电源学习笔记_13页
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蓄电池部分蓄电池工作机理示意图v电解液电极具有更高正电动势的电极定义为正极,反之为负极电池是一种电的贮存装置,可以有各种形状、大小、电压和容量的电池。
当两种金属(通常是性质有差异的金属)浸没于电解液之中,它们可以导电,并在“极板”之间产生一定电动势(如上图)。
电动势大小(或电压)与所使用的金属有关,不同用途的电池其电动势可以有不同变化。
简单地说,电池是一系列单体的连接组合,并具有一定电压和容量。
一般地,单体越多电压越高;极板越大容量越高。
二、蓄电池组成结构①电池槽②电池盖③正负极板(群)正极板——由板栅及表面活性物质二氧化铅(PbO2)构成;负极板——由板栅及表面活性物质海绵状铅(Pb)构成。
④隔板⑤汇流排⑥端极柱⑦安全阀:用于单向调节蓄电池内压,防止空气进入蓄电池内部主要部分的材料构成:·正、负极板:铅钙合金板栅充填铅膏(活物质)而成;·隔板:具备良好耐热耐酸性能的玻璃纤维棉;·电解液:稀硫酸溶液;·电池壳、盖:合成树脂(如ABS);·安全阀:○电池内压过高时释放气体使内压恢复正常;○防止外部空气进入电池·端子:电池安装连接时的接线端隔板负极板隔板(微细玻璃纤维),有以下功能和作用: ①保持正、负极板绝缘;②吸附电解液,保持电解液不流动及负极板处于湿润状态;③气体通道,因隔板具有高孔隙度,使正极产生的氧气容易通过到达负极板;④压紧活性物质,延缓活性物质脱落。
三、工作原理Pb +H2SO4 +PbO2放电充电PbSO4 +2H2O + PbSO4正极活物质负极活物质正极活物质负极活物质放电时:正极板的二氧化铅和负极板的海绵状铅与电解液中的硫酸反应,生存硫酸铅,电解液中的硫酸浓度降低。
充电时:硫酸铅通过氧化-还原反应分别恢复成二氧化铅和海绵状铅,电解液中的硫酸浓度增大。
上面的化学反应式是可逆的,放电过程是将化学能转换成电能的一个过程,两极活性物质逐渐消耗,负极活性物质放出电子而被氧化,正极活性物质吸收从外电路流回的电子而被还原,这样负极电位逐渐升高,正极电位逐渐降低,两级间的电位差也逐渐降低,而且由于电化反应形成新的化合物增加了电池内阻,使电池输出电流逐渐减少,直至不能满足使用要求时,或在外殿路两极之间端电压低于一定的限度时,电池放电即告终止。
1电源和电流[学习目标] 1.了解形成电流的条件,知道电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义,知道电流的单位和方向.3.会推导电流的微观表达式,了解表达式中各量的意义.一、电源1.定义:能把电子从电源____________搬运到电源________的装置就是电源.2.作用:使导体两端始终存在____________.二、恒定电流1.定义:________、________都不随时间变化的电流称为恒定电流.2.电流的定义式:I=____________,其物理意义:________时间内通过导体横截面的________,是表示电流强弱程度的物理量.3.在国际单位制中,电流的单位是________,符号是________.4.电流的方向:规定为____________定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向________.1.判断下列说法的正误.(1)导体内没有电流时,就说明导体内部的电荷没有运动.()(2)电流既有大小,又有方向,是矢量.()(3)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的.()(4)电子定向移动的方向就是电流的方向.()(5)电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多.()2.一次闪电,流动的电荷量大约为300 C,持续的时间大约是0.005 s,所形成的平均电流为_________ A.一、电流的理解和计算 导学探究1.如图所示,用导线连接两个分别带正、负电荷的导体,导线中有无电流?为什么?如果有,这个电流能持续下去吗?2.如图所示,如何让导线中保持持续的电流?电源起到了什么作用?3.如图,盐水中可以形成电流,盐水中的电流和金属导体中的电流的形成有什么不同?知识深化 1.电流的大小定义式:I =qt .