、NPN-NC+NO(常开、常闭共有型)
4、PNP-NO(常开型)
5、PNP-NC(常闭型)
6、PNP-NC+NO(常开、常闭共有型)
PNP与NPN型传感器一般有三条引出线,即电源线VCC、0V线(参考点),out信号输出线。
2009年2月28日星期六
光耦合器基本知识
1.光耦合器的主要优点
信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。光耦合器是70 年代发展起来产新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离 、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构 成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。
十几年来,新型光耦合器不断涌现,满足了各种光控制的要求。其应用范围已扩展到计测仪器,精密仪器,工业用电子仪器,计算机及其外部设备、通信机、信号机和道路情报系统,电力机械等领域。这里侧重介绍该器件的工作特性,驱动和输出电路及部分实际应用电路。近年来问世的线性光耦合器能够传输连续变化的模拟电压或模拟电流信号,使其应用领域大为拓宽。下面分别介绍光耦合器的工作原理及检测方法。
2. 光耦合器的性能及类型
用于传递模拟信号的光耦合器的发光器件为二极管、光接收器为光敏三极管。当有电流通过发光二极管时,便形成一个光源,该光源照射到光敏三极管表面上,使光 敏三极管产生集电极电流,该电流的大小与光照的强弱,亦即流过二极管的正向电流的大小成正比。由于光耦合器的输入端和输出端之间通过光信号来传输,因而两 部分之间在电气上完全隔离,没有电信号的反馈和干扰,故性能稳定,抗干扰能力强。发光管和光敏管之间的耦合电容小(2pf左右)、耐压高(2.5KV左右),故共模抑制比很高。输入和输出间的电隔离度取决于两部分供电电源间的绝缘电阻。此外,因其输入电阻小(约10Ω),对高内阻源的噪声相当于被短接。因此,由光耦合器构成的模拟信号隔离电路具有优良的电气性能。
事实上,光耦合器是一种由光电流控制的电流转移器件,其输出特性与普通双极型晶体管的输出特性相似,因而可以将其作为普通放大器直接构成模拟放大电路,并 且输入与输出间可实现电隔离。然而,这类放大电路的工作稳定性较差,无实用价值。究其原因主要有两点:一是光耦合器的线性工作范围较窄,且随温度变化而变 化;二是光耦合器共发射极电流传输系数β和集电极反向饱和电流ICBO(即暗电流)受温度变化的影响明显。因此,在实际应用中,除应选用线性范围宽、线性度高的光耦合器来实现模拟信号隔离外,还必须在电路上采取有效措施,尽量消除温度变化对放大电路工作状态的影响。
从光耦合器的转移特性与温度的关系可以看出,若使光耦合器构成的模拟隔离电路稳定实用,则应尽量消除暗电流(ICBO)的影响,以提高线性度,做到静态工作点IFQ随温度的变化而自动调整,以使输出信号保持对称性,使输入信号的动态范围随温度变化而自动变化,以抵消β值随温度变化的影响,保证电路工作状态的稳定性。
2009年2月27日星期五
手机万能充电器电路原理


由 于各型号手机所附带的充电器插口不同,以造成各手机充电器之间不能通用。当用户手机充电器损坏或丢失后,无法修复或购不到同型号充电器,使手机无法使用。 万能充电器厂家看到这样的商机,就开发生产出手机万能充电器,该充电器由于其体积小、携带方便,操作简单,价格便宜,适合机型多,深受用户的欢迎。下面以 深圳亚力通实业有限公司生产的四海通S538型万能充电器为例,介绍其工作原理和维修方法。该充电器在市场上占有率较高,又没有随机附带电路图,给维修带 来一定的难度,本文根据实物测绘出其工作原理图,见附图,供维修时参考。
