固態(tài)技術(shù)是什么意思？顧名思義，固態(tài)是指使用固態(tài)材料控制電子或電子運(yùn)動。要了解固態(tài)，有必要知道它之前發(fā)生了什么，以了解為什么使用該術(shù)語。固態(tài)設(shè)備之前的許多電子組件都使用玻璃真空管或填充有特殊氣體的玻璃管來控制電子流。是的，它們是固態(tài)設(shè)備，但它們具有真空空隙或特殊的電子傳輸氣體。當(dāng)電子流成分完全變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)，出現(xiàn)了固態(tài)一詞。也就是說，它們沒有玻璃，開口區(qū)域或空隙。

 

固態(tài)組件是當(dāng)前的技術(shù)，并且與第一代固態(tài)組件和較舊的真空管技術(shù)相比，某些組件已經(jīng)小型化。相比之下，第一批真空管計(jì)算機(jī)占據(jù)了一個(gè)很大的房間，并沒有提供比當(dāng)今更小的手機(jī)那么多的功能。

 

這是固態(tài)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

 

●   減少設(shè)備尺寸

●   提高計(jì)算能力

●   更少的熱量和能源使用

●   耐用性

 

所有這些優(yōu)勢都有利于電子技術(shù)的發(fā)展，其中包括對暖氣通風(fēng)空調(diào)和制冷（HVACR）設(shè)備的控制。

 

電容器類

 

電容器上電動機(jī)和壓縮機(jī)中使用具有比在固態(tài)電路中使用的電容器不同的功能。單相電動機(jī)或壓縮機(jī)上使用的電容器有助于啟動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)（啟動蓋）或減少運(yùn)行安培（運(yùn)行蓋）。固態(tài)電路中的電容器用于產(chǎn)生平滑的圖1

 

圖1

 

來自整流交流正弦波的直流電壓。固態(tài)設(shè)備中的電容器也可以設(shè)計(jì)為阻止或控制電流和方向。圖1顯示了固態(tài)電路中可能看到的兩種不同類型的電容器。與電動機(jī)蓋相比，固態(tài)電路中使用的電容器通常具有非常低的微法拉和額定電壓。

 

有時(shí)將電容器與電池進(jìn)行比較，因?yàn)樗鼈儠鎯﹄娮硬⑶乙驗(yàn)樗鼈兌加袃蓚€(gè)端子。但是電容器與電池完全不同。電池產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，該化學(xué)反應(yīng)在一個(gè)端子上產(chǎn)生電子，并在另一端子上吸收電子。但是，電容器不能產(chǎn)生電子。它只是將它們存儲在盤子上。電子不會穿過電容器。電容器端子連接到由電絕緣材料隔開的兩個(gè)板上。絕緣材料稱為電介質(zhì)?？紤]電容器的一種方法是想象兩塊鋁被一塊絕緣紙隔開。電子存儲在電容器板上。

 

二極體

 

甲二極管，如在圖2和圖3所示，是一個(gè)兩端子電子僅在一個(gè)方向上傳導(dǎo)電流分量?？梢詫⑵湟暈殡娮又够亻y。該術(shù)語通常是指半導(dǎo)體二極管，是當(dāng)今最常見的類型。半導(dǎo)體是連接到兩個(gè)電端子的半導(dǎo)體材料的結(jié)晶片。

 

二極管最常見的功能是允許電流在一個(gè)方向上通過，而在相反方向上阻止電流。因此，可以將二極管視為單向閥的電子版本。這種單向行為稱為校正或更改。這用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。

 

晶體管

 

的晶體管相比，它的前身，玻璃真空管。如圖4所示，晶體管是用于增加或放大電信號的半導(dǎo)體器件。它也可以用作電子開關(guān)。它由一塊固態(tài)的半導(dǎo)體材料制成，通常具有三個(gè)端子連接，如圖5所示。某些晶體管單獨(dú)使用，但大多數(shù)晶體管被小型化并嵌入集成電路（IC）中。

 

圖2

 

圖3

 

圖4

 

圖5

 

晶體管是現(xiàn)代電子設(shè)備的基本組成部分。該晶體管于1950年代初以其最簡單的形式首次使用。它的較低的功率要求和緊湊的尺寸可以減小設(shè)備尺寸。商業(yè)晶體管的最早使用示例是小型便攜式無線電設(shè)備，現(xiàn)稱為較大的“動臂箱”。與當(dāng)今的普通筆記本電腦和其他便攜式設(shè)備相比，第一批計(jì)算機(jī)只有很少的固態(tài)組件，并且只有一個(gè)房間那么大，計(jì)算能力也較小。晶體管的問世和其他固態(tài)設(shè)備使計(jì)算機(jī)的尺寸縮小，功率要求也大大降低。這為個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC），筆記本電腦和其他日常計(jì)算設(shè)備鋪平了道路。

 

晶體管體積小，重量輕的優(yōu)勢促使人們開始著手使電子設(shè)備小型化。晶體管的其他優(yōu)點(diǎn)是它們不需要預(yù)熱時(shí)間，并且消耗的功率更少。因此，它們散發(fā)的熱量更少。較低的功率需求轉(zhuǎn)化為更高效率的運(yùn)行。晶體管壽命長，可靠性高且堅(jiān)固耐用。

 

集成電路

 

集成電路或集成電路包含安裝在一個(gè)組件中并安裝在電路板上的許多晶體管和其他固態(tài)設(shè)備。IC有時(shí)被稱為芯片，通過金屬引腳連接到電路板上，如圖6所示。該IC實(shí)際上是本文討論的大多數(shù)組件的最小化。該IC實(shí)際上用于電路板中的所有電子設(shè)備。

 

圖6

 

整流器

 

