多年來我一直使用一個(gè)小巧的6安培電池充電器（圖1）。它是我父親送給我的，可能是在二十世紀(jì)七十年代買的。這個(gè)充電器可以給我的摩托車中的小電池充電，它棒極了，不會(huì)過度充電。我父親還給了我一個(gè)擁有最新功能的Sears 12安培電池充電器，它有一個(gè)特別的電路，只有當(dāng)電池夾感應(yīng)到12V電壓才會(huì)充電。這一設(shè)計(jì)提供了極好的短路保護(hù)。問題是，如果電池真的沒電了，就沒有足夠的電壓來觸發(fā)充電模式，這時(shí)我就得搬出這個(gè)設(shè)計(jì)超前可以承受致命短路的充電器，然后將它與12安培的充電器并聯(lián)幾分鐘。

圖1：這款Sears 6安培電池充電器可能是在20世紀(jì)70年代買的。

用了幾十年，我對(duì)這個(gè)充電器的感情就不必說了。多年來它歷經(jīng)磨難：電池側(cè)電線的絕緣部分沒有了；交流電線被切斷然后用熱縮套管固定住了；交流電源線的通孔扣也掉下來不見了。我真擔(dān)心哪天它會(huì)短路電死我。

好了，讓我們來拆開翻修這個(gè)有故事的舊電池充電器。它的外殼可以說是我見過的最傻、最糟糕、最簡陋的東西（圖2）。外殼包裹并扣住前、后面板的邊緣，用鏍釘固定在一個(gè)單獨(dú)的底板上。電線連接到顯示儀并在前面板上切換。另外三根電線連接到背面板的硒整流器和輸出熱脹斷路器。 整個(gè)亂糟糟的一團(tuán)就被捆在了一起。電線連在外殼上，同時(shí)把前面、后面和底板系在一起。更糟的是，有幾根電線是被焊上的。這個(gè)外殼看起來像是一個(gè)金屬板材專家設(shè)計(jì)的，絲毫不考慮怎樣才便于組裝和維修。

圖2：外殼包裹并扣住前、后面板的邊緣。

我買了翻新充電器需要的所有材料（圖3）。我從Home Depot買了兩根6英尺的延長線，這兩根線的顏色必須不同，這樣才能將電池電線和AC線區(qū)分開；電池夾是我很多年前從亞馬遜上買的——其實(shí)我早就想做這件事了；我的電盒中還有環(huán)形和鏟形端子；我從Digi-Key買了四個(gè)橡膠腳墊和通孔扣。

圖3：翻新充電器所需的材料。

必須確保線路中有一個(gè)大輔助回路（圖4），這樣的話，下次若需再揭開這個(gè)可憎的外殼，就不用先取下通孔扣了。天知道如果充電器內(nèi)沒有多出一英尺的電線，要費(fèi)多大力氣才能到通孔扣的背面把它們?nèi)〕鰜?。前面的開關(guān)看起來還好，我用一些扎線帶收緊了電線。本來我想用一個(gè)很好的塑料帶，但是我搬到佛羅里達(dá)時(shí)把這些東西都送人了，我又不想為了買一件10美分的東西專門跑一趟商店。

圖4：確保電線中有一個(gè)大輔助回路。

把外殼取下來是一件相當(dāng)折磨人的事（圖5）?？梢钥吹?，充電器因?yàn)橹八み^，左前角凹進(jìn)去了。我嘗試把邊緣對(duì)齊，但是正面、背面和側(cè)面都分開了。底部的袢扣滑到后面，對(duì)不齊，掉出來了。真希望撒旦讓設(shè)計(jì)這個(gè)外殼的人每天都組裝這些組件，作為對(duì)他們永久的懲罰。我試著把底部的四個(gè)螺釘裝好，最后終于用一個(gè)夾子把這些組件弄到了一起。左前方的橡膠腳墊翹起來了，你可以看到腳墊上的角度。這些腳墊太舊了，隨后我會(huì)換成新的。