四海通S538型万能充电器在外观设 计上比较 独特,面板上采用透明塑料制作的半椭圆形夹子,透明塑料面板上固定有两个距离可调节的不锈钢簧片作为充电电极。面板的尾部并排有1个测试开关(极性转换开 关)和4个状态指示灯,用户根据需要可以调节充电器电极距离和输出电压极性,并通过状态指示灯可方便看出电池的充电情况。
一、工作原理
该 充电器电路主要由振荡电路、充电电路、稳压保护电路等组成,其输入电压AC220V、50/60Hz、40mA,输出电压DC4.2V、输出电流在 150mA~180mA。在充电之前,先接上待充电池,看充电器面板上的测试指示灯是否亮?若亮,表示极性正确,可以接通电源充电;否则,说明电池的极性 和充电器输出电压的极性是相反的,这时需要按一下极性转换开关AN1(测试键)才行。具体电路原理如下。
1.振荡电路
该 电路主要由三极管VT2及开关变压器T1等组成。接通电源后,交流220V经二极管VD2半波整流,形成100V左右的直流电压。该电压经开关变压器T的 卜1初级绕组加到了三极管VT2的c极,同时该电压经启动电阻R4为VT2的b极提供一个正向偏置电压,使VT2导通。此时,三极管VT2和开关变压器 T1组成的间歇振荡电路开始工作,开关变压器T的1-1初级绕组中有电流通过。由于正反馈作用,在变压器T的1-2绕组感应的电压通过反馈电阻R1和电容 C1加到VT2的b极,使三极管VT2的b极导通电流加大,迅速进人饱和区。随着电容C1两端电压不断升高,VT1的b极电压逐渐降低,使三极管VT2逐 渐退出饱和区,其集电极电流开始减少,变压器T的1-1初级绕组中产生的磁通量也开始减少。在变压器T的1-2绕组感应的负反馈电压,使VT2迅速截止, 完成一个振荡周期。在VT2进入截止期间,变压器T的1-3绕组就感应出一个5.5V左右的交流电压,作为后级的充电电压。
2.充电电路
该 电路主要由一块软塑封集成块IC1(YLT539)和三极管VT3等组成。从变压器T的1-3绕组感应出的交流电压5.5V经二极管VD3整流、电容C3 滤波后,输出一个直流8.5V左右电压(空载时),该电压一部分加到三极管VT3的e极;另一部分送到软塑封集成块IC1(YLT539)的1脚,为其提 供工作电源。集成块IC1有了工作电源后开始启动工作,在其8脚输出低电平充电脉冲,使三极管VT3导通,直流8.5V电压开始向电池E充电。
当 待充电池E电压低于4.2V时,该电压经取样电阻R11、R12分压后,加到集成块IC1的6脚上,该电压低于集成块IC1内部参考电压越多,集成块 IC1的8脚输出的电平越低,三极管VT3的b极电位也越低,其导通量越大,直流电压(8.5V)经极性转换开关S1向电池E快速充电。由于集成块IC1 的2、3、4脚和电容C4共同组成振荡谐振电路,其2脚输出的振荡脉冲经电阻R16送至充电指示灯LED1(绿)的正极,其负极接到集成块IC1的8脚。 在电池刚接人电路时,集成块IC1的8脚输出的电平越低,充电指示灯LED1闪烁发光强。随着充电时间延长,电池所充的电压慢慢升高,集成块IC1的8脚 输出电压慢慢升高,充电指示灯LED1闪烁发光逐渐变弱。
当电池E慢慢充到4.2V左右时,集成块IC1的6脚电位也达到其内部的参考电压1.8V。此时,集成块IC1内部电路动作,使其8脚电压输出高电平,三极管VT3截止,充电指示灯LED1不再闪烁发光而熄灭,充满指示灯LED2(绿)由灭变亮。
3.稳压保护电路
该电路主要由三极管VT1、稳压二极管VDZ1等组成。
