当前位置:文档之家› 滤波电路中电感的作用

滤波电路中电感的作用

滤波电路中电感的作用
滤波电路中电感的作用

滤波电路中电感的作用

一.电感的作用

基本作用:滤波、振荡、延迟、陷波等

形象说法:“通直流,阻交流”

细化解说:在电子线路中,电感线圈对交流有限流作用,它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等;变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变换等。

由感抗XL=2πfL 知电感L越大,频率f越高,感抗就越大。该电感器两端电压的大小与电感L成正比,还与电流变化速度i/t 成正比,这关系也可用下式表示:

电感线圈也是一个储能元件,它以磁的形式储存电能,储存的电能大小可用下式表示:WL=1/2 Li2 。

可见,线圈电感量越大,流过越大,储存的电能也就越多。

电感在电路最常见的作用就是与电容一起,组成LC滤波电路。我们已经知道,电容具有“阻直流,通交流”的本领,而电感则有“通直流,阻交流”的功能。如果把伴有许多干扰信号的直流电通过LC滤波电路(如图),那么,交流干扰信号将被电容变成热能消耗掉;变得比较纯净的直流电流通过电感时,其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能,频率较高的最容易被电感阻抗,这就可以抑制较高频率的干扰信号。

变成磁感和热能,频率较高的最容易被电感阻抗,这就可以抑制较高频率的干扰信号。

LC滤波电路

在线路板电源部分的电感一般是由线径非常粗的漆包线环绕在涂有各种颜色的圆形磁芯上。而且附近一般有几个高大的滤波铝电解电容,这二者组成的就是上述的 LC滤波电路。另外,线路板还大量采用“蛇行线+贴片钽电容”来组成LC电路,因为蛇行线在电路板上来回折行,也可以看作一个小电感。

二、电感的主要特性参数

2.1 电感量L

电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。

2.2 感抗XL

电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL

2.3 品质因素Q

品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R。线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小。线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的Q值通常为几十到几百。采用磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的Q值。

2.4 分布电容

线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。采用分段绕法可减少分布电容。

2.5 允许误差:电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数。

2.6 标称电流:指线圈允许通过的电流大小,通常用字母A、B、C、D、E分别表示,标称电流值为50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。

三、常用电感线圈

3.1 单层线圈

单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。如晶体管收音机中波天线线圈。

3.2 蜂房式线圈

如果所绕制的线圈,其平面不与旋转面平行,而是相交成一定的角度,这种线圈称为蜂房式线圈。而其旋转一周,导线来回弯折的次数,常称为折点数。蜂房式绕法的优点是体积小,分布电容小,而且电感量大。蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制,折点越多,分布电容越小

3.3 铁氧体磁芯和铁粉芯线圈

线圈的电感量大小与有无磁芯有关。在空芯线圈中插入铁氧体磁芯,可增加电感量和提高线圈的品质因素。

3.4 铜芯线圈

铜芯线圈在超短波范围应用较多,利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量,这种调整比较方便、耐用。

3.5 色码电感线圈

是一种高频电感线圈,它是在磁芯上绕上一些漆包线后再用环氧树脂或塑料封装而成。它的工作频率为10KHz至200MHz,电感量一般在0.1uH到3300uH之间。色码电感器是具有固定电感量的电感器,其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记。其单位为uH。

3.6 阻流圈(扼流圈)

限制交流电通过的线圈称阻流圈,分高频阻流圈和低频阻流圈。

3.7 偏转线圈

偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载,偏转线圈要求:偏转灵敏度高、磁场均匀、Q值高、体积小、价格低。

四、电感的型号、规格及命名。

国内外有众多的电感生产厂家,其中名牌厂家有SAMUNG、PHI、TDK、AVX、VISHAY、NEC、KEMET、ROHM等。

5.1 片状电感

电感量:10NH~1MH

材料:铁氧体绕线型陶瓷叠层

精度:J=±5% K=±10% M=±20%

尺寸: 0402 0603 0805 1008 1206 1210 1812 1008=2.5mm*2.0mm 1210=3.2mm*2.5mm

个别示意图:贴片绕线电感贴片叠层电感

5.2 功率电感

电感量:1NH~20MH

带屏蔽、不带屏蔽

尺寸:SMD43、SMD54、SMD73、SMD75、SMD104、SMD105;RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124;CD43/54/73/75/104/105;

个别示意图:贴片功率电感屏蔽式功率电感

5.3 片状磁珠

种类:CBG(普通型)阻抗:5Ω~3KΩ

CBH(大电流)阻抗:30Ω~120Ω

CBY(尖峰型)阻抗:5Ω~2KΩ

个别示意图:贴片磁珠贴片大电流磁珠

规格:0402/0603/0805/1206/1210/1806(贴片磁珠)

规格:SMB302520/SMB403025/SMB853025(贴片大电流磁珠)5.4 插件磁珠

规格:RH3.5

5.5 色环电感

电感量:0.1uH~22MH

尺寸:0204、0307、0410、0512

豆形电感:0.1uH~22MH

尺寸:0405、0606、0607、0909、0910

精度:J=±5% K=±10% M=±20%

精度:J=±5% K=±10% M=±20%

插件的色环电感读法:同色环电阻的标示

5.6 立式电感

电感量:0.1uH~3MH

规格:PK0455/PK0608/PK0810/PK0912

5.7轴向滤波电感

规格:LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019

电感量:0.1uH-10mH。

额定电流:65mA~10A。

Q值高,价位一般较低,自谐振频率高。

5.8 磁环电感

规格:TC3026/TC3726/TC4426/TC5026

尺寸(单位mm):3.25~15.88

5.9 空气芯电感

空气芯电感为了取得较大的电感值,往往要用较多的漆包线绕成,而为了减少电感本身的线路电阻对直流电流的影响,要采用线径较粗的漆包线。但在一些体积较少的产品中,采用很重很大的空气芯电感不太现实,不但增加成本,而且限制了产品的体积。为了提高电感值而保持较轻的重量,我们可以在空气芯电感中插入磁心、铁心,提高电感的自感能力,借此提高电感值。目前,在计算机中,绝大部分是磁心电感。