用该式计算出的电流是时间t 内的平均值.对于恒定电流,电流的瞬时值与平均值相等. 2.对电流的理解(1)电流虽然有方向,但它是标量,其计算遵循代数运算法则.(2)在外电路中电流方向由电源正极到负极,在电源内部电流方向由电源负极到正极. (3)I =qt 是电流的定义式,或者说是求解电流的一种方法,电流I 与q 、t 无正反比关系.(4)q =It 是电荷量的计算式.例1 (多选)(2021·武汉新洲一中月考改编)下列说法正确的是( ) A .电源的作用是使电路中产生电荷B .电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动C .电流是矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向D .在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位例2 (2021·重庆巴蜀中学月考)在2 s 内有0.1 C 电荷通过横截面积为2 mm 2的金属导体,则电流是( ) A .0.025 A B .0.05 A C .0.1 AD .0.02 A例3 如图所示,电解池内有一价的电解液,t 时间内通过溶液内面积为S 的截面的正离子数是n 1,负离子数是n 2,设元电荷为e ,以下说法中正确的是( )A .当n 1=n 2时电流大小为零B .当n 1<n 2时,电流方向从B →A ,电流大小为I =(n 2-n 1)et C .当n 1>n 2时,电流方向从A →B ,电流大小为I =(n 1-n 2)etD .溶液内电流方向从A →B ,电流大小为I =(n 1+n 2)et公式I =qt的应用1.金属导体中的电流是由自由电子的定向移动形成的,因此q 为通过导体横截面的自由电子的电荷量.2.电解质溶液中的电流是正、负离子同时向相反方向定向移动形成的,因此q 为正、负离子电荷量的绝对值之和.3.电解液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同,与负离子定向移动的方向相反. 例4 (2021·烟台市第一中学高二期末)安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核的运动可等效为环形电流.设电荷量为e 的电子以速率v 绕原子核沿顺时针方向做半径为r 的匀速圆周运动,关于该环形电流的说法正确的是( ) A .电流大小为v e2πr ,电流方向为顺时针B .电流大小为v er ,电流方向为顺时针C .电流大小为v e2πr ,电流方向为逆时针D .电流大小为v er ,电流方向为逆时针二、电流的微观表达式 1.电流的微观表达式的推导如图所示,AD 表示粗细均匀的一段长为l 的导体,两端加一定的电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ,设导体的横截面积为S ,导体单位体积内的自由电荷数为n ,每个自由电荷的电荷量大小为q .则:导体AD 内的自由电荷全部通过横截面D 所用的时间t =lv .导体AD 内的自由电荷总数N =nlS 总电荷量Q =Nq =nlSq此导体中的电流I =Q t =nlSqlv =nqS v .2.电流的微观表达式I =nqS v 的理解(1)I =qt 是电流的定义式,I =nq v S 是电流的决定式,因此I 与通过导体横截面的电荷量q 及时间t 无关,从微观上看,电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数n 、每个自由电荷的电荷量大小q 、定向移动的速率v ,还与导体的横截面积S 有关.(2)v 表示电荷定向移动的速率.自由电荷在不停地做无规则的热运动,其速率为热运动的速率,电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的. 3.区别三种速率 自由电荷定向移动速率自由电荷定向移动形成电流,其中自由电荷定向移动速率的数量级一般为10-4 m/s电子热运动速率导体内的自由电子在永不停息地做无规则的热运动,由于热运动,自由电子向各个方向运动的机会相等,故不能形成电流,常温下电子热运动速率的数量级为105 m/s电场传播速率(或电流传导速率) 等于光速.