过 压保护:当输出电压升高时,在变压器T的1-2反馈绕组端感应的电压就会升高,则电容C2所充电压升高。当电容C2两端电压超过稳压二极管VDZ1的稳压 值时,稳压二极管VDZ1击穿导通,三极管VT2的基极电压拉低,使其导通时间缩短或迅速截止,经开关变压器T1耦合后,使次级输出电压降低。反之,使输 出电压升高,从而确保输出电压稳定。
过流保护:在接通电源瞬间或当某种原因使三极管VT2的电流过大时,在 R5、R6 上的压降就大,使过流保护管VT1导通,VT2截止,从而有效防止开关管VT1因冲击电流过大而损坏。同时电阻R6上的压降,使电容C2两端电压升高,此 后过流保护过程与稳压原理相同,这里不再重复。三极管VT1是过流保护管,R5、R6是VT2的过流取样保护电阻。
二、常见故障检修
例1:接上待充电池及电源后,电源PW指示灯LED3及测试指示灯TEST LED4亮,而充电LED1及充满指示灯LED2不亮,无电压输出,不能给电池充电。
分析检修:这种故障多是充电器开关振荡电路没有工作所致。在实际检修过程中,发现开关管VT2和电阻R6损坏最多。一般情况下,电池E的充电电路工作电压较低,其元件损坏的概率不是很大,也就是开关变压器T1的次级之后电路的损坏概率不是很大。
例2:接上待充电池及电源后,各状态指示灯显示正常,但就是充不进电或充电时间长。
分 析检修:这种故障多是三极管VT3(8550)损坏,用正常管子换上后,即可排除故障。如果三极管VT3正常,再用表测电容C3(100μF/16V) 两端电压,正常在直流8.5V左右。若电压正常,应检查电阻R7或集成块IC1,集成块IC1各引脚正常参数如附表所示。若电压低,再测开关变压器T1次 级输出电压,正常在交流5.5V左右。若电压正常,说明电容C3或整流二极管VD3损坏;若电压低,应检查开关变压器T1及其前级各元件。
手机充电器电路原理图及充电器的安全标准


分析一个电源,往往从输入开始着手。220V交流输入,一端经过一个4007半波整流,另一端经过一个10欧的电阻后,由10uF电容滤波。这个 10欧的电阻用来做保护的,如果后面出现故障等导致过流,那么这个电阻将被烧断,从而避免引起更大的故障。右边的4007、4700pF电容、82KΩ电 阻,构成一个高压吸收电路,当开关管13003关断时,负责吸收线圈上的感应电压,从而防止高压加到开关管13003上而导致击穿。13003为开关管 (完整的名应该是MJE13003),耐压400V,集电极最大电流1.5A,最大集电极功耗为14W,用来控制原边绕组与电源之间的通、断。当原边绕组 不停的通断时,就会在开关变压器中形成变化的磁场,从而在次级绕组中产生感应电压。由于图中没有标明绕组的同名端,所以不能看出是正激式还是反激式。不 过,从这个电路的结构来看,可以推测出来,这个电源应该是反激式的。左端的510KΩ为启动电阻,给开关管提供启动用的基极电流。13003下方的10Ω 电阻为电流取样电阻,电流经取样后变成电压(其值为10*I),这电压经二极管4148后,加至三极管C945的基极上。当取样电压大约大于1.4V,即 开关管电流大于0.14A时,三极管C945导通,从而将开关管13003的基极电压拉低,从而集电极电流减小,这样就限制了开关的电流,防止电流过大而 烧毁(其实这是一个恒流结构,将开关管的最大电流限制在140mA左右)。变压器左下方的绕组(取样绕组)的感应电压经整流二极管4148整流,22uF 电容滤波后形成取样电压。为了分析方便,我们取三极管C945发射极一端为地。那么这取样电压就是负的(-4V左右),并且输出电压越高时,采样电压越 负。