五、常见的磁芯磁环

铁粉芯系列

材质有:-2材(红/透明)、-8材(黄/红)、-18材(绿/红)、-26材(黄/白)、-28材(灰/绿)、-33材(灰/黄)、-38材(灰/ 黑)、-40材(绿/黄)、-45材(黑色)、-52材(绿/蓝);尺寸:外径大小从30到400D(注解:外径从7.8mm到102mm)。

铁硅铝系列

主要u值有:60、75、90、125;尺寸:外径大小从3.5mm到77.8mm。

两种产品的规格除了主要的环形外,另有E形,棒形等,还可以根据客户提供的各项参数定做。它们广泛应用于计算机主机板,计算机电源,电源供应器,手机充电器,灯饰变压调光器,不间断电源(UPS),各种家用电器控制板等。

六、电感在使用过程中要注意的事项

8.1电感使用的场合

潮湿与干燥、环境温度的高低、高频或低频环境、要让电感表现的是感性,还是阻抗特性等,都要注意。

8.2电感的频率特性

在低频时,电感一般呈现电感特性,既只起蓄能,滤高频的特性。

但在高频时,它的阻抗特性表现的很明显。有耗能发热,感性效应降低等现象。不同的电感的高频特性都不一样。

下面就铁氧体材料的电感加以解说:

铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金,这种材料具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。铁氧体材料通常在高频情况下应用,因为在低频时他们主要程电感特性,使得线上的损耗很小。在高频情况下,他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中,铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的。实际上,铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联,低频下电阻被电感短路,高频下电感阻抗变得相当高,以至于电流全部通过电阻。铁氧体是一个消耗装置,高频能量在上面转化为热能,这是由他的电阻特性决定的。

8.3 电感设计要承受的最大电流,及相应的发热情况。

8.4 使用磁环时,对照上面的磁环部分,找出对应的L值,对应材料的使用范围。

8.5注意导线(漆包线、纱包或裸导线),常用的漆包线。要找出最适合的线经。

电感滤波电路作用原理

电感滤波电路作用原理 Final revision by standardization team on December 10, 2020.

电容滤波电路电感滤波 电路作用原理 整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量。 半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。) 一、电阻滤波电路: RC-π型滤波电路,实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1(B)RC滤波电路。若用S表示C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数 S=(1/ωC2R)S。

由分析可知,电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端,最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下,R愈大,C2愈大,则脉动系数愈小,也就是滤波效果就越好。而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会增大电容器的体积和重量,实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合。 二、电感滤波电路: 根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联。 并联的电容器C在输入电压升高时,给电容器充电,可把部分能量存储在电容器中。而当输入电压降低时,电容两端电压以指数规律放电,就可以把存储的能量释放出来。经过滤波电路向负载放电,负载上得到的输出电压就比较平滑,起到了平波作用。若采用电感滤波,当输入电压增高时,与负载串联的电感L中的电流增加,因此电感L将存储部分磁场能量,当电流减小时,又将能量释放出来,使负载电流变得平滑,因此,电感L也有平波作用。 利用储能元件电感器L的电流不能突变的特点,在整流电路的负载回路中串联一个电感,使输出电流波形较为平滑。因为电感对直流的阻抗小,交流的阻抗大,因此能够得到较好的滤波效果而直流损失小。电感滤波缺点是体积大,成本高。

电感在在电路中的作用及使用方法

电感在电路中的作用与使用方法 一、电感器的定义。 电感的定义: 电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。 当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电磁感应定律---磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化,故从客观效果看,电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为“自感应”,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间,会发生火花,这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。 总之,当电感线圈接到交流电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着,致使线圈不断产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势,称为“自感电动势”。 由此可见,电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量,它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。 电感的具体作用: 1、在DCDC转换的时候,电源输入和DCDC芯片之间常接着一个22uh的功率电感, 一,扼流:在低频电路用来阻止低频交流电;脉动直流电到纯直流电路;它常用在整流电路输出端两个滤波电容的中间,扼流圈与电容组成Π式滤波电路。在高频电路:是防止高频电流流向低频端,在老式再生式收音机中的高频扼流圈。得到应用。 二,滤波:和上述理论相同;也是阻止整流后的脉动直流电流流向纯直流电路由扼流圈(为简化电路,降低成本,用纯电阻替带扼流圈)两个电容(电解电容)组成派式滤波电路。利用电容充放电作用和扼流圈通直流电,阻挡交流电特性来 完成平滑直流电而得到纯正的直流电。

§5-5 纯电感正弦交流电路

单相交流电路讲授课 空凋01/02 1、掌握单相交流电的纯电感电路 重点:单相交流电的纯电感电路 难点:单相交流电的纯电感电路 措施:以理论的讲解、例题的演算,生活实例说明 《电工基础教学参考书》 习题册P 53-54

§5-5 纯电感正弦交流电路 1、含义:交流电路中只有电感线圈作负载的电路。 2、电流与电压的关系 在电感线圈两端加上交流电U L ,线圈中必定产生交流电流i ,因而线圈中将产生感生电动势,其大小: e L =-L t i ?? 则线圈两端的电压u L =- e L =-L t i ?? 通过线圈的电流i= t sin I m ω 在0-2 π 即第一个4 1 周期内: 电流从0→I m , t i ??>0且最大→0,电压e Lm →0。 在2 π -π即第二个4 1 周期内: 电流从I m →0,t i ??<0且0→最大负值,电压0→-e Lm 。 在π-2 3π即第三个4 1周期内: 电流从0→-I m ,t i ??<0且最大负值→0,电压-e Lm →0。 在 2 3π-2π即第四个4 1周期内: 电流从-I m →0, t i ??>0且0→最大,电压0→e Lm 。 结论: 在纯电感电路中,电感两端的电压超前电流90度,或电流滞

