電路板中與“磁性”相關(guān)的元件，包括坡莫合金鐵芯、電感線圈、變壓器、電磁繼電器、接觸器、霍爾傳感器等。本文由金鑫磁材為大家講解一下電路板磁性元件的檢修方法。

（1） 電感線圈

電感線圈是將導(dǎo)線一圈一圈繞在絕緣骨架上，絕緣骨架可以是空心、鐵芯或磁芯。在工控電路板的應(yīng)用中，最常見(jiàn)到的是做開關(guān)電源中的濾波或儲(chǔ)能用途。電感各種外觀。電感量的單位是亨利，簡(jiǎn)稱亨，用字母H表示，另有毫亨(mH)，微亨(uH)，納亨(nH)，它們的關(guān)系是：

1H = 1000mH   1mH = 1000uH  1uH = 1000nH

電感線圈使用直接標(biāo)注法，22uH，100表示10uH，4R7表示4.7uH，R10表示0.1uH，22n表示22nH；另有些電感使用色環(huán)標(biāo)注法，其電感量和色環(huán)電阻的表示法相同，如色環(huán)棕、黑、棕、銀表示電感量100uH ±10%

有一類電感用于吸收超高頻率（50MHZ以上）的干擾，這類電感叫做磁珠。還有一類常用電感叫做共模電感，也叫共模扼流圈，它是由兩個(gè)相同的繞組繞制在一個(gè)鐵氧體磁芯（坡莫合金鐵芯）上引出的4個(gè)接線端器件，每一組線圈都串聯(lián)在電路里，如果有差模信號(hào)，則信號(hào)通過(guò)兩個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通互相抵消，則線圈對(duì)差模信號(hào)沒(méi)有阻礙作用，而當(dāng)有共模信號(hào)時(shí)，兩個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通是加強(qiáng)的，線圈對(duì)信號(hào)阻礙作用加強(qiáng)，這種阻礙作用是雙向的，既可以阻礙前級(jí)干擾信號(hào)串入后級(jí)，也可以阻礙后級(jí)干擾信號(hào)串入前級(jí)。

工業(yè)電路板維修中，電感線圈屬于不易損壞的元件，偶見(jiàn)因腐蝕斷路，電流過(guò)大燒斷及線圈匝間短路的情況。開路損壞可用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)出。電感量可以用電感量測(cè)試儀測(cè)出，推薦使用數(shù)字電橋測(cè)試電感。因?yàn)榇蠖鄶?shù)電源電路儲(chǔ)能電感工作在較高頻率，都在10kHz以上，所以使用電橋測(cè)試時(shí)頻率選擇10kHz，測(cè)試除了關(guān)注電感量以外，重點(diǎn)關(guān)注D值，正常D值應(yīng)小于0.1，D值大于0.2則判定有線圈匝間短路。

（2）變壓器

變壓器是利用電磁感應(yīng)原理改變電壓的裝置，工控電路板常見(jiàn)的變壓器是使用鐵芯的工頻變壓器和使用鐵氧體磁芯(坡莫合金鐵芯)的開關(guān)變壓器。

理想變壓器的基本特點(diǎn)是：輸入輸出交流電壓的比值與輸入輸出線圈的匝數(shù)比值相同，因而理論上可以對(duì)交流電壓進(jìn)行任意的升壓或降壓的變換。

硅鋼片鐵芯的變壓器，一般用于50~400HZ的工頻場(chǎng)合。硅鋼片鐵芯的磁通密度大，雖然疊加的硅鋼片之間有絕緣漆絕緣，但單片硅鋼片內(nèi)還是存在渦流損耗，高頻場(chǎng)合不適用此類鐵芯。

鐵氧體磁芯電阻率比金屬、合金磁性材料大得多，因而渦流損耗很小，用鐵氧體磁芯制作的變壓器用于比較高頻的場(chǎng)合如開關(guān)電源的儲(chǔ)能電感和開關(guān)變壓器。

另外有不同的新型變壓器鐵芯磁芯材料出現(xiàn)，如坡莫合金和非晶納米晶材料等，這些材料可兼顧磁導(dǎo)率和渦流損耗。

變壓器失效檢測(cè)方法

變壓器的損壞常見(jiàn)有線圈燒斷開路或內(nèi)部過(guò)熱燒壞線圈絕緣造成線圈匝間短路。線圈開路比較好判斷，量一下電阻即可，而匝間短路判斷起來(lái)就麻煩一些，因?yàn)榫€圈本身電阻就小，不好通過(guò)電阻測(cè)試來(lái)分辨。

一般來(lái)說(shuō)，有內(nèi)部匝間嚴(yán)重短路的變壓器，發(fā)熱量較大，會(huì)將變壓器線圈的包覆材料烤焦并有或多或少的焦糊味。這種情況通過(guò)觀察變壓器外觀可以明顯分辨出來(lái)。