取样电压经过6.2V稳压二极管后,加至开关管13003的基极。前面说了,当输出电压越高时,那么取样电压就越负,当负到一定程度后,6.2V稳压 二极管被击穿,从而将开关13003的基极电位拉低,这将导致开关管断开或者推迟开关的导通,从而控制了能量输入到变压器中,也就控制了输出电压的升高, 实现了稳压输出的功能。而下方的1KΩ电阻跟串联的2700pF电容,则是正反馈支路,从取样绕组中取出感应电压,加到开关管的基极上,以维持振荡。右边 的次级绕组就没有太多好说的了,经二极管RF93整流,220uF电容滤波后输出6V的电压。没找到二极管RF93的资料,估计是一个快速回复管,例如肖 特基二极管等,因为开关电源的工作频率较高,所以需要工作频率的二极管。这里可以用常见的1N5816、1N5817等肖特基二极管代替。同样因为频率高 的原因,变压器也必须使用高频开关变压器,铁心一般为高频铁氧体磁芯,具有高的电阻率,以减小涡流。
1 移动通信手持机锂电池的安全要求和试验方法
1.1 一般要求
本标准对电池的电路和结构设计提出了一些建议,希望生产厂家在电池的设计环节能充分考虑到电池的安全性。
1.1.1 绝缘与配线
常见的电池外壳都是非金属的,但有的电池也采用金属外壳,后种情况下电池的电极终端与电池的金属外壳之间的绝缘电阻在500V直流电压下测量应大于5M,除非电池的电极终端与电池的金属外壳有连通。
手机电池并非电池芯的简单组合,电池芯之外还有保护电路和控制电路,其内部配线及绝缘应充分满足预计的最大电流、电压和温度的要求,配线的排布应保证端子之间有足够的间隙和绝缘穿透距离,内部连接的整体性能应充分满足可能发生误操作时的安全要求。
1.1.2 泄放
泄 放的含义即电池或电池芯内部的过高压力在安全阀处释放以防止其破裂或爆炸。标准要求电池
或电池芯在内部压力过高达到一定限值时能以一定的速率将压力泄放以 防止电池的破裂、爆炸和
自燃。如果电池的电池芯被封装在外壳内,则该封装的形式和封装的方法在正常操作过程中不应
引起电池过热,也不应约束内部压力的泄 放。
1.1.3 温度/电流管理
电池充电过程中,电池和充电器内部的电路都会产生热量,若散热不佳导致热量聚集会影响电池正常的化学反应过程,造成电池的热失效,因此,电池的设计应能防止电池温度的异常上升。必要时,电池的充电和放电应设定安全限流,防止电流过大而产生过多热量。
1.1.4 终端连接
电池外壳应清晰地标明终端的极性。终端的尺寸大小和形状应能确保承载预计的最大电流。外部终端表面应采用机械性能良好并耐腐蚀的导电材料。终端应设计成最不可能发生短路的样式。
1.1.5 电池芯装配成电池
电 池芯与所装配电池的容量应紧密匹配,装配在同一电池里的电池芯应结构相同,化学成分相同,并且是同一厂家生产的。不同厂家生产的电池芯在电解液和电极材料 等方面均会有所差异,如此规定的目的是为了保证装配在同一电池中电池芯的一致性,防止落后电池芯造成整个电池技术指标和安全性能的下降。
1.2 正常使用时的安全要求
考虑到试验的一致性及各电池试验结果具有可比性,试验所用电池芯或电池的生产日期应在3个月以内,但并不表示电池3个月后安全性能会下降。常态试验在20℃±5℃的环境温度下进行。
1.2.1 连续低倍率充电
完全充电的电池芯以额定的低倍率电流0.01C5 A持续充电28天后,应不起火、不爆炸、不漏液。
1.2.2 振动
用完全充电的电池芯或电池进行X、Y、Z三个方向的振动试验,振动源单振幅0.76mm (双振幅1.52mm), 频率变化率1Hz/min, 频率范围10Hz到55Hz,往返振动90 min±5min后,电池应不起火、不爆炸、不漏液。