闭合开关的瞬间,电路中各处以真空中光速c 的速度建立恒定电场,在恒定电场的作用下,电路中各处的自由电子几乎同时开始定向运动,整个电路也就几乎同时形成了电流例5 某根导线的横截面积为S ,通过的电流为I .已知该导线材料密度为ρ,摩尔质量为M ,电子电荷量为e ,阿伏加德罗常数为N A ,设每个原子只提供一个自由电子,则该导线中自由电子定向移动的速率为( ) A.MI ρN A Se B.MIN A ρSe C.IN A MρSe D.IN A Se Mρ针对训练 (2021·浙大附中期中)某实验室有两种材料制成的两个导体棒A 和B ,其中A 的横截面积为B 的2倍,经相等的时间流过导体棒B 横截面的电荷量为流过导体棒A 横截面的电荷量的2倍.则下列说法中正确的是( ) A .流过两导体棒的电流相等B .导体棒B 中的电流为导体棒A 的2倍C .导体棒A 中自由电子定向移动的速率是导体棒B 的12D .两导体棒中自由电子定向移动的速率相同 三、电池的容量1.定义:电池放电时输出的总电荷量; 2.单位:“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h).例6 (多选)如图是某品牌电动汽车的标识牌,以下说法正确的是( )A .该电池的容量为60 A·hB .该电池以6 A 的电流放电,可以工作10 hC .该电池以6 A 的电流放电,可以工作60 hD .该电池充完电可贮存的电荷量为60 C。
电路.邱关源-第五版-学习笔记邱关源的《电路》一书是电路分析的经典教材,深受广大电子工程师和电学爱好者的喜爱。
本文将对该书的第五版进行学习笔记,主要介绍其内容与思维框架。
一、基础概念与基本定律电路是由电源、电阻、电容、电感等元件组成,其本质是电子运动的场所。
在分析电路之前,需要掌握一些基础概念和基本定律。
1. 电量:电荷的多少,量纲为C(库仑)。
2. 电压:电荷在两点之间的势能差,量纲为V(伏特)。
3. 电流:单位时间内通过导体截面的电荷量,量纲为A(安培)。
4. 电阻:阻碍电流通过的物质特性,单位是欧姆(Ω)。
5. 电功率:电源对电路的能量供给速率,量纲为W(瓦特)。
上述概念可以通过欧姆定律、基尔霍夫定律、毕奥-萨伐尔定律等基本定律来描述,这些定律是电路分析的基本工具。
在学习电路分析时,要灵活应用这些定律,找到问题的本质,解决实际问题。
二、电路简化在具体分析电路之前,通常会先对电路进行简化,以便更好地理解和分析其特性。
1. 串联和并联:将电阻串联和并联,可以得到等效电阻,从而简化电路。
2. 戴维南定理和诺顿定理:利用戴维南定理和诺顿定理,可以将复杂的电路转化为等效电源和等效电阻,从而更容易进行分析。
3. 负反馈:在电路中引入负反馈,可以使电路的输出对输入更为稳定,减小非线性失真和频率响应不平坦等问题。
三、交流电路分析交流电路是电路分析的重要内容之一,涉及到复数和相角等概念。
1. 复数:复数具有实部和虚部,可以表示电流和电压的振幅和相位差等信息。
在交流电路中,通常使用复数来描述振幅和相位的变化。
2. 相角:相角指电流和电压之间的相位差,表示电路中电流和电压的时序关系。
在交流电路中,需要经常考虑相角对电流和电压的影响。
3. 各种频率响应:交流电路分析涉及到各种频率响应,包括低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器等。
这些滤波器可以通过传递函数和频率响应等参数来进行描述。
四、特定电路分析除了基础概念、基本定律和电路简化之外,电路分析还涉及到很多特定的电路分析问题,例如:1. 放大器分析:放大器通常用来放大电压、电流或功率等信号。
《开关电源》笔记三种基础拓扑(buckboostbuck-boost )的电路基础:1,电感的电压公式V L dI=L I,推出 I =V × T/Ldt T 2,sw 闭合时,电感通电电压 VON ,闭合时间tONsw 关断时,电感电压 VOFF ,关断时间 tOFF3,功率变换器稳定工作的条件:ION = I OFF 即,电感在导通和关断时,其电流变化相等。
