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现代电源技术1.在实际应用中,线性稳压电源与开关稳压电源是如何取长补短而构成一种理想的现代稳压电源的?A.线性稳压电源退位于开关稳压电源的末位稳压电源;B.开关稳压电源退位于线性稳压电源的末位稳压电源;C.开关稳压电源并联线性稳压电源的末位稳压电源;D.线性稳压电源串联开关稳压电源的末位稳压电源。
答案:A2.单相电网电源插座中,《安规》规定地线(安全地)、零线(N)和火线(L)的颜色为下列哪一种?A.地线(安全地)红色、零线(N)黑色、火线(L)花色;B.地线(安全地)黑色、零线(N)红色、火线(L)花色;C.地线(安全地)红色、零线(N)花色、火线(L)黑色;D.地线(安全地)花色、零线(N)黑色、火线(L)红色。
答案:D3.线性稳压电源电路中,功率调整管工作状态正确的为下列哪一种?A.高频开关状态;B.低频线性放大状态;C.低频开关状态;D.高频放大状态。
答案:B4.开关稳压电源电路中,功率管工作状态正确的为下列哪一种?A.低频开关状态;B.低频线性放大状态;C.高频开关状态;D.高频放大状态。
答案:C5.电源电路中,滤波电解电容正确的连接方法为下列哪一种?A.正极性接低电平,负极性接高电平;B.与极性无关;C.正极性接高电平,负极性接低电平;D.与无极性电容连接方法相同。
答案:C6.方波的傅里叶变换公式中,下列哪一种说法是正确的?A.具有偶次和奇次谐波;B.只有偶次谐波,没有奇次谐波;C.只有奇次谐波,没有偶次谐波;D.不但具有偶次和奇次谐波,同时还具有直流分量。
答案:B7.矩形波的傅里叶变换公式中,下列哪一种说法是正确的?A.同时具有偶次和奇次谐波;B.只有偶次谐波,没有奇次谐波;C.只有奇次谐波,没有偶次谐波;D.不但具有偶次和奇次谐波,同时还具有直流分量。
答案:A8.在升压型(BOOST)DC-DC变换器拓扑电路结构中,下列哪一种说法是正确的?A.功率开关导通期间,二极管正偏也导通;B.功率开关导通期间,二极管反偏不导通,储能电感储存能量;C.功率开关关闭期间,二极管反偏不导通;D.功率开关导通期间,储能电感向负载释放能量。
开关电源的工作原理开关电源是一种现代电源转换技术,已经广泛应用于各种电子设备中,如计算机、手机、电视等。
相比传统线性电源,开关电源具有更高的效率、更小的体积和更轻的重量,因此备受青睐。
下面将介绍开关电源的工作原理。
1. 整体结构开关电源主要由输入滤波电路、整流桥、直流滤波电路、开关变换器、控制电路和输出稳压电路等部分组成。
其中,开关变换器是整个开关电源的核心部件,主要由主开关管、变压器和输出整流滤波电路构成。
2. 工作原理开关电源的工作原理可以分为两个主要阶段:变换器的导通状态和关断状态。
变换器导通状态1.当输入电压加电后,经过输入滤波电路进行滤波处理后,进入整流桥,将交流电转换为脉冲信号。
2.脉冲信号进入开关变换器后,主开关管导通,电流通过变压器,产生磁场。
3.变压器的磁场会通过耦合效应将能量传递给输出端,经过输出整流滤波电路后,得到稳定的直流电压。
变换器关断状态1.主开关管关断,磁场能量释放,产生感应电动势,继续供电给输出端。
2.控制电路会监测输出端电压情况,若电压低于设定值,则触发主开关管再次导通,进行下一个工作周期。
3.控制电路根据输出端电压情况动态调整开关管的导通时间,以保持输出电压稳定。
3. 特点与优势开关电源相比线性电源具有以下特点和优势:1.高效率:开关电源利用高频开关原理,能够降低能量损耗,提高整体效率。
2.体积小巧:采用高频开关技术,使得开关电源可以更小型化,更适用于各种小型电子设备。
3.稳定输出:通过控制电路的精确调节,开关电源能够稳定输出所需的电压和电流。
4.节能环保:由于高效率的特点,开关电源的节能效果显著,有助于减少电能消耗和环境污染。