1.2.3 高温性能
完全充电的电池置于70℃±2℃恒温箱中,保持7小时,然后取出置于室温条件下,检查其外观,其外壳应无变形或其变形不会导致电池内部元件暴露出来。
1.2.4 温度循环
完全充电的电池或电池芯置于可强制调温的恒温箱中,按下列程序做 -20℃ 到 +75℃ 的温度循环:
(1)30min内使恒温箱的温度升到75℃±2℃,并在此温度下保持4h;
(2)30min内使恒温箱的温度降到20℃±5℃,并在此温度下保持2h;
(3)30min内使恒温箱的温度降到 -20℃±2℃,并在此温度下保持4h;
(4)30min内使恒温箱的温度升到20℃±5℃,并在此温度下保持2h;
(5)再重复1-4的步骤做4个循环;
(6)第5次循环完成后,电池保存2h再作检查,应符合相关要求。
该试验可以在一个可强制调温的恒温箱中进行,也可以在3个不同温度的恒温箱之间进行。试验后,电池芯或电池应不起火、不爆炸、不漏液。
1.2.5 低压性能
完全充电的电池芯置于温度为20℃±5℃ 的真空干燥箱中,抽真空使气压小于11.6kpa后保持6小时后,应不起火、不爆炸、不漏液。
1.3 可能发生误操作时的安全要求
1.3.1 外部短路
完 全充电的电池或电池芯分别在20℃±5℃和55℃±5℃的环境中放置 2h。然后,用连线短接每个电池芯或电池的正负极终端并确保全部外部电阻小于100mΩ。短接后,保持24h,到电池芯或电池外壳的温度下降到电池芯或电 池原始温度+电池芯或电池短路后的最大温升×20%。试验后,电池或电池芯应不起火、不爆炸。
1.3.2 自由跌落
完全充电的电池芯或电池以任意方式从1米高处自由跌落到水泥地面3次后,应不起火、不爆炸。
1.3.3 机械碰撞
在 20℃±5℃环境中,完全充电的电池承受X、Y、Z三个方向的碰撞。如果电池只有两个对称轴,只作两个方向的碰撞。在最初3ms内的平均加速度应 ≥75gn,最高加速度应在125gn 和 175gn之间。碰撞1000次±10次后,电池应不起火、不爆炸、不漏液。
1.3.4 热冲击
完全充电的电池芯,置于一个烘箱中加热。烘箱的温度以(5±2)℃/min的速率上升至130℃±2℃,保持10min,电池芯应不起火、不爆炸。
1.3.5 耐挤压性能
完 全充电的电池芯置于两平行平板间,施加挤压力为13kN±1kN,一旦达到最大压力或压力突然下降1/3,即可卸压。对圆形或方形电池芯进行挤压试验时, 要使电池芯的纵轴与挤压设备扁平表面保持平行。方形电池芯要沿其纵轴旋转90°,以便电池芯的宽边和窄边都能受到挤压的作用,外壳为铝塑复合膜的电池芯只 做宽面的挤压。试验后,电池芯应不起火、不爆炸。
1.3.6 冲击
完全充电的电池芯置于一个扁平表面上,将一 个半径为8mm、质量为10kg的棒垂直置于样品中心的正上方,从600mm 高度处落下作用到样品上。圆柱形或方形电池芯在接受冲击试验时,其纵轴要平行于扁平表面,垂直于棒的纵轴。方形电池芯要沿其纵轴旋转90°,以便电池芯的 宽边和窄边都能受到冲击作用。外壳为铝塑复合膜的电池芯只做宽面的冲击试验。每只样品只能接受一次冲击试验,每次试验只能使用一只样品。试验后,电池芯应 不起火、不爆炸。
1.3.7 过充性能
完全放电的电池芯,以≥10V的电压、0.2C5A的电流充电12.5h后,应不起火、不爆炸。
1.3.8 强制放电性能
完全放电的电池芯承受1C5A电流强制放电90min后,应不起火、不爆炸。
外部短路试验、自由跌落试验、热冲击试验、耐挤压性能试验、冲击试验、过充性能试验、强制放电性能试验是破坏性试验,电池或电池芯的外壳均可能发生变化,漏液很难避免,但尚未影响安全性,因此标准中对这些试验没有要求不漏液。