那么由 1,2的公式可知,V ON=L × ION/ tON ,VOFF =L ×ΔIOFF/ tOFF ,则稳定条件为伏秒定律:V ON ×t ON =V OFF ×t OFF4,周期T ,频率f ,T =1/f ,占空比D =tON/T =tON/(tON +tOFF )→tON =D/f =TD →t OFF =(1-D )/f电流纹波率r P5152r =I/IL =2IAC/IDC 对应最大负载电流值和最恶劣输入电压值I =Et/L μHEt =V × T (时间为微秒)为伏微秒数, L μH 为微亨电感,单位便于计算r =Et/(IL ×L μH )→IL ×L μH =Et/r →L μH =Et/(r*IL )都是由电感的电压公式推导出来r 选值一般 0.4比较合适,具体见P53 电流纹波率r = I/IL =2IAC/IDC 在临界导通模式下,IAC =IDC ,此时r =2 见P51r =I/IL =VON ×D/LfI L =V O FF×(1-D )/LfI L →L =V ON ×D/rfI L 电感量公式:L =V O FF×(1-D )/rfI L =V ON ×D/rfI L设置r 应注意几个方面:A,I PK =(1+r/2)×IL ≤开关管的最小电流,此时 r 的值小于0.4 ,造成电感体积很大。
电源基础必学知识点1. 电源的基本概念:电源是将其他形式的能量(如机械能、化学能、太阳能等)转化为电能的设备或装置。
它提供电流和电压,用于驱动各种电子设备和系统。
2. 直流电源和交流电源:根据输出电流的波形,电源可以分为直流电源和交流电源。
直流电源输出的电流波形为直流(稳定的电压值),而交流电源输出的电流波形为交替变化的正负半周期。
3. 电源的电压与电流:电源的电压是指电源输出的电压大小,单位为伏特(V)。
电源的电流是指电源输出的电流大小,单位为安培(A)。
4. 电源的效率:电源的效率是指电源输出的电能与输入的能量之间的比率。
通常用百分比表示,效率越高,电源的能量转化效率越高。
5. 电源的稳定性:电源的稳定性指的是在负载变化、输入电压变化等情况下,输出的电压和电流能否保持稳定。
稳定性好的电源能够在负载变化或输入电压波动时保持输出电压和电流的稳定性。
6. 电源的输出功率:电源的输出功率是指电源输出的电能的大小,单位为瓦特(W)。
输出功率越大,电源能够驱动的负载越大。
7. 电源的保护功能:优质电源设备通常具备多种保护功能,如过流保护、过压保护、欠压保护、短路保护等。
这些保护功能能够保护电源和负载设备免受损害。
8. 电源的类型:常见的电源类型包括线性电源和开关电源。
线性电源通过变压器将输入的交流电压降压后,经过整流滤波等处理得到稳定的直流电压。
开关电源则通过开关电源电路的控制,将输入的交流电压转换为直流电压。
9. 电源的选择:根据具体需求,选择适合的电源是很重要的。
考虑的因素包括输出功率、稳定性、效率、保护功能、成本等。
10. 电源的应用:电源广泛应用于各种电子设备和系统中,如计算机、通信设备、工业设备、家用电器等。
具体应用的电源类型和参数要根据具体需求来确定。
以下是电源的一些入门知识,我花了点时间整理。
主要是希望对IT行业的销售工作人员提供一些帮助。
电源的工作原理图:示意图二:电源内部结构图:电源:提供电脑主机用电同时,提供必须的保护。
一级EMI示意图与实物:附:也有的EMI不是做在PCB上,而是用一块小板。
如:“二级EMI 实物”图片多在“开关电路区域”与“高压区域”相邻地带,实物与一级相仿。
也有些电源没有做二级EMI。
这里不再列图表示。
整流的过程:波形变化示意图:接下来的过程是将高压整流滤波电路产生的高压直流电变成高频脉冲直流电,送到主变压器降压,变成低频脉冲直流电。
这个过程是由开关电路和变压器完成的。
开关电路的原理是由开关管和PWM(Pulse Width Modulation)控制芯片构成,振荡电路,产生高频脉冲。
我们来看一下这个过程:经过高压滤波电容初步稳压的“电”兵分两路,一路送往5VSB电压生成电路,另一路则送往我们熟悉的12V、5V、3.3V 电压生成电路。
由于前者电压为常电,而后者只有开机才能供电,因此这两部分电压被分成两路分别生成。
下面进入开关电源的核心部分。
此部分的原理是通过PWM 控制芯片或简单的自激振荡电路通过变压器耦合的方式来精密控制负责功率生成部分的开关电路,再由开关电路通过变压器耦合的方式将功率传递给后级的整流、滤波电路。
由于此部分电路电流的数值和变化频率很大,因此关键部件发热量极大,必须使用散热片。
通常前端的散热片上固定开关电路的开关管;而后端的散热片上则固定后级整流电路中的整流管。
最后,低频脉冲直流电经过二极管整流后,再由电解电容滤波,这样,输出的就是不同电压的稳定的电流了。