甲整流器是一個(gè)電氣設(shè)備，其將交流（AC）到直流（DC）。許多固態(tài)設(shè)備使用直流電源。整流器會阻塞一部分交流電波以對其進(jìn)行修改，使其更接近直流電壓。例如，整流器可以設(shè)計(jì)為斬波AC電壓正弦波的下半部分。整流器本身不會產(chǎn)生直流電壓?？赡苄枰渌髌鳎O管和電容器（如果需要直流電壓）。

 

圖7

 

圖7顯示了連接到橋式整流器電路中的四個(gè)整流器。橋式整流器也稱為全波整流器。圖的上部顯示了正常的交流正弦波，每秒60赫茲。中間的圖顯示了如何連接四個(gè)整流器以創(chuàng)建橋式整流器電路。下圖是修改后的輸出電壓。修改后的DC并非電池電壓所期望的平坦電壓，而是適用于某些DC電路的斷斷續(xù)續(xù)的正電壓。如果直流操作需要，可以用電容器和其他固態(tài)組件清除不穩(wěn)定的直流電壓。

 

圖8

 

圖8顯示了兩種不同類型的橋式整流器。橋式整流器的識別功能是四線連接。整流器的大小確定其當(dāng)前承載能力。

 

整流有時(shí)會起到除產(chǎn)生直流電壓以外的作用。例如，在燃?xì)饧訜嵯到y(tǒng)中，先導(dǎo)火焰精餾用于檢測小火焰的存在，該小火焰將用于點(diǎn)燃燃燒器。放置在引燃火焰中的兩個(gè)金屬電極提供了一條穿過火焰的電流路徑?；鹧鎸?shí)際上是改變交流電壓的導(dǎo)體。施加的交流電壓的整流將在引燃火焰等離子體中發(fā)生，但僅在存在火焰時(shí)會產(chǎn)生。部分直流電壓用于向安全控制裝置發(fā)出信號，指示存在先導(dǎo)火焰，并且燃?xì)忾y可以打開以點(diǎn)燃燃燒器。這將啟動點(diǎn)火過程。

 

壓敏電阻

 

甲變阻器是與反向電阻的兩元件的半導(dǎo)體，其中所述電阻下降為所施加的電壓增加。它們也稱為金屬氧化物壓敏電阻（MOV）。壓敏電阻的符號如圖9所示。圖10所示為MOV。乍一看，請注意，MOV的外觀與固態(tài)電路中使用的電容器相同。但是MOV的界限并不常見在電容器上發(fā)現(xiàn)。將MOV視為高壓避雷針，將危險(xiǎn)電壓從要保護(hù)的組件上移開。

 

圖9

 

圖10

 

壓敏電阻通常用作使電子電路中的瞬態(tài)高壓短路的安全裝置。瞬態(tài)電壓是一種高壓尖峰，可以持續(xù)足夠長的時(shí)間，從而導(dǎo)致組件損壞。例如，在將短期瞬變200 V施加到120 V電路時(shí)，可能會發(fā)生這種情況。施加的電壓越高，時(shí)間越長，組件損壞的可能性就越大。即使是短時(shí)的高壓尖峰也可能會斷開電動機(jī)或線圈繞組，或損壞敏感的固態(tài)設(shè)備。MOV連接在電路中，因此在高于正常電壓的情況下觸發(fā)MOV時(shí)，會將高壓產(chǎn)生的電流引向要保護(hù)的組件。壓敏電阻也稱為壓敏電阻（VDR）。

 

常用的壓敏電阻是MOV，用于構(gòu)建典型的電涌保護(hù)器電源板。MOV是夾在兩個(gè)金屬板之間的氧化鋅顆粒的陶瓷塊。這種設(shè)計(jì)的結(jié)果是高度非線性的電流-電壓特性，其中MOV在低電壓下具有高電阻，而在高電壓下具有低電阻。MOV可以很好地使與其保護(hù)的組件之間的線路電壓瞬變短路。

 

MOV不做什么

 

MOV將無法控制電涌。照明通常比電壓尖峰高，并且會損壞MOV以及可能要保護(hù)的設(shè)備。使用串聯(lián)熱保險(xiǎn)絲是防止災(zāi)難性MOV故障的一種方法。

 

壓敏電阻不提供以下設(shè)備保護(hù)：

 

浪涌電流浪涌

 

短路產(chǎn)生過電流

 

電壓驟降（也稱為掉電）；它既不感知也不影響此類事件

 

微控制器和微處理器

 

從本質(zhì)上說，微控制器是一臺運(yùn)行一個(gè)主要組件的專用計(jì)算機(jī)。微處理器，也稱為中央處理單元或CPU，旨在操作復(fù)雜的系統(tǒng)。可以將CPU設(shè)計(jì)為在HVACR系統(tǒng)中執(zhí)行多種功能。電子膨脹閥（EXV）可以通過簡單的CPU或微控制器進(jìn)行控制。EXV附帶的電子控制器可測量各種制冷劑管線溫度，電機(jī)溫度和轉(zhuǎn)換后的壓力，以控制準(zhǔn)確的EXV過熱。精度在設(shè)定的過熱溫度的±1°F之內(nèi)。

 

電路板

 

固態(tài)組件安裝在有時(shí)稱為印刷電路板的電路板上。頂部和底部電路板的示意圖如圖11所示。將組件放置在電路板的頂部，并通過板上的字母標(biāo)識安裝。例如：

 

R =電阻

 

I =集成電路

 

D =二極管

 

K =繼電器

 

P =插入式連接

 

圖11

 

如圖所示，板的底部顯示了組件連接線和焊接點(diǎn)。連接線取代了電線的使用。它們通常是銅帶，但在特殊應(yīng)用中可以是銀或金。

 

 

推薦閱讀：