4. 结语开关电源作为一种先进的电源转换技术,具有高效、稳定、小型化等优势,广泛应用于各种电子设备中。
了解开关电源的工作原理有助于我们更好地理解其工作过程,也有助于我们在实际应用中更好地设计和维护电子设备。
希望本文对您有所帮助。
电源相关知识及设计基础电源, 初学者, 电子电容器作为基本元件在电子线路中起着重要作用,在传统的应用中,电容器主要用作旁路耦合、电源滤波、隔直以及小信号中的振荡、延时等。
以上电路对电容器参数的主要要求有:电容量;额定电压;正切损耗;漏电流等,对其它参数没有过多的要求。
但对于从事电源设计的工程师来说,了解这些远远还不能够满足设计的需要,如开关电源输出端用的滤波电容上,与工频电路中选用的滤波电容并不一样,在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器,其上锯齿波电压的频率高达数十千赫,甚至数十兆赫,它的要求和低频应用时不同,电容量并不是主要指标,衡量它好坏的则是它的阻抗一频率特性,要求它在开关稳压电源的工作频段内要有低的等的阻抗,同时,对于电源内部,由于半导体器件开始工作所产生高达数百千赫的尖峰噪声,亦能有良好的滤波作用,一般低频用普通电解电容器在10 千赫左右,其阻抗便开始呈现感性,无法满足开关电源使用要求。
因此,对于电源设计,工程师需要了解更多的关于电容使用和选型的知识,以下的资料专门针对电源设计中电容选型时所遇到的问题,希望对你有所帮助!现代电源技术中电容器的正确选用开关电源中选取滤波电容的三个主要参数电容降压式电源中电容器的选用音响电源平滑滤波用铝质电解电容选型问答电子初学者必做(电源类)学习电子技术,最重要的一点是动手实践,这对提高学习兴趣、掌握电子技术非常有帮助。
这对初学电子的朋友来说,这种能力更是不能缺少的,也为今后的深入的学习和发展奠定了基础。
同时,一些实用电子制作对我们的日常工作、生活也非常有益。
在网络日益普及发达的今天,我们再也不用独自闭门造车,只要打开电脑,你会发现原来还有很多人与你同行。
寻找一个合适的电路、最佳的设计方案对提高制作成功率起着很重要的作用。
那就让我们开始吧!首先第一步要有电源,买的绝对不如自己做的好,买的电源干扰、内阻等各方面都没考虑,甚至连稳压都没有只有整流和滤波,谁用谁倒霉!做电源很简单也很复杂,那么我们先做简单的吧!一方面锻炼动手能力,另一方面就是自己用起来方便了!电源有两种:开关电源和线性电源,开关电源效率高但干扰大,电路复杂,极力推荐线性电源!1++ 1.5V电源的制作++在有些便携式的电子装置(如随身听、MD等)中经常用到1.5V的电源供电。
现代化学电源孙克宁课后题答案1、在分配色谱中,属于反相色谱的是()[单选题] *A固定相的极性大于流动相B固定相的极性小于流动相(正确答案)C固定相的极性等于流动相D以上都不是2、下列关于香豆素的说法,不正确的是()[单选题] *A游离香豆素多具有芳香气味B分子量小的香豆素有挥发性和升华性C香豆素苷多无香味D香豆素苷多无挥发性,但有升华性(正确答案)3、萜类化合物在化学结构上的明显区别是()[单选题] *A氮原子数不同B碳原子数不同(正确答案)C碳环数不同D硫原子数不同4、香豆素与浓度高的碱长时间加热生成的产物是()[单选题] * A脱水化合物B顺式邻羟基桂皮酸(正确答案)C反式邻羟基桂皮酸D醌式结构5、组成缩合鞣质的基本单元是()[单选题] *A黄烷-3-醇(正确答案)B酚羟基C环戊烷D哌啶环6、区别挥发油与油脂常用的方法是()[单选题] *A相对密度B溶解性C油迹试验(正确答案)D沸点7、四氢硼钠反应变红的是()[单选题] *A山柰酚B橙皮素(正确答案)C大豆素D红花苷8、木脂素是苯丙素衍生聚合而成的天然化合物,多为()[单选题] * A二聚体(正确答案)B三聚体C四聚体D五聚体9、凡具有()的木脂素,与三氯化铁反应,呈阳性()[单选题] * A酚羟基(正确答案)B羧酸C醇羟基D氨基10、具有暖脾胃、散风寒