圖5：充電器一個(gè)角凹進(jìn)去了，取下外殼很困難。

確保電線中留出一英尺的輔助回路，我用Panavise將通孔扣擠到電線上（圖6）。新電線要粗一些，不過沒關(guān)系，人們不是常說嘛，“不合適就用大錘子”。注意Panavise上的Teflon鉗口，即使烙鐵碰到它們也不會(huì)熔化。 如果你用得著，我強(qiáng)烈推薦這套工具。

圖6：使用Panavise將通孔扣擠到電線上。

我用信得過的Metcal來焊接新電池夾（圖7）。我沒搞懂電池夾側(cè)面的小旋鈕是做什么的，它們并不是在夾子打開或關(guān)閉用于固定的。這是一個(gè)技術(shù)之謎。

圖7：我用信得過的Metcal來焊接新電池夾。

充電器在摩托車電池上施加了合適的13.67V電壓（圖8）。我在福特工作時(shí)設(shè)計(jì)過充電系統(tǒng)，知道充電范圍是13.5到14.2伏。我喜歡讓它置于低電壓，這樣就不會(huì)弄壞這些小電池啦。

圖8：充電器在摩托車電池上施加了合適的13.67伏電壓。

充電波形不太漂亮（圖9）,峰值接近16 V。只要平均波形是13.67V，電池應(yīng)該就是正常的。舊電池“修復(fù)器”常常在電池上施加短暫的高壓，電壓約為60伏。我的經(jīng)驗(yàn)是，當(dāng)電池上形成硫酸鉛沉淀或報(bào)廢了，就該買一個(gè)新的了。

圖9：充電波形峰值接近16V。

當(dāng)充電輸出開路時(shí)，電壓峰值超過16V（圖10）。輸出是一個(gè)中心抽頭的變壓器，中心分接頭是電池的負(fù)極，兩個(gè)繞組輸出到整流器產(chǎn)生這個(gè)波形。

圖10：當(dāng)充電輸出開路時(shí)，電壓峰值超過16V。

磨損的電線，蹩腳的電池夾，還有四個(gè)變質(zhì)的橡膠腳墊都進(jìn)了垃圾桶（圖11）。通孔扣是多出來的，因?yàn)槲屹I了兩個(gè)，萬一破裂了，還有備用的。

延長線沒用的一端我也扔掉了（圖12）。過去我留得長一些，并且會(huì)保存這些尾端，但是現(xiàn)在我覺得太多了。我從Digi-Key買了兩種不同款式的橡膠腳墊，所以剩了四個(gè)。盡管我查看了數(shù)據(jù)表以確保孔的大小，但還是買錯(cuò)了。這算是一個(gè)經(jīng)典錯(cuò)誤吧。是的，我比較了兩個(gè)零件號(hào)之間的不同，然后買了錯(cuò)的。

圖11：老舊零件扔進(jìn)垃圾箱。

圖12：我過去一般將電線的尾端保留起來，但是現(xiàn)在太多了。

凹角使已經(jīng)很糟的組裝任務(wù)雪上加霜（圖13）?？吹轿覔Q上的漂亮大橡膠腳墊了嗎？我已經(jīng)設(shè)法將左前方的螺絲位置調(diào)正，所以橡膠腳墊的位置也正了。我用Clorox濕巾把整個(gè)充電器都擦干凈了，連散熱孔都沒放過。

圖13：終于可以重新組裝了。

換了新電線，充電器背面看起來很好（圖14）。這個(gè)充電器已經(jīng)用了20年，我希望它還能再用20年。 我愛極了它背面的小支架，可以把電線卷在上面。每次要給電池充電時(shí)總會(huì)感到費(fèi)事，希望這個(gè)翻新后光彩依舊的充電器能夠讓人心情愉悅。

圖14：希望換了新電線的充電器能夠再用20年。

和電流對(duì)著干?什么意思?呵呵，這是電感元件的一個(gè)牛脾氣，正是這個(gè)牛脾氣，在很多地方就不能離開它!

