从原理图到稳定供电:PCB上直流电压符号指南

电子世界从字面意义上来说完全依赖直流电(DC)。对于大多数敏感的电子设备而言,交流电是不安全的。不过,如果不使用电池,交流电会先被转换为直流电,这样才能适用于该设备。 但并非所有设备都使用相同的直流电压。每台设备,甚至印刷电路板(PCB)上的每个元件,都需要不同的电压水平。为了更好地理解这些设备的工作原理,直流电压符号的使用至关重要。

你可以想到电动汽车、太阳能电池板以及一些需要较高电压的便携式设备。另一方面,传感器、手表和起搏器则需要较低的电压。

所有现代设备都由复杂的印制电路板(PCB)提供动力。如果你仔细观察,就会发现它由各种元件组成,例如电容器、电阻器和集成电路(IC)。实际上,这些元件无法在相同的电压下工作,而是通过各种电阻器控制,使用不同的电压水平。

本文探讨了直流电压符号在印制电路板(PCB)和万用表中的使用方式。您将熟悉几种常见的直流电压符号,并了解交流电压与直流电压之间的区别。

如何理解PCB上的直流电压和直流电源?

PCB(即印刷电路板)采用直流电供电。在大多数电子设备内部,它通常呈绿色(也有红色或蓝色的)。其主要作用是连接所有元件,并确保整个设备正常运行。

直流电(DC)只沿一个方向流动,不会来回变化。与交流电不同,直流电的极性不会改变。因此,它非常适合电子设备,且被认为很安全。

如前所述,PCB的不同部分可能需要不同的电压水平。例如,在复杂的电路中,处理器可能需要较低的电压,而电机驱动器则可能需要较高的电压。 那么,如何知道哪个元件需要哪种电压水平呢?这些差异必须清晰地标示出来,而这正是通过符号来实现的。直流电压符号标明了电源的来源和去向,通常能使电路图更易于阅读。

您可能会在5V或12V等数字旁边看到直流伏特(DC V)符号。它标明了确切的电压值。此外,直流电压符号还表示极性,即哪一端为正极,哪一端为负极。如果极性接反,可能会导致元件损坏。

直流电压符号

直流电压的应用

直流电压是日常应用中最广泛使用的供电电压之一。其应用范围广泛,从手机和笔记本电脑到小型控制器和传感器。

如今,现代电动汽车均采用直流电驱动。即使是燃油或燃气汽车,也需要电池来启动发动机。其仪表盘和控制器同样依赖直流电供电。

太阳能电池板利用阳光产生直流电压。电池将能量以直流电压的形式储存起来,并在需要时提供电力。医疗设备,如起搏器和心电监护仪,也依赖直流电源。

直流电压的符号是什么?

直流电压符号在国际上被广泛认可。不过,它的表现形式可能有所不同。直流电压符号的具体形式取决于使用地点。

最常见的直流电压符号是一条横跨虚线的直线。该符号基于直流电源设备的国际标准,常用于电源和电子设备上。

在电路图中,电池符号是表示直流电压的一种非常常见的符号。有时它使用正负号,有时则仅使用两条平行线。在此,较长的一条代表正极,较短的一条代表负极。

直流电源也可以用一个带有正负号的圆来表示。在测量仪器上,直流电压符号通常标在“V”标记附近。

原理图中常用的标准直流电压符号

在各种电子设备中,你会发现四种主要的直流电压符号。它们所表示的信息并不相同。其中,有些符号代表电压源;而另一些则表示极性或参考点。

例如,如果你考虑一个电池电源,你会发现它的运作方式与稳压直流电源不同。此外,接地符号并不表示电源。

直流电压的基本符号

在这四种符号中,由实线和虚线组成的符号最为常见。它紧随“V”符号之后,主要用于表示直流电压。符号中的实线代表正极,而虚线则代表负极或地线。

在低压设备上可以看到这些表示直流伏特的符号。它还用于简单的电路布局和许多电源原理图中。

直流电压符号

极性符号 (+/-)