、通血脉作用的是()[单选题] *A穿心莲内酯B青蒿素C莪术醇D桂皮醛(正确答案)11、在简单萃取法中,一般萃取几次即可()[单选题] *A3~4次(正确答案)B1~2次C4~5次D3~7次12、以黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素为指标成分进行定性鉴别的中药是()[单选题] * A葛根B黄芩(正确答案)C槐花D陈皮13、临床用于上呼吸道抗菌消炎的是()[单选题] *A穿心莲内酯(正确答案)B青蒿素C莪术醇D薄荷脑14、苯丙素类的基本母核是具有一个或数个()单元的天然化合物()[单选题] *AC6-C3基团(正确答案)BC6-C6基团CC5-C3基团DC8-C8基团15、结晶法一般是在分离纯化物质的哪个阶段常常使用的()[单选题] *A开始B中期C最后(正确答案)D以上均可16、沉淀法的分类不包括以下哪一种方法()[单选题] *A水提醇沉法B碱提酸沉法C铅盐沉淀法D结晶法(正确答案)17、萃取法是利用混合物中各成分在两相溶剂中的分配.系数不同而到达分离的方法,所谓两相溶剂是指()[单选题] *A两种相互接触而又不相溶的溶剂(正确答案)B两种不相互接触而又互相溶的溶剂C两种不相互接触而又不相容的溶剂D两种互相接触而又互相溶的溶剂18、属于倍半萜的化合物是()[单选题] *A龙脑B莪术醇C薄荷醇D青蒿素(正确答案)19、香豆素母核为()[单选题] *A苯骈-A-吡喃酮(正确答案)B对羟基桂皮酸C反式邻羟基桂皮酸D顺式邻羟基桂皮酸20、关于前胡,说法正确的有(多选)()*A是伞形科前胡属植物(正确答案)B药理药效作用主要有祛痰、镇咳、平喘、抗炎、解痉、镇静等(正确答案) C可与皂荚、藜芦等药物一起放在药中煎煮D不溶乙醚等有机溶剂21、具有挥发性的生物碱是()[单选题] *A苦参碱B莨菪碱C麻黄碱(正确答案)D小檗碱22、药材虎杖中的醌结构类型为()[单选题] *A苯醌类B萘醌类C蒽醌类(正确答案)D菲醌类23、与明胶反应生成沉淀的成分是()[单选题] *A强心苷B皂苷C有机酸D鞣质(正确答案)24、萃取时,混合物中各成分越易分离是因为()[单选题] *A分配系数一样B分配系数相差越大(正确答案)C分配系数越小D以上都不是25、具有挥发性的香豆素成分是()[单选题] *A游离小分子简单香豆素(正确答案)B香豆素苷C呋喃香豆素D双香豆素26、游离木脂素易溶于下列溶剂,除了()[单选题] * A乙醇B氯仿C乙醚D水(正确答案)27、牛蒡子属于()[单选题] *A香豆素类B木脂内酯(正确答案)C苯丙酸类D28、临床上应用的黄连素主要含有()[单选题] *A奎宁B小檗碱(正确答案)C粉防己碱D苦参碱29、连续回流提取法与回流提取法比较,其优越性是()[单选题] *A节省时间且效率高B节省溶剂且效率高(正确答案)C受热时间短D提取量较大30、生物碱总碱的三氯甲烷溶液,用酸性不同的PH(由高到低)缓冲溶液萃取,最先萃取的生物碱是()[单选题] *A碱性弱的B中等碱性C吡啶类D碱性强的(正确答案)。
现代汽车42V电源系统新技术作者:刘晓岩来源:《中国新技术新产品》2009年第07期摘要:现代汽车需要更多的电力以便把最新的技术融入在他们的设计中。
目前的14伏电源总线的已成为不足。
解决方案就是把一个42伏的电源系统应用到未来的汽车,提供汽车所需要的必要电力。
这些即将到来的变化将改善燃油效率,提高动力,使汽车变得更安全,舒适,方便。
关键词:新技术;42伏电压系统;启动机与发电机一体化1为什么要采用42V 电力系统20世纪80年代以来,汽车上采用的电子新装置和新技术不断增多,汽车的电能消耗量不断增加,使汽车原有的电能供应系统出现严重不足。
现在广泛使用的12V 汽车电源已经有50 多年的历史了。
然而,随着汽车技术的快速发展,越来越多的电子元件被应用于汽车之上,在过去的20 年里,汽车上电能的消耗量增加了一倍之多。