還是先從認(rèn)識(shí)電感開始把!電感實(shí)際上構(gòu)造很簡單，拿一根漆包線繞成一個(gè)線圈就是一個(gè)電感!用磁塊做成架把漆包線繞上去就是磁珠電桿，mpn里面常見的都是這個(gè)的樣子：

在電路圖中電感一般用L表示，就像電阻用R、電容用C表示一樣，你可以看看電路圖中有哪個(gè)元件旁邊標(biāo)有L的并且用符號(hào)：

來表示的就是電感了，在這里需要注意的是，要與這樣的

符號(hào)區(qū)別開，這個(gè)符號(hào)是電阻的一種表示，千萬不要看成是電感了!電感是不分正負(fù)極的，在電路中不用分哪邊接正電哪邊接負(fù)電(在某些地方是要分相位的，即電感的線圈繞向，mpn中不用考慮)!電感的大小是用“亨利”來作單位的，簡稱亨(H)，比它小的單位還有毫亨(mH)和微亨(uH)，它們之間是以千換算的!

電感到底有什么牛脾氣呢?為什么說它給電流對(duì)著干呢?原來啊電感在電路當(dāng)電流要通過它的一瞬間，它就會(huì)自己產(chǎn)生一個(gè)電壓，這個(gè)電壓的電流方向剛好和要通過去的電流的方向相反——頂牛了!不過這只是一瞬間的事情，隨后就沒有了這種抵抗了!當(dāng)在電路中通過電感的電流要斷開了的時(shí)候，電感又產(chǎn)生一個(gè)電壓，產(chǎn)生的電流剛好和要斷開的電流方向相反——它又不讓電流斷開!又頂上牛了，呵呵，說它和電流對(duì)著干沒有委屈它吧?正是電感的這種牛脾氣讓我們就可以利用它發(fā)揮一定的作用，你想一想我們上一講講到在電路中有一種方向不斷變化著的交流電，這個(gè)交流不斷變化著的東西有時(shí)候我們不需要它，有時(shí)候我們又需要它，聰明的人類就自然而然的想到了利用電感的這個(gè)牛脾氣了，交流電流方向不斷改變，電感就不斷地抵抗，其結(jié)果是方向不斷變化的交流電就不能通過電感，直流電由于電流方向不會(huì)變化，所以就可以順利通過電感，電感的大小對(duì)交流變化快速度慢的電流阻礙作用也不盡相同：同一個(gè)電感對(duì)變化快的電流阻擋大對(duì)變化慢的交流電阻擋小;對(duì)同一個(gè)變化速度的交流電來說感值大的阻礙大，感值小的就阻礙小!呵呵，我們通過利用電感的這個(gè)性格，輕而易舉的就把電路中的交流電和直流電分開了!講到這里可能大家又想起了電容，電容的特性是“隔直流，同交流”，那么電感的特性就是剛好和電容相反：隔交流，通直流，電路中正是由于電感和電容的有機(jī)配合，才讓電路中的交流和直流電很容易的分別開來!當(dāng)然電感的這個(gè)特性還有一些其它的作用，這些需要你升級(jí)學(xué)習(xí)，慢慢領(lǐng)會(huì)了!

升級(jí)理論：要學(xué)習(xí)透徹電感理論，要認(rèn)真學(xué)習(xí)弄通“楞次定律”!

什么是電感器? 電感器(電感線圈)和變壓器均是用絕緣導(dǎo)線(例如漆包線、紗包線等)繞制而成的電磁感應(yīng)元件，也是電子電路中常用的元器件之一。

一、自感與互感

(一)自感

當(dāng)線圈中有電流通過時(shí)，線圈的周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場。當(dāng)線圈中電流發(fā)生變化時(shí)，其周圍的磁場也產(chǎn)生相應(yīng)的變化，此變化的磁場可使線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(電動(dòng)勢用以表示有源元件理想電源的端電壓)，這就是自感。

(二)互感

兩個(gè)電感線圈相互靠近時(shí)，一個(gè)電感線圈的磁場變化將影響另一個(gè)電感線圈，這種影響就是互感?；ジ械拇笮∪Q于電感線圈的自感與兩個(gè)電感線圈耦合的程度。

二、電感器的作用

電感器的主要作用是對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路;升壓，降壓也往往離不開它!