1.4 安全标识
安全标识的作用应引起足够的重视,电池本身应具有安全警示,并且附加适当的警告声明,需检查确认标识的一致性。另外,电池的说明书中应写清合适的使用指导和推荐的充电方法等。
2 移动通信手持机锂电池充电器的安全要求和试验方法
市 场上的电池充电器形色各异,有的使用电源线,有的不使用。直接插入式充电器不使用电源线,电源插头和充电器外壳构成一完整部件,其重量靠墙上插座来承载, 市场上常见的“坐充”就是这类充电器。使用电源线的充电器,与电源连接的方式又分两种:可拆卸的和不可拆卸的。可拆卸的电源软线利用适当的电器连接器与充 电器连接以供电,不可拆卸的电源软线固定在充电器上或与充电器装配在一起来供电。
市场中有的产品称为充电器,但实际上是适配器, 我们有必要区分这两种功能。适配器主要是把交流市电转换成直流电,根据电池的规格提供相应的电压电流,一般采用恒压恒流方式,能够隔离主电压和危险电压, 对市电波动有一定耐受力,需要时可安全关断。而充电器的主要功能是把充电电流限制在一个安全水平上,主要采用恒流方式,能检测充电的完成,根据某种算法终 止充电以延长电池寿命,若发现电池异常可终止充电。这两种功能可分别实现,也可组合在一个物理实体中。GSM手机通常包含充电功能,与手机配套的只需适配 器,而CDMA手机往往不包含充电功能,这样减少了手机设计的复杂性和工作状态时产生的热量。理解这些概念有助于更有针对性地使用该标准。
2.1交流输入电压
充电器的额定输入电压为交流220 V,频率为50 Hz,为了保证安全性,充电器应能承受市电一定范围内的波动,标准中要求的电压波动范围是其额定值的85 %~110 %,频率的波动范围是±2 Hz。
2.2 电源线组件
(1)电源线组件应符合GB2099的要求;
(2)电源线组件的额定值应大于充电器电源要求的额定值;
(3)电源软线的导线截面积应不小于0.75mm2;
(4)电源线组件中的电源软线应符合下列要求:
*如果电源软线是橡皮绝缘,则应是合成橡胶,应符合GB5013对通用橡胶护套软电缆的要求;
*如果电源软线是聚氯乙烯绝缘的,应符合GB5023对轻型聚氯乙烯护套软线的要求。
2.3 隔离变压器
安全隔离变压器在构造上应保证在出现单一绝缘故障和由此引起的其他故障时,不会使安全特低电压绕组上出现危险电压。隔离变压器应按照GB4943中附录C的有关规定进行试验。
2.4 说明和标牌的要求
2.4.1 一般要求
厂 家应向用户提供足够的资料,以确保用户在按厂家的规定使用时,不会引起本标准范围内的危险。应使用标准简体中文书写。标记应是耐久和醒目的,能承受标记耐 久性试验。首先用一块蘸有水的棉布擦拭15s,然后再用一块蘸有汽油的棉布擦拭15s,标牌应清晰,不应轻易被揭掉,不应出现卷边。
2.4.2 说明书
厂家应提供必要的使用说明书,对充电器在操作、维修、运输或储存时有可能引起危险的情况提醒用户特别注意。
2.5 结构设计要求
2.5.1 稳定性
直 接插在墙壁插座上、靠插脚来承载其重量的充电器,不应使墙壁插座承受过大的应力。可通过插座应力试验检验其是否合格。充电器应按正常使用情况,插入到一个 已固定好的没有接地接触件的插座上,该插座可以围绕位于插座啮合面后面8mm的距离处,与管件接触件中心线相交的水平轴线转动。为保持啮合面垂直而必须加 到插座上的附加力矩不应超过0.25Nm。
2.5.2 结构细节
电池极性接反以及强制充电或放电可能导致危险,所以在设计上应有防止极性接反以及防止强制充放电的措施。将起保护作用的任何元件一次一个地短路或开路,并强迫充放电各2小时,充电器应不起火、不爆炸。