后电压90度. i= t sin I m ω u=U Lm sin(ωt+2 π ) 电流一电压最大值之间的关系: LI L :2L U I L L lm m ωωω== = U U I 或得两边同除于 设X L =ωL 代入上式:L L X U I = 在纯电感正弦交流电路中,电流和电压的最大值及有效值之间符合欧姆定律. 3、感抗: 1)、计算:X L =ωL=2πfL 2)、特点:“通直阻交” 3)、注意:I U X L L =只表示电压与电流的最大值或有效值之比。 i u x L L ≠ 不是瞬时值之比 4、电路的功率: 1)、瞬时功率 电压瞬时值u 和电流 瞬时值i 的乘积,称为瞬时功率。用P 表示。 即:

电感滤波电路作用原理精选文档

电感滤波电路作用原理 精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

电容滤波电路电感滤波 电路作用原理 整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量。 半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。) 一、电阻滤波电路:

RC-π型滤波电路,实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1(B)RC滤波电路。若用S表示C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数S=(1/ωC2R)S。 由分析可知,电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端,最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下,R愈大,C2愈大,则脉动系数愈小,也就是滤波效果就越好。而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会增大电容器的体积和重量,实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合。 二、电感滤波电路: 根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联。 并联的电容器C在输入电压升高时,给电容器充电,可把部分能量存储在电容器中。而当输入电压降低时,电容两端电压以指数规律放电,就可以把存储的能量释放出来。经过滤波电路向负载放电,负载上得到的输出电压就比较平滑,起到了平波作用。若采用电感滤波,当输入电压增高时,与负载串联的电感L中的电流增加,因此电感L将存储部分

电容、电感滤波电路

滤波电路 交流电经过二极管整流之后,方向单一了,但是大小(电流强度)还是处在不断地变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流,还需要再做一番“填平取齐”的工作,这便是滤波。换句话说,滤波的任务,就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小,改造成接近恒稳的直流电。 一、电容滤波 电容器是一个储存电能的仓库。在电路中,当有电压加到电容器两端的时候,便对电容器充电,把电能储存在电容器中;当外加电压失去(或降低)之后,电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候, 电容器两端的电压逐渐升高,直到接近充电电 压;放电的时候,电容器两端的电压逐渐降低, 直到完全消失。电容器的容量越大,负载电阻值 越大,充电和放电所需要的时间越长。这种电容 带两端电压不能突变的特性,正好可以用来承担 滤波的任务。 图5-9是最简单的电容滤波电路,电容器与负载电阻并联,接在整流器后面,下面以图5-9(a)所示半波整施情况说明电容滤波的工作过程。在二极管导通期间,e2 向负载电阻R fz提供电流的同时,向电容器C充电,一直充到最大值。e2 达到最大值以后逐渐下降;而电容器两端电压不能突然变化,仍然保持较高电压。这时,D受反向电压,不能导通,于是Uc便 通过负载电阻R fz放电。由于C和R fz较大,放电 速度很慢,在e2 下降期间里,电容器C上的电压降 得不多。当e2 下一个周期来到并升高到大于Uc时, 又再次对电容器充电。如此重复,电容器C两端(即 负载电阻R fz:两端)便保持了一个较平稳的电压, 在波形图上呈现出比较平滑的波形。 图5-10(a)(b)中分别示出半波整流和全波整流时电容滤波前后的输出波形。

电感的作用及分类

电感是用绝缘导线(例如漆包线,沙包线等)绕制而成的电磁感应元件。属于常用元件。 一,电感的作用:通直流阻交流这是简单的说法,对交流信号进行隔离,滤波或与电容器,电阻器等组成谐振电路. 调谐与选频电感的作用:电感线圈与电容器并联可组成LC 调谐电路。即电路的固有振荡频率f0与非交流信号的频率f相等,则回路的感抗与容抗也相等,于是电磁能量就在电感、电容之间来回振荡,这就是L C回路的谐振现象。谐振时由于电路的感抗与容抗等值又反向,因此回路总电流的感抗最小,电流量最大(指f=f0的交流信号),所以L C谐振电路具有选择频率的作用,能将某一频率f的交流信号选择出来。 磁环电感的作用:磁环与连接电缆构成一个电感器(电缆中的导线在磁环上绕几圈作为电感线圈),它是电子电路中常用的抗干扰元件,对于高频噪声有很好的屏蔽作用,故被称为吸收磁环,由于通常使用铁氧体材料制成,所以又称铁氧体磁环(简称磁环)。在图中,上面为一体式磁环,下面为带安装夹的磁环。磁环在不同的频率下有不同的阻抗特牲。一般在低频时阻抗很小,当信号频率升高后磁环的阻抗急剧变大。可见电感的作用如此之大,大家都知道,信号频率越高,越容易辐射出去,而一般的信号线都是没有屏蔽层的,这些信号线就成了很好的天线,接收周围环境中各种杂乱的高频信号,而这些信号叠加在原来传输的信号上,甚至会改变原来传输的有用信号,严重干扰电子设备的正常工作,因此降低电子设备的电磁干扰(E M)已经是必须考虑的问题。在磁环作用下,即使正常有用的信号顺利地通过,又能很好地抑制高频于扰信号,而且成本低廉。 电感的作用还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等重要的作用。

正弦交流电路习习题解答

欢迎阅读 欢迎阅读 习 题 2.1 电流π10sin 100π3i t ?? =- ?? ? ,问它的三要素各为多少?在交流电路中,有两个负载,已知它们的 电压分别为1π60sin 3146u t ??=- ?? ? V ,2π80sin 3143u t ??=+ ?? ? V ,求总电压u 的瞬时值表达式,并说明u 、 u 1、u 2三者的相位关系。 解:(1)最大值为10(V ),角频率为100πrad/s ,初相角为-60°。 (2) 1U 则= m U 100=u 2.2 (1)i 1(2)i 1(3)i 1(4)i 1解:(1(2)I (3)=I (4)设+=1I I I 2.12=I 2.3 (1)u =t V (2)5i =-sin(314t – 60o) A 解:(1)U =10/0o (V) (2)m I =-5/-60o =5/180o -60o=5/120o (A) 2.4 已知工频正弦电压u ab 的最大值为311V ,初相位为–60°,其有效值为多少?写出其瞬时值 表达式;当t =0.0025s 时,U ab 的值为多少? 解:∵U U ab abm 2=