12V 电源能提供的能量大约在3KW 左右,由图2可见,传统12V 汽车电源将严重限制未来汽车的发展。
2 为什么要采用42V 电力系统由电功率计算公式P=IU可知,在现有蓄电池或发电机直流供电系统中,当供电电压是12V额定电压时,要想为大功率用电设备或装置提供电能,必须大大提高蓄电池输出电流或大幅度增加交流发电机的输出电流。
低电压大电流输出会极大地伤害蓄电池,降低蓄电池的使用寿命甚至报废蓄电池,低电压大电流输出会降低爪极式交流发电机的效率。
为了降低直流输电线路上的电阻热损耗,导线的截面积将增加几倍,这样不仅增加了整车装备的重量,而且对发动机机舱和车厢内的空间布置也会带来困难。
提高蓄电池电压和提高交流发电机输出电压以满足汽车电子电器用电功率提高的需要,是现代汽车直流供电系统的一个主要的解决办法。
为什么电源电压不提升得更高一些?为什么不是60V 或100V?因为根据欧洲的安全法规,人体的安全电压在50V 以内,任何超过60V电压的系统,在导线及连接处都要有特殊的绝缘措施,这将势必增加系统的重量和提高成本。
现代开关电源为什么要采用PFC技术----开关电源滤波电容的危害郝铭开关电源效率高、适应电压范围宽、功率大已经被电器设备广泛的采用,但是它的负面作用随着大量的应用也逐步显现,这就是在开关电源电路中一般是采用整流后直接滤波的方式向后级电路提供直流供电,这种整流后直接滤波的方式造成的供电线路中电流波形的严重畸变而产生的危害已经到了不解决不行的地步了。
为什么会有这么严重的危害?我们下面用二极管半波整流电路为例加以解释;图1是半波二极管整流电路的四种不同的电路(由上至下);图1-1是二极管整流后只有一只负载电阻R;图1-2是二极管整流后只有一只滤波电容C;图1-3是二极管整流后只有一只负载电阻R和滤波电容C;图1-4是二极管整流后只有两只负载电阻R和滤波电容C。
图1-1:当交流市电加到整流二极管上时;交流电的正半周二极管导通经过负载电阻R 形成电流;交流市电的每一个周期中(00~3600)只有正半周(00~1800)到来时整流二极管正偏导通,也就是在正弦波整流电路中;二极管的负载是阻性时,每一个正弦波的正半周二极管均导通;二极管的导通角为:1800,(图中阴影部分是电流波形)可以看出阻性负载的整流电路,二极管流过的电流其波形、相位和所加的市电电压波形、相位是相同的。
图1-2:当交流市电加到整流二极管上时;在第一个周期的00~3600中由00开始二极管开始导通施加于二极管上的电压瞬时值逐渐增大,随着导通角的增加,二极管的导通电流也逐渐加大,由于二极管的负载是一只滤波电容C,那么二极管流过电流对电容C充电,随着输入正弦波交流电角度的不断增加,输入电压的瞬时值不断增加,到达900时,达到最大值(峰值:311V),并且电容C上的电压也达到最大值(311V),接着输入电压的瞬时值由正半周的900~1800时,其瞬时值逐步下降,由于电容C在峰值时充电电压达到311V,此电压无法释放,始终维持在311V,此电压同时也加在整流二极管的输出端,这样在二极管输入端的电压不管在其它任何时候,(由00~3600~7200.。
九个最有用的电源拓扑结构图2010-08-08 15:00现代电源设计大约开始于三十年前,只有少数的拓扑结构可以很好地服务于业界。
在80年代,对新的和领先的电源转换技术的研究创建了数以千计的可以加以使用的新型拓扑结构。
今天,主流行业已回到早期拓扑结构。
少数的相同的电路可以为大多数应用提供最佳解决方案。
在电源设计开始,有三种基本的转换器:降压式、升压式和降压-升压式。
早期分析论文仅覆盖了这些拓扑结构。
也有的转换器表现完全与这些基本拓扑结构一样。
它们被认为是降压式、升压式和降压-升压系列,电路中内建了隔离。
内建在降压式转换器系列是正激、双开关正激、半桥、全桥和推挽式。
升压有一种隔离型号,可以采用一个桥接或推挽式电路。
隔离降压-升压电路是著名的反激式转换器。