由于这里电压已经很低了,所以尽管电容容量很大,通常有1000uf、2200uf 等,但由于不需要很高的耐压值,所以电容体积很小。
到最后,稳压模块将最后的直流电压调整为所需要的各种电压,供给各种不同的电脑配件使用。
以上这个过程是电源的主要使命。
也是原理部分,下面的部分是一些电子器件的辨识。
开关电源学习笔记一、 开关电源常用的拓朴结构(常用的有5种):1、正激电路(常用于低压大电流,功率100至500W线路)电路的工作过程:当开关S开通后,变压器绕组N1两端的电压为上正下负,与其耦合的N2绕组两端的电压也是上正下负。
因此VD1处于通态,VD2为断态,电感L的电流逐渐增长;当开关S关断后,电感L通过VD2续流,VD1关断。
S关断后变压器的激磁电流经N3绕组和VD3流回电源。
变压器的磁心复位:开关S开通后,变压器的激磁电流由零开始,随着时间的增加而线性的增长,直到S关断。
为防止变压器的激磁电感饱和,必须设法使激磁电流在S关断后到下一次再开通的一段时间内降回零,这一过程称为变压器的磁心复位。
正激的理想波形为:变压器的磁心复位时间为:Tist=N3*Ton/N1输出电压:输出滤波电感电流连续的情况下:Uo/Ui=N2*Ton/N1*T磁心复位过程:2、反激电路(常用于100W以下)反激电路中的变压器起着储能元件的作用,可以看作是一对相互耦合的电感。
电路的工作过程:当开关S开通后,N1电压上正下负,N2电压下正上负,所以VD处于断态,N1绕组的电流线性增长,电感储能增加;当开关S关断后,N1绕组的电流被切断,变压器中的磁场能量通过N2绕组和VD向输出端释放。
S 关断后的电压为:us=Ui+N1*Uo/N2反激电路的工作模式:电流连续模式:当S开通时,N2绕组中的电流尚未下降到零,输出电压关系:Uo/Ui=N2*ton/N1*toff 电流断续模式:S开通前,N2绕组中的电流已经下降到零,输出电压高于上式的计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下,因此反激电路不应工作于负载开路状态。
反激电路的理想化波形:3、半桥电路电路工作过程:S1与S2交替导通,使变压器一次侧形成幅值为Ui/2的交流电压。
改变开关的占空比,就可以改变二次侧整流电压ud的平均值,也就改变了输出电压Uo。
当 S1导通时,二极管VD1处于通态;S2导通时,二极管VD2处于通态;当两个开关都关断时,变压器绕组N1中的电流为零,VD1和VD2都处于通态,各分担一半的电流。
目录小议关于二极管的整流电路【原】------------------------------------------------------1小议关于二极管的整流电路【原】单二极管整流电路即半波整流电路【原理分析简要】:具体基本原理电路相信搞电子的人都清楚,如果不清楚可以上网查下;在正半周期时交流电流通过二极管对电容进行充电,在负半周期利用二极管的反向特性防止电容反向放电进行整流。
由于电容起到一个平滑即滤波的作用,有些书上称为平滑电容,所以如果输出电流比较大,即脉冲电流峰值大,那么相应的电容也就越大以减少电流的纹波,因此它仅用于输出数十毫安的小功率电路。
双二极管整流电路即全波整流电路【原理分析简要】:相当于把两个半波整流电路结合在一起,只不过这里面的文章在变压器的抽头上;它使用范围仅限于数十毫安的小功率电路。
像上面两种电路的电压纹波波形类示于三角波,它的上升和下降的斜率均与平滑电容的大小有关。
在这里要注意的是如果你的负载下降啦,那么输出电流会变大,从而纹波也会增大,因为这纹波的下降部分的斜率是由负载的阻值和平滑电容大大小决定的,即所谓的时间常数,所以为防止这种现象时,必须使用大容量的电容器。
通常用的是电解电容。
由于使用的大容量的电容,他会造成一个很明显的问题,那就是功率因素下降,因为没有加电容之前电压和电流的相位差为0,加了电容会使电流波形滞后,即会产生相位差,电容越大相位差也越大,所以功率因素下降,自然也就仅适用于输出小功率的电路。
还有就是这里的二极管总会在某个半周期出现反压,那么这要求二极管的反向耐压性能要过关,一般选二极管的反向耐压值为整流后电压的两倍。
最好选速度要快的,不过这里的输入交流电的频率一般比较低,所以对二极管的反应时间要求没那么强,但到了开关电源那就要注意啦,呵呵,跑题啦。