欢迎阅读 ∴有效值2203112 1 21=?== U U abm ab (V) 瞬时值表达式为 ()?-=60314sin 311t u ab (V) 当t =0.0025S 时,5.8012sin(31130025.0100sin 311-=-=??? ? ? -??=πππU ab (V) 2.5 题 解:( 所以U a 由图b 所以U a 2.6 (1(2(3解:(2=P U R == R U I (2)P (32.7 把L =51mH 的线圈(线圈电阻极小,可忽略不计),接在u t +60o) V 的交流电源上,试计算: (1)X L 。 (2)电路中的电流i 。 (3)画出电压、电流相量图。 解:(1)16105131423=??==-fL X L π(Ω)

共模滤波电感原理分析

共模滤波电感器不是电感量越大越好.主要看你要滤除的共模干扰的频率范围,先说一下共模电感器滤波原理:共模电感器对共模干扰信号的衰减或者说滤除有两个原理,一是靠感抗的阻挡作用,但是到高频电感量没有了靠的是磁心的损耗吸收作用;他们的综合效果是滤波的真实效果.当然在低频段靠的是电感量产生的感抗.同样的电感器磁心材料绕制成的电感器,随着电感量的增加,Z阻抗与频率曲线变化的趋势是随着你绕制的电感器的电感量的增加,Z 阻抗峰值电时的频率就会下降,也就是说电感量越高所能滤除的共模干扰的频率越低,换句话说对低频共模干扰的滤除效果越好,对高频共模信号的滤除效果越差甚至不起作用. 这就是为什么有的滤波器使用两级滤波共模电感器的原因一级是用低磁导率(磁导率7K以下铁氧体材料甚至可以使用1000的NiZn材料) 材料作成共模滤波电感器,滤出几十MHz 或更高频段的共模干扰信号,另一级采用高导磁材料(如磁导率10000h00的铁氧体材料或着非晶体材料)来滤除1MHz以下或者几百kHz的共模干扰信号. 因此首先要确认你要滤除共模干扰的频率范围然后再选择合适的滤波电感器材料. 共 模电感的测量与诊断 电源滤波器的设计通常可从共模和差模两方面来考虑。共模滤波器 最重要的部分就是共模扼流圈,与差模扼流圈相比,共模扼流圈的一个 显著优点在于它的电感值极高,而且体积又小,设计共模扼流圈时要考 虑的一个重要问题是它的漏感,也就是差模电感。通常,计算漏感的办 法是假定它为共模电感的1%,实际上漏感为共模电感的 0.5% ~ 4%之 间。在设计最优性能的扼流圈时,这个误差的影响可能是不容忽视的。 漏感的重要性 漏感是如何形成的呢?紧密绕制,且绕满一周的环形线圈,即 使没有磁芯,其所有磁通都集中在线圈“芯”内。但是,如果环形线圈 没有绕满一周,或者绕制不紧密,那么磁通就会从芯中泄漏出来。这种 效应与线匝间的相对距离和螺旋管芯体的磁导率成正比。共模扼流圈有 两个绕组,这两个绕组被设计成使它们所流过的电流沿线圈芯传导时方 向相反,从而使磁场为0。如果为了安全起见,芯体上的线圈不是双线 绕制,这样两个绕组之间就有相当大的间隙,自然就引起磁通“泄漏”, 这即是说,磁场在所关心的各个点上并非真正为0。共模扼流圈的漏感 是差模电感。事实上,与差模有关的磁通必须在某点上离开芯体,换句 话说,磁通在芯体外部形成闭合回路,而不仅仅只局限在环形芯体内。 如果芯体具有差模电感,那么,差模电流就会使芯体内的磁通 发生偏离零点,如果偏离太大,芯体便会发生磁饱和现象,使共模电感 基本与无磁芯的电感一样。结果,共模辐射的强度就如同电路中没有扼 流圈一样。差模电流在共模环形线圈中引起的磁通偏离可由下式得出:

单一元件的正弦交流电路

单一元件的正弦交流电路交流电纯电阻电路公式(电压与电流的关系及电功率) 将一个电阻接到交流电源上,如右图所示。电压和电流的关系可以根据欧姆定律来确定。即: 上述公式表面,交流纯电阻电路的基本性质是电流瞬时值与电阻两端电压的瞬时值成正比。 电阻两端电压有效值U和电阻中流过的电流有效值I的关系可由欧姆定律得出: 在电阻大小一定时,电压增大,电流也增大。电压为零,电流也为零。即电流的正弦曲线与电压的正弦曲线波形起伏一致。所以在电阻负载电路中电压与电流是同相位的。 由于交流电路的电压和电流都随时间而变化,在任意瞬间,电压瞬时值u与电流瞬时值i的乘积为瞬时功率,用“p”表示:即: 由上述公式可以得知:电阻元件上瞬时功率由两部分组成,第一部分是常熟,第二部分是幅值为,并以2ω的角频率随时间按余弦规律变化的变量。 上右图波形图中虚线所示,p为功率随时间变化的波形。它在一个周期内总是大于零,表面电阻元件总是吸收电能,即消耗功率。 瞬时功率虽然能表面功率在一周期内的变化情况,但是其数值不便于测量和计算,其实际意义不大。人们通常所说的电路的功率都是指瞬时功率在一周期内的平均值,称为平均功率或有功功率,以大写字母“P”表示,经数学推算可得:

其单位为瓦塔,由上式可见,当电压和电流以有效值表示时,纯电阻电路中的平均功率的表示式具有和直流电路相同的形式。 从交流电纯电感电路中感抗/电压/电流/电功率的关系了解电感的作用 一个具有电感磁效应作用,其直流电阻值小到可以忽略的线圈,就可以看作是一个纯电感负载。如日光灯电路的整流器,整流滤波电路的扼流圈,感应熔炼炉的感应圈,电力系统中限制短路电流的电抗器等,都可以看作是电感元件。电感元件用符“”表示。 感抗与电流和电压的关系 当交流电通过线圈时,在线圈中产生自感电动势。根据电磁感应定律(楞次定律),自感电动势总是阻碍电路内电流的变化,形成对电流的“阻力”作用,这种“阻力”作用称为电感电抗,简称感抗。用符号X L表示,单位也是欧姆。 实验证明,线圈的电感L越大,交流电的频率f越高,则其感抗X L就越大,它们之间的关系为: 上述公式中: f:表示交流电的频率,单位Hz; L:表示自感系数;单位为亨利(H) X L:线圈的感抗,单位为欧姆(Ω) 上面的公式表明,当电感系数一定时,感抗与频率成正比,即电感元件具有通低频率阻高频率特性。 当f=0时,X L=0。这说明感抗对直流电不起阻碍作用。所有在直流电路中,可将线圈看成是短路。 如右图所示的纯电杆电路中,如果线圈两端加上正弦交流电压u,理论证明,在纯电感电路中线圈两端电压有效值U与线圈中电流有效值I之间的关系为:

电感滤波电路作用原理

电感滤波电路作用原理 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】

电容滤波电路电感滤波 电路作用原理 整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。 脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量。 半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。) 一、电阻滤波电路:

RC-π型滤波电路,实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1(B)RC滤波电路。若用S表示C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数S=(1/ωC2R)S。 由分析可知,电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端,最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下,R愈大,C2愈大,则脉动系数愈小,也就是滤波效果就越好。而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会增大电容器的体积和重量,实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合。 二、电感滤波电路: 根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联。 并联的电容器C在输入电压升高时,给电容器充电,可把部分能量存储在电容器中。而当输入电压降低时,电容两端电压以指数规律放电,就可以把存储的能量释放出来。经过滤波电路向负载放电,负载上得到的输出电压就比较平滑,起到了平波作用。若采用电感滤波,当输入电压增高时,与负载串联的电感L中的电流增加,因此电感L将存储部分

EMI滤波器电路原理及设计

EMI滤波器电路原理及设计 引言 开关电源以其体积小、重量轻、效率高等优点被广泛应用于电力电子设备系统中,但是开关电源易受到电磁干扰,产生误动作,且本身的高频信号也会引起大量的噪声,会污染电网环境,干扰同一电网其他电子设备的正常工作。这样就对EMC提出了更高的要求指标。 分类: 开关电源中的电磁干扰(EMI)主要有传导干扰和辐射干扰。通过正确的屏蔽和接地系统设计可以得到有效的控制,对于传导干扰来说,加装EMI滤波器,是一种比较经济有效的措施,辐射干扰的抑制可以通过加装变压器屏蔽铜片。 EMI滤波器介绍 开关电源与交流电网相连,尽管开关电源是一个单端口网络,但具有相线(L),零线(N),地线(E)的开关电源实际上形成了两个AC端口,所以噪声源在实际分析中可以将其分解为共模和差模噪声源。火线(L)与零线(N)之间的干扰叫做差模干扰(属于对称性干扰),火线(L)与地线(E)之间的干扰叫做共模干扰(非对称性干扰)。在一般情况下,差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小;共模干扰幅度大、频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大。 开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。 1.开关电源的EMI干扰源 开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。 (1)功率开关管 功率开关管工作在On-O ff快速循环转换的状态,dv/dt和di/dt都在急剧变换,因此,功率开关管既是电场耦合的主要干扰源,也是磁场耦合的主要干扰源。 (2)高频变压器 高频变压器的EMI来源集中体现在漏感对应的di/dt快速循环变换,因此高频变压器是磁场耦合的重要干扰源。 (3)整流二极管 整流二极管的EMI来源集中体现在反向恢复特性上,反向恢复电流的断续点会在电感(引线电感、杂散电感等)产生高 dv/dt,从而导致强电磁干扰。 (4)PCB 准确的说,PCB是上述干扰源的耦合通道,PCB的优劣,直接对应着对上述EMI源抑制的好坏。

滤波电路中电感的作用(图文版)

滤波电路中电感的作用 一.电感的作用 基本作用:滤波、振荡、延迟、陷波等 形象说法:“通直流,阻交流” 细化解说:在电子线路中,电感线圈对交流有限流作用,它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等;变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变换等。 由感抗XL=2πfL 知,电感L越大,频率f越高,感抗就越大。该电感器两端电压的大小与电感L成正比,还与电流变化速度△i/△t 成正比,这关系也可用下式表示: 电感线圈也是一个储能元件,它以磁的形式储存电能,储存的电能大小可用下式表示:WL=1/2 Li2 。 可见,线圈电感量越大,流过越大,储存的电能也就越多。 电感在电路最常见的作用就是与电容一起,组成LC滤波电路。我们已经知道,电容具有“阻直流,通交流”的本领,而电感则有“通直流,阻交流”的功能。如果把伴有许多干扰信号的直流电通过LC滤波电路(如图),那么,交流干扰信号将被电容变成热能消耗掉;变得比较纯净的直流电流通过电感时,其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能,频率较高的最容易被电感阻抗,这就可以抑制较高频率的干扰信号。 变成磁感和热能,频率较高的最容易被电感阻抗,这就可以抑制较高频率的干扰信号。 LC滤波电路