发明新的电源拓扑结构和研究其工作正成为有趣的研究工作。
这形成了过去的大部分研究,尤其在80年代期间。
一些新奇的电路发明出来,绞尽脑汁以全面了解它们的操作。
Caltech的论文提出了超过300个新的拓扑结构,使用了更多的开关和二极管。
有一段时间,似乎老的待机拓扑结构已处于被取代的危险之中。
对许多需要生产产品的设计人员来说,这是一个非常困惑的时间。
在阅读会议论文之后,工程师们很想尝试预示着上佳表现,但是却被证明很难投入生产的奇异新颖的拓扑结构。
因此,业界兜了一大圈又回到原处。
现在,几乎所有设计都依赖于原来的基本拓扑结构。
例外的是对某些非常高密度的应用,或者是不寻常的电压及功率范围,但是工作的工程师几乎总能用一组基本电路找到可做的工作。
这不是说行业没有进展。
行业有了长足的发展恰恰不是通过使用根本不同的电路拓扑结构。
主要进展一直在正确的应用中明智地利用正确的电路,某些拓扑结构将电源分割成较小的若干块(如母板VRM和负载点转换器)、先进的封装、新的硅片器件,以及小心应用低损耗开关。
1.降压式转换器降压式转换器是所有电源中最基本的。
它提供比输入更低的电压输出,可以用在不需要隔离的所有功率级别。
一种现代数据中心的空调电源解决方案清晨的阳光透过窗户洒在数据中心的大厅里,我坐在办公桌前,手捧一杯热咖啡,心中浮现出一个念头——数据中心的核心,除了强大的服务器外,空调电源系统的稳定也至关重要。
那么,如何打造一套既节能又高效的空调电源解决方案呢?一、需求分析1.稳定性:数据中心内设备众多,对电源的稳定性要求极高。
一旦电源出现问题,可能导致整个数据中心瘫痪,造成不可挽回的损失。
2.节能性:数据中心能耗巨大,空调电源系统占比较大。
提高能效,降低能耗,是降低运营成本的关键。
3.智能化:现代数据中心追求自动化、智能化管理,空调电源系统也需要实现远程监控、自动调节等功能。
二、解决方案设计1.供电系统(1)采用双回路供电,确保电源的稳定性。
一路电源来自市电,另一路电源来自不间断电源(UPS)。
(2)设置备用发电机,以应对市电故障或UPS故障。
(3)采用模块化设计,方便后期扩容和维护。
2.空调系统(1)采用高效节能的空调设备,降低能耗。
(2)采用水冷系统,提高制冷效率,降低能耗。
(3)采用智能控制系统,实现空调设备的远程监控和自动调节。
3.电源管理系统(1)采用智能电源管理系统,实现电源的实时监控、故障预警和自动切换。
(2)设置电源冗余,确保电源的可靠性。
(3)采用模块化设计,方便后期扩容和维护。
三、实施方案1.确定方案:根据数据中心的具体需求,制定合适的空调电源解决方案。
2.设备选型:选择性能稳定、节能高效的设备,确保数据中心的正常运行。
3.系统集成:将供电系统、空调系统和电源管理系统进行集成,实现智能化管理。
4.施工安装:按照设计方案,进行施工安装,确保系统稳定可靠。
5.调试运行:对空调电源系统进行调试,确保各项指标达到预期。
6.培训运维人员:对运维人员进行培训,确保他们能够熟练操作和维护空调电源系统。
四、后期维护1.定期检查:定期检查供电系统、空调系统和电源管理系统,确保设备正常运行。
2.故障处理:发现故障及时处理,确保数据中心的稳定运行。
现代电源技术知识点一、知识概述《现代电源技术知识点》①基本定义:现代电源技术简单说呢,就是研究各种电源怎么工作的技术。
电源大家都知道吧,像手机充电器、电脑的电源,能提供电的东西。
电源技术就研究怎么把电从一种形式转变成另一种形式,让电源更好地供电。
②重要程度:在现代科技里地位挺高的。
没有好的电源技术,我们那些电子设备就不能好好工作。
比如要是没有先进的汽车电瓶技术,电动汽车就跑不远。
这门技术关系到很多行业的发展,像电子设备制造、新能源汽车等。
③前置知识:得先懂点基础电学知识,像电压、电流、电阻的概念。
如果不知道这些,理解现代电源技术就像没学过拼音念古诗,根本进行不下去。