另外还有比较常用的桥式整流电路,它仅适合于高电压,小电流的整流电路,因为它用的是4个二极管,功耗比前面介绍的两种还大。
关于二极管的浪涌电流,它的出现主要是因为电容的原因,因为刚开始接通电源时,它相当于短路【因为此时频率很high】,至于怎么避免这种现象是不可能的,只能减缓,具体请看【】。
基准电压源和TL431内部结构简要分析【原】稳压二极管它利用了二极管的齐纳效应,也就是说反向电流急剧增加,而电压基本不变,这主要归功于稳压二极管的反向电阻【姑且称为反向电阻】很小,也就是我们常说的动态电阻,显然动态电阻越小稳压特性越好。
上图是一个基准电压源电路,若D6与D5、D4的特性完全一样,那么就有Vref=Vbe4+(Vd3/Rd3)*Rd2式中Vbe4是D4的基级与发射极之间的电压,Vd3是D3的电压,为Vbed6-Vbed5。
由于这三个管子特性完全相同,那么D5、D6的集电极电压是相等的。
所以Vref= Vbe4+(KT/q)* (Rd2/Rd3)*ln(Rd2/Rd1),这里利用了PN结的电流方程:i=Is(e qu/kt -1)【Is为PN结反向饱和电流】基准稳压电源在电路中的应用是很广泛的,特别是在AD/DA IC中,本想接下来介绍以下比较常见的TL431的,我在学习TL431时,发现它的内部结构电路图,不是我想象的拿么难,觉得有必要把内部结构分析下,纯粹是为了提高自己的模电。
不过我首先得先介绍两个基准电流源:1>微电流源:它的原理图如下:这里的NPN管的放大倍数β都是>>1的,所以U2管的集电极电流为Iu2=Iu4=(Ubeu1-Ubeu2)/Ru4式中Ubeu1-Ubeu2只有几十毫伏,甚至更小,因此只要几千欧的Ru4就可以得到几十微安的Iu2,由于这两管子特性完全相同,所以同样可以利用PN结的电流方程得到:Iu2=(Ut/Ru4)*ln(Iu3/Iu2)2>比例电流源它的原理图如下:这里的NPN管同样是特性相同的管子。
从电路可知Ubeu0+Iru3*Ru3=Ubeu1+Iru4*Ru4 (1)根据PN结的电流方程可知Ubeu0 = Ut * ln(Ieu0/Is), Ubeu1=Ut*ln(Ieu1/Is)把上两式代入 1 中可得:Iru4*Ru4 = Iru3*Ru3 + Ut*ln(Ieu0/Ieu1);这里的对数部分可以忽略,因为Ieu0/Ieu1接近于1。
当β>>2时,Icuo=Iru3=Iru2, Icu1=Iru4;所以 Iru4*Ru4 = Iru2*Ru3 而此式中的Iru2=(Vcc-Ubeu0)/(Ru2+Ru3)这两个基准电流源的具体分析可以参考童诗白教授和华成英副教授主编的模拟电子技术基础。
TL431内部电路结构:初看这原理图,发现它使用了两个电流源,左下角使用的是微电流源,中上面使用的是比例电流源。
原理图分析:首先当阴极CATHODE通电时,a点便有了电压,那么后面的Q10、Q11组成的达林顿管也会导通,但会马上截止【电压稳定后a点电压会为0】,同时Q4,Q1也导通,拿么下面的微电流源就开始工作,这样整个电路的在通电的瞬间开始工作,在微电流源中,由于电流源比较稳定,不管阴极的电压波动多大,它总会因为后面有个稳压管而使得微电流源的电流很稳定,这样b点的电压也就很稳定,进而REF端的电压也很稳定在2.5V ,【至于为什么是2.5V,我觉得没有必要进行具体分析】;由于微电流源工作,所以Q7、Q8都导通,从而上面的比例电流源也开始导通,由于这里的两个电阻都为800,所以也可以把它看成是一个镜像电流源,事实上镜像电流源与比例电流源的原理几乎没有差别。
不过这里的Q7我觉得它会饱和,因为集电极端可以等效的认为比基级端接了个800欧的电阻,可能电压没有基级高,Q8处于放大状态。
而当比例电流源工作后,Q9会导通,那么a点便又有了电压,这样后面的达林顿管也会导通。
这样它会去控制CATHODE端的电压。
TL431的基本应用电路与仿真【原】用ORCAD仿真TL431的电路,首先我们通过【】的学习可以知道TL431的REF端相对于阳极的电压为稳定的2.5V,那么下图很明显可以得出R2的电压为2.5V。
红线代表R2端的电压,绿色表示直流电压从1V以0.2步长步进至8V,可以发现当直流电压为5V 以上时R2俩端电压保持2.5V基本不变。
至于为什么在5V以上,呵呵,应该明白吧。
可调的基准电压源:因为这里用的三极管是为了放大电流,根据别人的经验很容易产生振荡,为了防止振荡而添加的电容,不过这里面的电容应在0.01~3uf之外,下面的波形就是上面这个图的仿真结果。