在线路板电源部分的电感一般是由线径非常粗的漆包线环绕在涂有各种颜色的圆形磁芯上。而且附近一般有几个高大的滤波铝电解电容,这二者组成的就是上述的LC滤波电路。另外,线路板还大量采用“蛇行线+贴片钽电容”来组成LC电路,因为蛇行线在电路板上来回折行,也可以看作一个小电感。 二、电感的主要特性参数 2.1 电感量L 电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。 2.2 感抗XL 电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL 2.3 品质因素Q 品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R。线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小。线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的Q值通常为几十到几百。采用磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的Q值。 2.4 分布电容 线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。采用分段绕法可减少分布电容。 2.5 允许误差:电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数。 2.6 标称电流:指线圈允许通过的电流大小,通常用字母A、B、C、D、E分别表示,标称电流值为50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。 三、常用电感线圈 3.1 单层线圈 单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。如晶体管收音机中波天线线圈。 3.2 蜂房式线圈 如果所绕制的线圈,其平面不与旋转面平行,而是相交成一定的角度,这种线圈称为蜂房式线圈。而其旋转一周,导线来回弯折的次数,常称为折点数。蜂房式绕法的优点是体积小,分布电容小,而且电感量大。蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制,折点越多,分布电容越小 3.3 铁氧体磁芯和铁粉芯线圈 线圈的电感量大小与有无磁芯有关。在空芯线圈中插入铁氧体磁芯,可增加电感量和提高线圈的品质因素。 3.4 铜芯线圈

电感的作用及用途

电感器(电感线圈)和变压器均是用绝缘导线(例如漆包线、纱包线等)绕制而成的电磁感应元件,也是电子电路中常用的元器件之一,相关产品如共膜滤波器等。 一、自感与互感 (一)自感 当线圈中有电流通过时,线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时,其周围的磁场也产生相应的变化,此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势(电动势用以表示有源元件理想电源的端电压),这就是自感。 (二)互感 两个电感线圈相互靠近时,一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈,这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度。 二、电感器的作用与电路图形符号 (一)电感器的电路图形符号 电感器是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝,它在电路中用字母"L"表示,图6-1是其电路图形符号。 (二)电感器的作用 电感器的主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。 三、变压器的作用及电路图形符号 (一)变压器的电路图形符号 变压器是利用电感器的电磁感应原理制成的部件。在电路中用字母"T"(旧标准为"B")表示,其电路图形符号如图6-12所示。 (二)变压器的作用 变压器是利用其一次(初级)、二次(次级)绕组之间圈数(匝数)比的不同来改变电压比或电流比,实现电能或信号的传输与分配。其主要有降低交流电压、提升交流电压、信号耦合、变换阻抗、隔离等作用。 (一)电感器的结构与特点 电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。 1.骨架骨架泛指绕制线圈的支架。一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器(如振荡线圈、阻流圈等),大多数是将漆包线(或纱包线)环绕在骨架上,再将磁心或铜心、铁心等装入骨架的内腔,以提高其电感量。 骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成,根据实际需要可以制成不同的形状。 小型电感器(例如色码电感器)一般不使用骨架,而是直接将漆包线绕在磁心上。 空心电感器(也称脱胎线圈或空心线圈,多用于高频电路中)不用磁心、骨架和屏蔽罩等,而是先在模具上绕好后再脱去模具,并将线圈各圈之间拉开一定距离。 2.绕组绕组是指具有规定功能的一组线圈,它是电感器的基本组成部分。 绕组有单层和多层之分。单层绕组又有密绕(绕制时导线一圈挨一圈)和间绕(绕制时每圈导线之间均隔一定的距离)两种形式;多层绕组有分层平绕、乱绕、蜂房式绕法等多种,如图6-5所示。 3.磁心与磁棒磁心与磁棒一般采用镍锌铁氧体(NX系列)或锰锌铁氧体(MX系列)等材料,它有"工"字形、柱形、帽形、"E"形、罐形等多种形状,如图6-6所示。 4.铁心铁心材料主要有硅钢片、坡莫合金等,其外形多为"E"型。 5.屏蔽罩为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件正常工作,就为其增加了金属屏幕罩(例如半导体收音机的振荡线圈等)。采用屏蔽罩的电感器,会增加线圈的损耗,使Q值降低。 6.封装材料有些电感器(如色码电感器、色环电感器等)绕制好后,用封装材料将线

正弦交流电路习题解答

习 题 电流π10sin 100π3i t ??=- ?? ?,问它的三要素各为多少?在交流电路中,有两个负载,已知它们的电压分别为1π60sin 3146u t ??=- ???V ,2π80sin 3143u t ??=+ ?? ?V ,求总电压u 的瞬时值表达式,并说明u 、u 1、u 2三者的相位关系。 解:(1)最大值为10(V ),角频率为100πrad/s ,初相角为-60°。 (2)?-=30/601m U &(V )?=60/802m U &(V ) 则?=?+?-=+=1.23/10060/8030/6021m m m U U U &&&(V ) )1.23314sin(100?+=t u (V )u 滞后u 2,而超前u 1。 两个频率相同的正弦交流电流,它们的有效值是I 1=8A ,I 2=6A ,求在下面各种情况下,合成电流的有效值。 (1)i 1与i 2同相。 (2)i 1与i 2反相。 (3)i 1超前i 2 90o 角度。 (4)i 1滞后i 2 60o 角度。 解:(1)146821=+=+=I I I (A ) (2)6821+=-=I I I (A ) (3)1068222221=+=+=I I I (A ) (4)设?=0/81I &(A )则?=60/62 I &(A ) ?=?+?=+=3.25/2.1260/60/82 1I I I &&&(A ) 2.12=I (A ) 把下列正弦量的时间函数用相量表示。 (1)u =t V (2)5i =-sin(314t – 60o) A 解:(1)U &=10/0o (V) (2)m I &=-5/-60o =5/180o -60o=5/120o (A) 已知工频正弦电压u ab 的最大值为311V ,初相位为–60°,其有效值为多少?写出其瞬时值表达式;当t =时,U ab 的值为多少? 解:∵U U ab abm 2= ∴有效值2203112 121=?==U U abm ab (V) 瞬时值表达式为 ()?-=60314sin 311t u ab (V) 当t =时,5.80)12sin(31130025.0100sin 311-=-=??? ? ?-??=πππU ab (V) 题图所示正弦交流电路,已知u 1sin314t V ,u 2t –120o) V ,试用相量表示法求电压u a 和u b 。 题图 解:(1)由图a 知,21u u u a +=