极性符号是直流电压符号中第二常见的类型。它广泛应用于集成电路、二极管和发光二极管上。

极性标记上的加号(+)表示正极,减号(-)表示负极。通过这个标记,你可以了解电流的流向。如果不小心接反,可能会损坏LED或IC中的元件。

极性 直流电压符号

电池和直流电源符号

电池符号由两条长度不同的平行线组成。较长的一边代表正极,而较短的一边代表负极。此外,该符号还表示串联电池,即带有符号的圆圈。

在由电池供电的电路中,人们常使用这种直流电压符号。许多便携式电子设备和电路图中也使用该符号。

接地和参考符号

接地符号并不表示电压,而是表示电路的接地点。该符号由一条竖线组成

以及三条水平线。实际上,接地符号也有多种类型。最常用的符号包括底盘接地、大地接地和单点接地。这种直流电压符号常用于PCB布局和测试设置中。

原理图中的直流电压标签和网络名称

标签是简短的文字,用于标明确切的电压等级,例如 +5V 和 +12V。另一方面,网络名称是指多根导线连接的节点,且所有导线具有相同的电位。例如,所有 5V 的导线都称为 VCC 或 +5V。

在原理图中,通常需要同时标注直流电压标签和网络名称。这两者都有助于识别不同的电路元件。

网络名称和标签对于测试都至关重要。借助这些符号,您可以准确测得各节点的电压。这还能最大限度地减少故障,使电路使用起来更安全。

万用表直流电压的显示方式

数字万用表是一种安全且简便的直流电压测量工具。在大多数数字万用表上,交流电压和直流电压的测量区域是分开的。 通常,直流电压量程位于左侧。其标有“V”字样,旁边配有一条实线和一条虚线。在此处,您可以看到从200m到1000的数值。200m代表200mV,1000则代表1000V。

测量直流电压时,请将旋钮调至直流电压档位。此时,应始终将电压档位设置为与被测设备电压最接近的档位。例如,您即将测量电压最接近12V的电池或电路。 在数字万用表上,请选择20V作为参考电压。如果选择200,将无法获得实际数据。或者,如果选择2000m或2V作为参考量程,屏幕上会显示‘OL’或‘超限’。

此外,还必须注意探针的插孔位置。通常,数字万用表有两个探针。一个是黑色的,另一个是红色的。请注意,黑色探针必须插入COM插孔,红色探针则必须插入“V”插孔。 有些数字万用表有三个接口:一个是COM接口,另外两个分别是交流(AC)和直流(DC)接口。如果您使用的是此类设备,在测量前必须将正确的试探头插入相应的接口。

直流电压与交流电压

交流电和直流电在我们的日常生活中都得到广泛应用。 在家中,我们使用交流电来驱动冰箱、炉灶、空调、照明设备和各类机械。此外,我们还利用交流电来驱动许多原本由直流电供电的电子设备。不过,交流电需要先转换为直流电。例如,手机充电器、电脑CPU、显示器、电视机等。

下表列出了直流电压与交流电压之间的区别。

交流与直流电压符号

功能 直流电压 交流电压
流向 仅限单向通行 方向不断交替
来源 电池、太阳能电池板、直流适配器 市电、发电机
符号 直线或“V⎓”。” 波浪线 (~)
电压等级 恒定的或稳定的 会定期变化
存储 可存储在电池中 难以存放
应用 电子元件、传感器、电机 家用电器、工业机械
测量 带直流档位的万用表 带交流档位的万用表

摘要

直流电压是指电流沿一个方向持续流动。这些符号有助于我们在电路图和PCB上识别直流电压。它显示了精确的电压值,例如5V或12V。此外,该符号还标明了极性,因此您可以分辨出哪个端子是正极,哪个是负极。

因此,这种做法既能避免出错,又便于研究电路。您可以使用万用表等工具来准确测量电压。一旦理解了符号,您就能为印刷电路板(PCB)选择合适的元器件。

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