④应用价值:实际应用场景太多啦。
在家里,各种电器都需要合适的电源。
在外面,电动汽车充电站靠的也是现代电源技术。
还有那些大型的数据中心,没稳定的电源保障就会出乱子。
二、知识体系①知识图谱:在电气工程学科里,现代电源技术和一些电子电路知识、电力变换知识这些相邻,就像一群小伙伴里的一员,大家互相配合。
②关联知识:和电子元件知识联系密切。
知道电子元件的特性,才能更好地制作电源。
还有自动控制技术,电源常常需要自动控制来保证稳定输出,像两口子过日子,互相帮衬着。
③重难点分析:难点在于电源的效率提升和稳定性保障。
效率提升像减肥一样,要丢掉那些没用的东西,还不能影响功能。
稳定性保障就像骑自行车走直线,不容易。
关键在于对电路设计和控制策略的掌握。
④考点分析:在学校考试里,可能会让你设计个电源电路,或者分析电源故障,就像给你个任务,看你能不能完成好。
考查方式除了笔试题,没准还有实验操作题。
三、详细讲解(这里按理论概念结合实践应用类的框架来讲解)①概念辨析:现代电源技术核心概念就是围绕电的转换、调控和管理。
电转换包括把交流电变成直流电,或者变电压变电流之类的。
调控就是让电源输出稳定,不能一会儿大一会儿小。
管理就是考虑电源的整个使用寿命、安全等方面。
②特征分析:高效性这是很重要的特点。
弧焊复习题机械调节型弧焊电源的特点是借助于机械装置实施弧焊电源外特性的调节。
焊接电弧的引燃方式有接触和非接触引弧。
平特性电源的特点是电源输出电流变化时,输出电压基本不变或稍有下降,甚至稍有提高。
铁磁物质能被磁化的原因是在它内部存在着许多很小的被称为磁畴的天然磁化区。
在室温(25°C)下,每个IGBT开关管最大允许的耗散功率,称为IGBT的最大功耗,用P CM表示,它是由管子的额定结温和热阻决定的。
晶闸管整流电路的型式主要有三相半控桥式、三相全控桥式、六相半波可控和带平衡电抗器的双反星形可控整流电路。
专用晶闸管集成触发器的特点有体积小、温漂小、性能稳定可靠、移相线性度好。
晶体管式、场效应当晶体管式以及IGBT式逆变弧焊电源中的逆变电路基本型式是单端式、半桥式、全桥式、推挽式。
数字化弧焊电源不但采用数字控制技术,而且应用了系统总路线技术、网络技术。
负载电流在并联的电源中按与阻抗成反比的原则分担。
三相桥式全控整流电路的输出电压每周有六个波峰,脉动较小。
绝缘栅双极型晶体管简称:IGBT抽头式弧焊变压器是一种增强漏磁式的弧焊变压器,没有动铁心,也没有可活动的绕组。
弧焊电源——指电弧焊机中,供给焊接电弧电能,并具有适宜电弧焊工艺所需电气特性的设备。
电源自然输出特性——指在无反馈控制的开环条件下,电子功率开关的通断时间比率保持不变,电源输出的特性。
波形控制——指在焊接过程中,根据焊接过程不同阶段、不同情况采用不同的给定量对弧焊电源的输出电流、电压,以及电流或电压的变化率进行实时控制。
PFM控制——即脉冲频率控制方式,也就是“定脉宽调频率”控制方式,在脉冲宽度保持不变的条件下,通过改变脉冲频率来调节逆变器的输出。
数字化弧焊电源的特点:答:(1)柔性化控制和多功能的集成;(2)控制精度高;(3)稳定性好;(4)产品的一致性好;(5)焊机功能升级方便。
1、弧焊变压器的特性:答:1)根据焊接电弧特性以及焊接工艺的要求,有外特性;2)它是交流电弧,为了使电弧易于引燃并能保证交流电弧的稳定燃烧,要求弧焊电源应具有足够高的空载电压,并且在焊接回路中有足够大的感抗;3)为了满足弧焊变压器调节性能,要求焊接回路的感抗值能够调节。
1.简述线性电源和开关电源的工作原理,进而说明开关电源与线性电源相比优势有哪些?
答:线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为