2.5.3 防触及性(电击及能量危险)
充电器正常使用时应具有防触及性,防止电击及能量危险。
如果特低电压电路的外部配线的绝缘是操作人员可触及的,则该配线应:
*不会受到损坏或承受应力;
*不需要操作人员接触。
2.5.4 连接布线
(1)对使用不可拆卸的电源软线的充电器应装有紧固装置:
*导线在连接点不承受应力;
*导线的外套不受磨损;
*电源软线应能承受拉力试验,电源软线应承受30N的稳定拉力25次,拉力沿最不利的方向施加,每次施加时间为1s,电源软线应不被拉断;
*电源软线紧固装置应由绝缘材料制成,或由具有符合附加绝缘要求的绝缘材料的衬套制成。
(2) 电源软线入口开孔处应装有软线入口护套,或者软线入口或衬套应具有光滑圆形的喇叭口,喇叭口的曲率半径至少等于所连接最大截面积的软线外径的1.5倍。
软线入口护套应:
*设计成防止软线在进入充电器入口处过分弯曲;
*用绝缘材料制成;
*采用可靠的方法固定;
*伸出充电器外超过入口开孔的距离至少为该软线外径的5倍,或者对扁平软线,至少为该软线截面长边尺寸的5倍。
2.6 外壳表面
当 用户碰触到电池外壳时,其温度不应造成用户的突然反应使他受伤,人对温度的反应不仅是度数的高低,还取决于外壳材料的传导特性和热容量,60℃的金属外壳 比70℃的塑料外壳感觉要烫,UL和IEC的相关标准中对非金属外壳温升的规定不超过50℃,而手机电池的外壳绝大部分是非金属材料,因此本标准借鉴了该 规定,要求如下:充电器额定工作2小时后,测量其外壳表面温度变化小于1℃/h即认为温度稳定,此时测量其外壳表面温升应小于50℃。
2.7 输出短路保护
充电器应有短路的自动保护功能。将充电器输出短路,充电器应能自动保护,故障排除后应能自动恢复工作。
2.8 绝缘电阻
在常温条件下,用绝缘电阻测试仪直流500 V电压,对充电器主回路的一次电路对外壳、二次电路对外壳及一次电路对二次电路进行测试,充电器的绝缘电阻应不低于2 MΩ。
2.9 绝缘强度
用耐压测试仪对充电器进行绝缘强度试验,且充电器必须是在进行完绝缘电阻试验并符合要求后才能进行绝缘强度的试验。
一 次电路对外壳、一次电路对二次电路应能承受50 Hz、有效值为1500 V的交流电压(漏电流≤10 mA),二次电路对外壳应能承受50 Hz、有效值为500 V的交流电压(漏电流≤10 mA),应无击穿与无飞弧现象。试验电压应从小于一半规定电压值处逐步升高,达到规定电压值时持续1 min。
2.10 异常工作及故障条件下的要求
充电器的设计应能尽可能限制因机械、电气过载或故障、异常工作或使用不当而造成起火或电击危险。变压器过载试验按照GB4943中附录C1的要求进行。可模拟下列故障条件:
*一次电路中任何元器件的失效;
*二次电路中任何元器件的失效。
2.11 材料的可燃性要求
充 电器外壳和印制板及元器件所用的材料应能使引燃危险和火焰蔓延减小到最低限度,为V-2级或更优等级。在进行耐热及防火试验时,V-0级材料可以燃烧或灼 热,但其持续时间平均不超过5s,在燃烧时所释放的灼热微粒或燃烧滴落物不会使脱脂棉引燃。V-1级材料可以燃烧或灼热,但其持续时间平均不超过25s, 在燃烧时所释放的灼热微粒或燃烧滴落物不会使脱脂棉引燃。V-2级材料可以燃烧或灼热,但其持续时间平均不超过25s,在燃烧时所释放的灼热微粒或燃烧滴 落物会使脱脂棉引燃。进行本试验时可能会冒出有毒的烟雾,在适用的情况下,试验可以在通风柜中进行,或者在通风良好的房间内进行,但是不能出现可能使试验 结果无效的气流。