各种电源滤波电路图及工作原理

各种电源滤波电路图及工作原理 在滤波电路中,主要使用对交流电有特殊阻抗特性的器件,如:电容器、电感器。本文将对各种形式的滤波电路进行分析。 一、滤波电路种类 滤波电路主要有下列几种:电容滤波电路,这是最基本的滤波电路;π型RC滤波电路;π型LC滤波电路;电子滤波器电路。 二、滤波原理 1.单向脉动性直流电压的特点图1(a)所示是单向脉动性直流电压波形,从图中可以看出,电压的方向性无论在何时都是一致的,但在电压幅度上是波动的,就是在时间轴上,电压呈现出周期性的变化,所以是脉动性的。 但根据波形分解原理可知,这一电压可以分解成一个直流电压和一组频率不同的交流电压,如图1(b)所示。在图1(b)中,虚线部分是单向脉动性直流电压U o中的直流成分,实线部分是U o中的交流成分。 图1:单向脉动性电压的分解

2.电容滤波原理根据以上的分析,由于单向脉动性直流电压可分解成交流和直流两部分。在电源电路的滤波电路中,利用电容器的“隔直通交”的特性和储能特性,或者利用电感“隔交通直”的特性可以滤除电压中的交流成分。图2所示是电容滤波原理图。 图2(a)为整流电路的输出电路。交流电压经整流电路之后输出的是单向脉动性直流电,即电路中的Uo 图2(b)为电容滤波电路。由于电容C1对直流电相当于开路,这样整流电路输出的直流电压不能通过C1到地,只有加到负载R L上。对于整流电路输出的交流成分,因C1容量较大,容抗较小,交流成分通过C1流到地端,而不能加到负载R L。这样,通过电容C1的滤波,从单向脉动性直流电中取出了所需要的直流电压+U。滤波电容C1的容量越大,对交流成分的容抗越小,使残留在负载R L上的交流成分越小,滤波效果就越好。 图2:电容滤波原理图

电感滤波电路图

电感滤波电路图 发布: 2011-5-30 | 作者: —— | 来源: 华强电子网用户| 查看: 336次 电容滤波电路的输出内阻较大,当RL变化时,端电压也随之变化;另外,流二极管导电时冲击电流较大,对其寿命有影响。电阻很小,而对交流的阻抗很大的特点实现滤波,种电感滤波电路。 为此,可利用电感线圈对直流的即电感滤波。图示出了几种电感滤波电路。 图电感滤波电路 图(a)所示为单个电感滤波电路,其缺点是:通常滤波系数(滤波系数为滤波电路输入端和滤波电路输出端第佬次谐波电压幅值之比)只做到几十以下,要继续增大滤波系数会使电感的体积、重量过大,价格过高而不经济,同时,使直流电阻、压降及损耗增大,效率降低;当负载电阻RL变化时,滤波系数也随之改变;RL较大时,滤波能力降低,输出阻抗很大;当负载电流中有交流成分时,在电感两端产生交流压降,它是一种干扰电压,使噪声电压增大,电源的动态特性变坏;当负载电阻突然变小时,电感电动势限制了电流上升率,并使输出电压降低,电压恢复正常值的速度慢,恢复时间长。 图(b)所示为LC滤波电路,它由电感及电容组成,电感L的作用是限制交流电流成分,电容C的容量很大,容抗比负载电阻小得多,形成一个并联的低阻抗,使大部分交流电流成分流过C,而C两端的交流压降很小。另外,在电流变化较大的情况下,电感滤波电路的滤波效果较好,因而在大功率的电子设备中多采用这种滤波电路。当输出电流给定时,为保证电感滤波电路有较好的滤波特性,所选用的电感E应大于RL/3ω。

图(c)所示为电感L与电池E组成的滤波电路,如充电器就是这种滤波电路。电池的电动势E 可认为不随谐波电流而改变,电池的内阻Rr很小,交流电流在此电阻上的压降也很小,可起到较好的滤波效果。为了充分发挥电池的滤波作用,应尽量减小电池支路的附加电阻。应该注意的是,当谐波的频率较高时,电池和导线的等效电感也是不可忽略的。 图(d)所示为两节L形滤波电路,这种滤波电路能获得较大的滤波系数、较好的经济性和较高的效率。对于采用负反馈的稳压系统来说,滤波电路的节数越多,滤波电路所造成的相移对系统稳定性越不利,故一般不超过两节。

电阻,电容,电感,二极管,三极管,在电路中的作用

电阻,电容,电感,二极管,三极管,在电路中的作用 电阻 定义:导体对电流的阻碍作用就叫导体的电阻。 电阻(Resistor)是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生热能。电阻在电路中通常起分压分流的作用,对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。 电阻都有一定的阻值,它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位是欧姆,用符号“Ω”表示。欧姆是这样定义的:当在一个电阻器的两端加上1伏特的电压时,如果在这个电阻器中有1安培的电流通过,则这个电阻器的阻值为1欧姆。出了欧姆外,电阻的单位还有千欧(KΩ,兆欧(MΩ)等。 电阻器的电气性能指标通常有标称阻值,误差与额定功率等。 它与其它元件一起构成一些功能电路,如RC电路等。 电阻是一个线性元件。说它是线性元件,是因为通过实验发现,在一定条件下,流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比——即它是符合欧姆定律:I=U/R