有些變壓器內(nèi)部匝間短路，從外觀上看不那么明顯，經(jīng)常維修開關(guān)電源的朋友可能會(huì)有這樣的經(jīng)歷，就是檢測(cè)甚至更換了開關(guān)電源部分除了變壓器以外幾乎所有懷疑的元件包括坡莫合金鐵芯，電源還沒(méi)有修好，最后才懷疑開關(guān)變壓器損壞。如果有一種方法一開始就能檢測(cè)變壓器損壞，豈不省事？其實(shí)這是完全可以的，檢測(cè)的儀器還是數(shù)字電橋。方法是，將數(shù)字電橋置于10KHZ測(cè)試電感損耗D值狀態(tài)，在線測(cè)試就可以，不必拆下變壓器，電橋信號(hào)電壓選擇0.3V，測(cè)試變壓器主繞組線圈的D值，正常的變壓器D值應(yīng)＜0.1，如果D值＞0.2則判斷變壓器損壞。

除了開關(guān)變壓器，數(shù)字電橋判斷其它類型的變壓器是否損壞也是適用的，但要注意選擇頻率時(shí)采用跟變壓器實(shí)際工作頻率接近的頻率。

（3）電磁繼電器和接觸器

電磁繼電器和接觸器是利用電磁線圈產(chǎn)生的電磁力配合彈簧和機(jī)械杠桿來(lái)控制觸點(diǎn)的通斷的一類器件，通常繼電器有密閉的封裝空間，盡量減少外接不良環(huán)境對(duì)觸點(diǎn)的影響，相對(duì)接觸器，它所控制的觸點(diǎn)電流較??；接觸器的觸點(diǎn)電流較大。另有干簧繼電器，其原理和電磁繼電器大同小異，只是觸點(diǎn)電流相對(duì)更小，觸點(diǎn)密封，不受塵埃、潮氣及有害氣體污染，響應(yīng)速度和可靠性也大大提高。

繼電器和接觸器的常見(jiàn)故障是觸點(diǎn)接觸電阻大、觸點(diǎn)燒死、觸點(diǎn)閉合時(shí)開路，測(cè)試時(shí)可以通過(guò)給線圈施加額定電壓，檢測(cè)觸點(diǎn)的導(dǎo)通和閉合情況，線圈通電和不通電兩種情況都要檢測(cè)?？梢允褂萌f(wàn)用表的歐姆檔測(cè)量觸點(diǎn)導(dǎo)通時(shí)的電阻，如無(wú)異常，基本接近0Ω，如果10Ω以上，則視為故障。如果觸點(diǎn)可見(jiàn)，應(yīng)急維修可將觸點(diǎn)的燒蝕氧化部分挫掉，露出金屬光澤，繼電器或接觸器可重新投入使用，為保險(xiǎn)起見(jiàn)，建議更換新件為好。

繼電器線圈通電后，能量傳至線圈，吸合銜鐵，而斷電后，如果不加任何措施，在由通電到斷電轉(zhuǎn)換過(guò)程中，線圈的電磁能量勢(shì)必在線圈兩端產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，會(huì)有很高電壓，可能損壞其它元件，所以要在線圈上反向并聯(lián)一個(gè)二極管，提供線圈電磁能量的釋放回路。在線測(cè)試?yán)^電器的好壞時(shí)，可以根據(jù)二極管的方向，給二極管端施加一個(gè)反向的線圈額定電壓來(lái)檢測(cè)，而不必取下繼電器檢測(cè)坡莫合金鐵芯。

變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器等大電流的場(chǎng)合，很多電流檢測(cè)需要用到霍爾傳感器，霍爾電流傳感器的工作原理是基于霍爾效應(yīng)。給一塊導(dǎo)電薄片在x方向通以一定電流，在z方向磁場(chǎng)垂直穿過(guò)薄片，那么導(dǎo)電薄片內(nèi)電子在向負(fù)極運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到洛倫茲力作用，便向y+方向集聚，使得y+方向一端帶負(fù)電，y-方向一端帶正電，如果將兩端電壓VH引出測(cè)量，其大小與電流I及磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，如果電流I恒定，那么VH的大小就直接反應(yīng)了磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，所以只要測(cè)量VH就可以可知B大小。

霍爾電流傳感器的原理，穿心導(dǎo)線產(chǎn)生與電流成正比的圓周方向的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)垂直穿過(guò)鐵芯中間的霍爾傳感器，傳感器感應(yīng)的霍爾電壓Vh與導(dǎo)線被測(cè)電流成正比，這樣就可以非接觸式地測(cè)量被測(cè)導(dǎo)線電流了。

實(shí)際的霍爾傳感器，傳感器有3根線，兩根正負(fù)電源線，一根電流引出線，電流引出線M和0V之間接串聯(lián)取樣電阻，流過(guò)取樣電阻的電流方向和大小與穿過(guò)傳感器導(dǎo)線電流的大小和方向成正比，所以取樣坡莫合金鐵芯電阻兩端的電壓大小和正負(fù)就反應(yīng)了導(dǎo)線電流的大小和方向。

霍爾電流傳感器的檢測(cè)方法

電流傳感器損壞比較常見(jiàn)，最便捷的測(cè)試方法是通電后測(cè)試輸出端對(duì)0V的電壓，如果穿芯導(dǎo)線沒(méi)有電流，傳感器信號(hào)輸出端電壓應(yīng)該是0V，如果測(cè)得電壓偏移±1V以上，則判斷霍爾電流傳感器及坡莫合金鐵芯有問(wèn)題。

某些霍爾傳感器坡莫合金鐵芯是接入單電源的，則對(duì)應(yīng)穿心導(dǎo)線無(wú)電流時(shí)，信號(hào)輸出電壓為電源電壓的一半，如接入5V電壓，輸出電壓為2.5V。