试验火焰应利用本生灯获得,本生灯灯管内径为9.5mm±0.5mm,灯管长度从空气主进口处向上约为 100mm。本生灯要使用热值约为37MJ/m3的燃气。应调节本生灯的火焰,使本生灯处于垂直位置,同时空气进气口关闭时,火焰的总高度约为20mm。 火焰顶端应与样品接触,烧30s,然后移动火焰停烧60s,再在同一部位烧30s。
在试验期间,当试验火焰第二次撤离后,样品延续燃烧不应超过1min,且样品不应完全烧尽。
2.12 自由跌落试验
充电器从1m高度处自由跌落到硬木表面3次,其表面应无裂痕等损坏。
2.13 湿热试验
试验方法按GB/T 2423.9 – 2001 中“试验 Cb” 的要求进行。产品无包装,试验严酷等级为:温度 40 ℃±2 ℃,相对湿度(93±3)%RH,试验持续时间为2 d。试验后应符合4.7.2的要求。
3 小结
本 标准在制订过程中借鉴了国际相关标准,如IEC62133、IEC61960、UL1642、UL2045等,参考了GB 4943 – 2001《信息技术设备的安全》等标准,力求标准条款适合我国国情,试验方法具有可操作性。本标准在编制过程中遵循了《ISO技术工作导则》中的可证实原 则:即规定的技术要求能用试验方法加以论证,若暂时没有科学的方法进行试验或检验,以及不能稳定可靠地得出确切检验结果时,就不将这样的条款列进标准。
部 分安全试验分别针对锂电池和锂电池芯,因此该标准对锂电池和锂电池芯分别进行了定义。充电器的安全性不能仅仅通过输出特性的检查来确定,因为输出特性良好 并不能保障充电器的可靠性,所以该标准规定对充电器的全面性能进行考察,包括对变压器、电源线等元器件的安全要求和结构设计要求。充电器应保证在故障条件 下都不对人身安全构成威胁,所以该标准对此做了规定。充电器除应具有电气防护功能外,也应具有防火防护功能,根据同类产品的要求,该标准将其防火材料等级 规定为V-2级。
识别色环电阻的阻值
目前,电子产品广泛采用色环电阻,其优点是在装配、调试和修理过程中,不用拨动元件,即可在任意角度看清色环,读出阻值,使用方便。一个电阻色环由4部分组成[不包括精密电阻]
四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数;第三环代表倍率;第四环代表误差。
下面介绍掌握此方法的几个要点:
(1)熟记第一、二环每种颜色所代表的数。可这样记忆:
棕=1
红=2,
橙=3,
黄=4,
绿=5,
蓝=6,
紫=7,
灰=8,
白=9,
黑=0。
此乃基本功,多复诵,一定要记住!!!!!!!
记准记牢第三环颜色所代表的 阻值范围,这一点是关键。具体做法是:
金色:几点几 Ω
黑色:几十几 Ω
棕色:几百几 Ω
红色:几点几 kΩ
橙色:几十几 kΩ
黄色:几百几 kΩ
绿色:几点几 MΩ
蓝色:几十几 MΩ
从数量级来看,在体上可把它们划分为三个大的等级,即:金、黑、棕色是欧姆级的;红是千欧级橙"、黄色是十千欧级的;绿是兆欧级、蓝色则是十兆欧级的。这样划分一下是为了便于记忆。
(3)当第二环是黑色时,第三环颜色所代表的则是整数,即几,几十,几百 kΩ等,这是读数时的特殊情况,要注意。例如第三环是红色,则其阻值即是整几kΩ的。
(4)记住第四环颜色所代表的误差,即:金色为5%;银色为10%;无色为20%。
下面举例说明:
例1当四个色环依次是黄、橙、红、金色时,因第三环为红色、阻值范围是几点几kΩ
的,按照黄、橙两色分别代表的数"4"和"3"代入,,则其读数为4.3kΩ。第环是金色表示误差为5%。
例2当四个色环依次是棕、黑、橙、金色时,因第三环为橙色,第二环又是黑色,阻值应是整几十kΩ的,按棕色代表的数"1"代入,读数为10 kΩ。第四环是金色,其误差为5%。