現(xiàn)在分析幾個(gè)電感電路，具體分析一下它們各自在電路中所起的作用：

圖一

圖一是一個(gè)mp3中的vcc和avcc電源濾波電路，vcc和avcc的電壓都是3v，vcc是給主控供電的，要求電壓穩(wěn)定并且是純凈的直流電成分，不允許有交流電成分!avcc是給音頻放大電路提供能源的，要求有足夠的直流電能量提供!可能要問，兩個(gè)電壓即使都是3v為什么還要接上一個(gè)電感L1呢?音頻放大電路在放大聲音的時(shí)候，隨著高音低音，音大音小的變化，所需要的電流也會(huì)大小變化劇烈，電感電容雖說脾氣相反但有一個(gè)共同的地方就是電感和電容兩端的電壓不能突變，所以電感L1和兩邊的電容有一個(gè)穩(wěn)定vcc和avcc電壓的作用，也就是聲音放大造成電壓波動(dòng)不至于影響供給主控工作的vcc電壓的波動(dòng);除了這個(gè)作用，由L1和兩邊的電容還有第二個(gè)作用，那就是濾波作用，由于聲音放大電路里很容易參雜進(jìn)去交流成分，這個(gè)交流成分是決不能進(jìn)入到vcc電壓進(jìn)入主控的，L1就是為了阻止交流成分進(jìn)入的主要元件，受到阻擋的交流電成分不能通過L1，就只好乖乖的通過C5和CE5進(jìn)入地而消失了!C5和CE5+L1+C4和CE4組成的電路又叫“π型”濾波器!

圖二

圖二是mp3電路中的屏背燈升壓電路，mp3中的屏背景燈一般是由2-3個(gè)LED燈管頭尾相接串接起來的，一個(gè)LED燈管需要3v的直流電壓才能夠點(diǎn)亮，2個(gè)串起來就需要6v電壓，3個(gè)串起來就要9v電壓才能夠全部點(diǎn)亮!我們知道m(xù)p3里的鋰電池最高電壓也就是4.2v，正常工作電壓只有3.7v，這個(gè)電壓根本沒有辦法點(diǎn)亮2個(gè)以上串接起來的LED燈管，于是就必須把3.7v的電壓升高到6v或者9v來點(diǎn)亮LED燈管!上面這個(gè)電路就是這樣的升壓電路。電路中U7是一個(gè)升壓集成塊，它與L7、C28等組成一個(gè)震蕩的升高的交流電電壓，然后再由D2這個(gè)元件(叫二極管，下一講我們就將講它的作用)把升高的交流電再變成直流電去點(diǎn)亮LED燈管!所以這里的L7電感是升壓諧振電感!

圖三

圖三是mp3耳機(jī)電路有L4、L5、L6三個(gè)磁珠電感，其中L4、L5是為了阻擋混在聲音中的變化速度快得人耳不能聽到的交流成分(叫超聲波)，讓它通過電容C31、C32入地，不再進(jìn)入耳機(jī)讓我們感到聲音不純凈和疲勞!我們知道，mp3收音機(jī)天線是用耳機(jī)線做天線的，L6這個(gè)磁珠電感的作用就是阻擋耳機(jī)線送過來的無線電波信號(hào)不能讓它進(jìn)入地只能進(jìn)入調(diào)頻收音塊的天線接收腳!

圖三中U7的6腳是電源輸入腳，5腳是退藕，4腳是控制U7的工作狀態(tài)，高電位(有電壓)的時(shí)候工作屏背景燈亮，低電位0v的時(shí)候停止工作，屏背景燈熄滅，省電狀態(tài);3腳是輸出補(bǔ)償，2腳接地，1腳接電感震蕩輸出。當(dāng)電感值一定的時(shí)候，震蕩的速度越快，電流方向變化的速度也越快，輸出電壓就越高!圖三中的 R22是補(bǔ)償電阻E3、E4、E5是靜電高壓瀉放電阻，也可以不接!