波形的颜色对应着上面电路的探针的颜色。
附:为了能使这个电路仿真成功,自学了ORCAD,最重要的得感谢wang1jin建的群。
基于7805的可调稳压电源首先我先附上原理图以及仿真波形:如果把图中的R5、R6用1个11千欧电位器来代替,那么我们可以输出一个0.5V~10V的稳定,从仿真波形图中也可以看出来。
那么我们接下来就要解决这么一个问题,就是输出电压是怎么算出来的。
在这里我只给出一个公式,具体的推导不懂的可以留言:((50/11) + Uout-5)*(R5+R6)/R5=Uout呵呵,相信打架应该懂的,这里其实只要注意一下放大器输出端对地是有电压的。
由于三端稳压管的输入电压与输出电压差比较大,像LM7805它的输入电压必须高于输出电压2V,所以输出最大为2.2A,那么我们可以计算出它的功耗是比较大的,特别是我们输入电压一般高于输出电压5~10V以上,所以我们一般把它用在低功耗的稳压电路中。
另外提一下市场上有低功耗的三端稳压管主要是因为里面采用了PNP管,这样使得输入电压与输出电压可以更低,可以为0.6V~1V。
使用可调稳压器LM317应该注意的事项通过它的DATASHEET可以知道它比一般的固定稳压器的性能要好得多,特别是它具有65dB的纹波抑制。
下图是一个可以减少纹波抑制的电路:其仿真的波形我就没有贴上来啦,自己可以通过仿真看下。
我在这里只分析一下输出端的纹波情况,通过ORCAD 的仿真我贴出输出端的纹波波形:然后我再把电容C4和二极管D1去掉,再看输出端纹波的波形如下:然后再来看这两个波形的情况,应该可以看得出第一个波形的峰峰值没有第二个的峰峰值高,所以电容器C4和二极管D1的使用能够起到减小纹波的作用。
我们在那加一个二极管主要是因为如果电路输出端短路,那么他可以防止内部产生一个方向偏压,至于为什么会,这应该是要看LM317的内部电路结构,只是对我来说太复杂啦。
电容器C4的作用才是一个真正起到减少纹波的作用,因为仿真是看ADJ端电压时加与不加它的效果很明显,如果不加,绝对有纹波,加,可以忽略纹波;同时如果这里面加了它的话,那么如果输出端短路,而电容器C4肯定会放电的,放电时间当然是越小越好啦,但是如果你不加二极管D1的话,它的放电时间由R1来决定,很明显没有加二极管好。
开关电源与串联稳压器的功耗比较差异串联稳压器在我所查看的稳压器中几乎都是这中模式,见下图:很明显它是用晶体管的集电极和发射极来承受输入输出的电压差,所以若通过电流为Iout。
则功耗Pout=(Vin-Vout)*Iout,很明显晶体管直接的把功耗消耗掉,并且很大,所以它的效率很低。
而开关稳压器则是通过控制晶体管的on和off之间的状态切换是输出电压保持稳定的。
因为当开关管处于导通状态时,集电极和发射极之间的电压一般小于1V,那么即使有电流流过,功耗也比较低,关闭时,自然不会产生功耗。
关于滤波电路的滤波系数和纹波系数【转】工频50Hz全波整流全波整流输出为100Hz脉动直流,此时直流电压平均值为交流电压的0.9倍。
也就是说交流100V全波整流输出电压为90V。
此时直流脉动系数为0.67,也就是说在这90V直流中交流电压分量为60.3V。
此时纹波系数为:-------------------0.707X0.67=0.47=47%【lammy注:纹波的表示方法可以用有效值或峰值来表示;这里用的是有效值】=============================================================================================1:C型滤波:在全波整流电路后面增加一个电容就构成了C型滤波。
此时输出直流电压平均值上升为交流电压的1.2倍。
纹波系数大小与滤波电容、纹波频率、负载电阻成反比。
----------------------------------------------------- -----------------------------纹波系数r=0。
072/(f/C*RL) (C=F) r=1440/(C*RL) (C=uF)----------------------------------------------------- -----------------------------(新建)例:RL=2700欧f=50Hz C=40uF r=0。