低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压;下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电;此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。
最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了。
开关电源的工作原理开关电源的工作过程相当容易理解,在线性电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线性电源不同的是,PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态,在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘
积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)/功率器
件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
与线性电源相比,PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”,即把
输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。
脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。
一旦输入电压被斩成交流方波,其幅值就可以通过变压器来升高或降低。
通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。
最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。
2.隔离式开关电源变换器的电路拓扑结构主要有哪几类,简要说明。
答:隔离式又可分为以下几种拓扑结构:
(1)单端反激式
工作原理:当开关管导通时,原边电压近似为输入电压,但副边因整流管反偏而无电流通过,变压器储存磁场能量。
当开关管V关断时,各线圈电压反向,整流管正向导通,变压器储存的能量通过整流管向负载释放。
图1单端反激式开关电源主回路
(2)单端正激式
工作过程:开关VT开通后,变压器原边绕组两端的电压为上正下负,与其耦合的副边绕组两端的电压也是上正下负,因此VD处于通态。
VT关断后,电感
L通过VD1续流,VD关断。
图2单端正激式开关电源主回路
(3)推挽式
图3推挽式开关电源主回路
分析VT1导通时,变压器副边二极管VD3导通,把一次侧能量传递给负载。
VT1截止后,变压器经二极管VD2复位,将VT1导通期间的励磁能量返回电源。
此时变压器副边两个二极管(变压器漏感的原因)都导通,把变压器一、二次侧电压钳位为零
(4)半桥式
工作过程:VT1导通时二极管,VD3处于通态, VD4截止,电感储能,电流增加。
VT1截止后,两个开关都关断时,一次侧电流VT2经并联的二极管VD2续流,由于VD2 的导通,一次侧电压变为负值,二极管VD4导通, VD3继续导通(变压器漏感) ,VD3和VD4都处于通态,各分担一半的负载电流,变压器绕组
中的电流为零。
后半个周期的工作过程与之前相似,只是一次电压、电流反向,二次侧电压也反向。
其数值关系不变。
图4半桥式开关电源主回路
(5)全桥式
工作过程:全桥电路中,互为对角的两个开关同时导通,同一侧半桥上下两开关交替导通,使变压器一次侧形成幅值为Ui的交流电压,改变占空比就可以改变输出电压。
当VT1与VT4开通后,VD5处于通态,电感L的电流逐渐上升。
当VT2与VT3开通后,VD6处于通态,电感L的电流也上升。
当4个开关都关断时, VD5 、VD6都处于通态,各分担一半的电感电流,电感L的电流逐渐下降。
图5全桥式开关电源主回路
3.高频变压器磁芯所用的材料主要有哪些,各有什么特点?