常见的碳膜电阻或金属膜电阻器在温度恒定,且电压和电流值限制在额定条件之内时,可用线性电阻器来模拟。如果电压或电流值超过规定值,电阻器将因过热而不遵从欧姆定律,甚至还会被烧毁。线性电阻的工作电压与电流的关系如图1所示。电阻的种类很多,通常分为碳膜电阻,金属电阻,线绕电阻等:它又包含固定电阻与可变电阻,光敏电阻,压敏电阻,热敏电阻等。但不管电阻是什么种类,它都有一个基本的表示字母“R”。 电阻的单位用欧姆(Ω)表示。它包括?Ω(欧姆),KΩ(千欧),MΩ(兆欧)。其换算关系为: 1MΩ=1000KΩ ,1KΩ=1000Ω。 电阻的阻值标法通常有色环法,数字法。色环法在一般的的电阻上比较常见。由于手机电路中的电阻一般比较小,很少被标上阻值,即使有,一般也采用数字法,即: 101——表示100Ω的电阻;102——表示1KΩ的电阻;103——表示10KΩ的电阻;104——表示100KΩ的电阻;105——表示1MΩ的电阻;106——表示10MΩ的电阻。 如果一个电阻上标为223,则这个电阻为22KΩ。电阻在手机机板上一般的外观示意图如图5所示,其两端为银白色,中间大部分为黑色。

正弦交流电路中的电感

正弦交流电路中的电感 1.电压与电流的关系 纯电感线圈电路如图3.10(a )所示。 (a ) (b ) 图3.10 纯电感电路中电流与电压关系 设电路正弦电流为 t I i m ωsin = 在电压、电流关联参考方向下,根据dt di L u L =,电感元件两端电压为 )2sin(2)(2πψωωψωω++=+==i i L t LI t L dt di L u 设 )sin(2u L L t U u ψω+= 比较电压和电流的关系式可见:电感两端电压u 和电流 i 也是同频率的正弦量,电压的相位超前电流 2 π,电压与电流在数值上满足关系式 2,π ψψω+==i u L LI U 表示电感电压、电流的波形如图3.10(b )所示。写成相量形式

2πψωψ+ ∠=∠i u L j U 或. .I L j U L ω= (3-15) 2.感抗的概念 由式(3-15)可知,令 I U L L ==ωL X L X 称为感抗,感抗表示线圈对交流电流阻碍作用的大小。当0=f 时0=L X ,表明线圈对直流电流相当于短路。这就是线圈本身所固有的“直流畅通,高频受阻”作用。L 的单位是H (亨利),L X 的单位是欧姆(Ω)。 电感元件的电压、电流相量图如图3.11所示。 图3.11 电感中电流与电压关系 3.功率 1)瞬时功率 设t I i ωsin 2=,则)2sin(2πω+= t U u L L 瞬时功率为 t I t U i u p L L L ωπωsin 2)2 sin(2?+== t I U t t I U L L ωωω2sin cos sin 2=?= (3-16) 2)平均功率 由式(3-16)可见,在0~2π之间,L p 为正值,表示电感吸收能量,在2 π~π之

电容、电阻、电感作用及滤波电路的简单分析

(一)电容: 1.一般是过滤作用,比如比如电解电容可以过滤低频,陶瓷电容可过滤高频。,原理就是电容的通交隔直特性,电容对交流信号通路,信号频率越高,阻抗越小,电容容量越大,阻抗越小,而对直流信号断路。比如直流电源正负极接一个电容,对交流信号来说相当于短路,于是波动信号就会通过这个电容而消耗掉,于是电压就更稳定,同理,如果在数字地接一电容,那么波动信号就会通过它与地短接,流入地端,而不流入下一级电路。 2.由于正常情况下,并联补偿电容是带电的,并用来补偿线路中的无功功率,提高功率因数,减少电的浪费。当设备或者线路需要维修时,虽然电线或者设备已经断电了,但是这时候的补偿电容由于是两端还有一定的电压,如果这时候人一旦碰到电容或者和电容相连的线路时,人就会有触电危险。但是如果我们在断电后,利用接地线把存储在补偿电容两端的电经过地线直接引入大地,这样使得电容不带电,从而保证维修人员的安全。 3.电容会充电放电的,接地也可以是放电过程,使电容器保持在一端了零电位。从而使电容容量达到最优。 4.耦合电容,又称电场耦合或静电耦合。耦合电容器是使得强电和弱电两个系统通过电容器耦合并隔离,提供高频信号通路,阻止工频电流进入弱电系统,保证人身安全。 电容耦合的作用是将交流信号从前一级传到下一级。耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合的方法。直接耦合效率最高,信号又不失真,但是,前后两级工作点的调整比较复杂,相互牵连。为了使后一级的工作点不受前一级的影响,就需要在直流方面把前一级和后一级分开,同时,又能使交流信号从前一级顺利的传递到后一级,同时能完成这一任务的方法就是采用电容传输或者变压器传输来实现。他们都能传递交流信号和隔断直流,使前后级的工作点互不牵连。但不同的是,用电容传输时,信号的相位要延迟一些,用变压器传输时,信号的高频成分要损失一些。一般情况下,小信号传输时,常用电容作为耦合元件,大信号或者强信号传输时,常用变压器作为耦合元件。 5.电容能抑制器件两端电压变化率,起缓冲作用。同理电感抑制器件两端电流变化率,如整流电路中电感使导通角增大,续流二极管使输出电压平均值增大。 (二)电阻: 上拉电阻、下拉电阻的作用 所谓上,就是指高电平;所谓下,是指低电平。上拉,就是通过一个电阻将信号接电源,一般用于时钟信号数据信号等。下拉,就是通过一个电阻将信号接地,一般用于保护信号。这是根据电路需要设计的,主要目的是为了防止干扰,增加电路的稳定性。一般就是刚上电的时候,端口电压不稳定,为了让他稳定为高或低,就会用到上拉或下拉电阻。有些芯片内部集成了上拉电阻,所以外部就不用上拉电阻了。但是有一些开漏的,外部必须加上拉电阻。假如没有上拉,时钟和数据信号容易出错,毕竟,CPU的功率有限,带很多BUS线的时候,提供高电平信号有些吃力。而一旦这些信号被负载或者干扰拉下到某个电压下,CPU无法正确地接收信息和发出指令,只能不断地复位重启。 假如没有下拉,保护电路极易受到外界干扰,使CPU误以为被保护对象出问题而采取保护动作,导致误保护。 驱动CMOS时,如果TTL输出最低高电平低于CMOS最低高电平时,提高输出高电平 2 .OC门必须加上拉,提高电平值

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档