答:目前开关电源中变压器的磁芯材料大多采用软磁铁氧体材料。
铁氧体材料的特点是:电阻率高,交流涡流损耗小,价格低、易于加工成各种形状结构的磁芯。
不足之处是:饱和磁感应密度低,磁导率不高,磁性能对温度的变化较敏感。
在大功率开关电源中,因为铁氧体的磁通密度低,磁芯的体积、重量加大,绕组所用铜材增加,其价格优势无法显露,小型化,轻量化受到限制。
因此,非晶、超微晶磁性材料受到青睐。
这类材料除电阻率低外,综合性能比铁氧体优异,但价格要贵(随着工艺发展,其价格也是逐渐降低)。
同时,节能是非晶、超微晶磁性的优势。
所以,非晶、超微晶将成为高频大功率开关电源变压器磁芯材料的最佳选择。
4.什么是软开关技术?软开关主要有哪些?
答:软开关技术是通过在硬开关电路中增加很小的电感Lr和电容Cr等谐振元件,构成辅助换流网络,在开关过程前后引入谐振,使开关开通前电压先降到零,关断前电流先降到零,消除了开关过程中电压、电流的重叠,从而大大减小甚至消除开关损耗,同时,谐振过程限值了开关过程中电压和电流的变化率,这使得开关噪声也显著减小,这样的电路称为软开关电路,具有这样开关过程的开关称为软开关。
软开关电路的分类;根据电路中主要的开关元件是零电压开通还是零电流关断,可以将软开关电路分成零电压电路和零电流电路两大类,个别电路中,有些开关是零电压开通的,另一些开关是零电流关断的。
根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路分成准谐振电路、零开关PWM电路和零转换PWM电路。
5.为什么开关电源要采用功率因数校正,功率因数校正分为哪几类?
答:随着电子技术的发展,计算机等一些通信设备日益普及,被广泛应用于各种不同的领域,其中电网的谐波污染以及输入端功率因数低等问题显得日益突
出。
这些设备的内部需要一个将市电转化为直流的电源部分。
在这个转换过程中,由于一些非线性元件的存在,导致输入的交流电压虽然是正弦的,但输入的交流电流却严重畸变,包含大量谐波。
而谐波的存在,不但降低了输入电路的功率因数,而且对公共电力系统产生污染,造成电路故障。
显然,使用有效的校正技术把谐波污染控制在较小的范围己是当务之急。
从不同的角度看,功率因数校正技术有不同分类方法。
从电网供电方式可分为单相PFC电路相三相PFC电路;从采用的校正机理看,可分为无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。
无源功率因数校正通常由大容量的电感、电容组成。
它只是针对电源的整体负载特性表现,在开关整流器的交流输入端加入电感量很大的低频电感,以减小滤波电容充电电流尖峰。
由于加入的电感体积大,增加了开关整流器的体积,此方法虽然简单,但效果不很理想,适于应用到重量体积不受限制的小型设备。
因此目前用的较多的是有源功率因数校正。
有源功率因数校正电路工作于高频开关状态,体积小、重量轻,比无源功率因数校正电路效率高。
有源功率因数校正目的在于减小输入电流谐波。
为此在整流器和负载之间接入一个DC/DC开关变换器,应用电压、电流反馈技术,使输入端电流波形跟踪交流输入正弦电压波形,可以使输入电流接近正弦,从而大大提高功率因数PF,一般校正后PF可提高到0.99或更高。
由于这个方案中应用了有源器件,故称为有源功率因数校正。