华东理工大学应用电子技术5.ppt

voltages, then
3 2
Vm
ca
20
Power Electronics
Switching States for 3-phase Voltage Source Inverter
p
ia
va sa
ib
vb
sb
ic
vc
sc
idc Vdc
n
sa sb sc Switching state
idc
Spectrum of 3-phase
PWM inverter
1.0
a=0.8 a=0.5
output voltage
a=0 0.8
No lower order harmonics
No harmonics at c.
The lowest frequency and highest content harmonics are
DC/AC
AC/DC
2
Power Electronics
Outline
7.1 Basic principles 7.2 Some major PWM techniques in DC/AC inverters 7.3 PWM techniques with feedback control 7.4 PWM rectifiers
9
Power Electronics
Triangular-wave natural sampling
In 3-phase VSI
Three-phase bridge inverter can only realize bi-bolar PWM therefore should be controlled by bipolar sampling.

¾ 与BJT对比，如何体现控制关系？
VDD
iD vGS vDS
iD
iC iB vCE vGS 对iD的控制
s
VGG
g
d
N
＋
N
P B 衬底引线 VDD
＋
耗尽层
预夹断点
vGS1＝VGS＞VT
s
VGG
g
d
vGS2＝VGS＞VT O 截止区 vGS3＜VT vDS
Lec 05
N
＋
N
P B 衬底引线电阻区 vDS <VGS-VT
饱和区 vDS≥VGS-VT
B
s
VGG
g
d
A
预夹断点
N
＋
N
P B 衬底引线
＋
耗尽层
O
vDS
10
Lec 05
华中科技大学电信系
张林
MOSFET是如何实现信号放大的？
¾ 如何让该MOSFET导电？
（3）VDS和VGS同时作用时
s
VDD VGG g
d
N
＋
N
P B 衬底引线
13
Lec 05
华中科技大学电信系
张林
MOSFET是如何实现信号放大的？
¾ 可以构成双口吗？
d T s B T s 共源 g 共栅 B d g B T d 共漏 s
g
14
Lec 05
华中科技大学电信系
张林
MOSFET是如何实现信号放大的？
¾ 控制关系是线性的吗？
输出特性曲线及大信号特性方程
预夹断临界点轨迹 vDS＝vGS－VT(或 vGD＝vGS－vDS＝VT) 3V 饱和区 1.5 2.5V 1 2V 0.5 0 vGS＝1.5V 2.5 5 7.5 10 截止区 vDS/V

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数字电子技术时序逻辑电路
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图5-3 4位寄存器74LS175的逻辑图
数字电子技术时序逻辑电路
2. 移位寄存器 移位寄存器不仅具有存储的功能，而且还有移位功能，可以 用于实现串、并行数据转换。如图5-4所示为4位移位寄存器 的逻辑图。
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数字电子技术时序逻辑电路
5.1.2 异步时序逻辑电路的分析方法
异步时序电路的分析步骤：
① 写时钟方程； ② 写驱动方程； ③ 写状态方程； ④ 写输出方程。
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数字电子技术时序逻辑电路
[例5-2]试分析图示时序逻辑电路的逻辑功能，列出状态转换 表，并画出状态转换图。
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数字电子技术时序逻辑电路
解：图5-7所示电路为1个异步摩尔型时序逻辑电路。 写时钟方程：
数字电子技术时序逻辑电路
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图5-5 同步二进制加法计数器的数时字电序子图技术时序逻辑电路
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图5-8 同步4位二进制加法计数器74LS16数1字的电逻子技辑术图时序逻辑电路
表5-1 同步4位二进制加法计数器74LS161的功能表
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数字电子技术时序逻辑电路
写驱动方程：
写状态方程：
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数字电子技术时序逻辑电路
列状态转换表：
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数字电子技术时序逻辑电路
画状态转换图：
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数字电子技术时序逻辑电路
5.2 若干常用的时序逻辑电路 5.2.1寄存器
1. 基本寄存器
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图5-2 双2位寄存器74LS75的逻辑图

调制法
该方式通过调制信号（如正弦波）与高频载波（如三角波）进行比较生成PWM脉冲。优 点是生成的PWM脉冲频率高、波形好且易于实现实时控制。缺点是对于非线性负载的适 应性较差。
32
07
电力电子系统的设计与应用
2024/3/26
33
电力电子系统的设计原则与方法
2024/3/26
设计原则
确保系统稳定性、高效性、可靠性和 安全性；满足特定应用需求；优化成 本和性能。
2024/3/26
6
02
电力电子器件
2024/3/26
7
不可控器件
电力二极管（Power Diode）
结构和工作原理
伏安特性
2024/3/26
8
不可控器件
主要参数
晶闸管（Thyristor）
结构和工作原理
2024/3/26
9
不可控器件
伏安特性和主要参数
派生器件
2024/3/26
10
半控型器件
2024/3/26
36
感谢您的观看
THANKS
2024/3/26
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26
电压型和电流型逆变电路
电压型逆变电路
电压型逆变电路的输出电压波形为矩 形波或正弦波，其特点是输出电压幅 值和频率可调，适用于对输出电压要 求较高的场合。
电流型逆变电路
电流型逆变电路的输出电流波形为矩 形波或正弦波，其特点是输出电流幅 值和频率可调，适用于对输出电流要 求较高的场合。
2024/3/26
工业自动化
应用于电机驱动、电源供 应、过程控制等领域，提 高生产效率和能源利用率 。
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电力电子系统的发展趋势与挑战
发展趋势

电工电子技术与技能
直流电流、电阻的测量
4． 直流电流的测量 （1）测量时，万用表必须串入被测电路，不能并联。 （2）必须注意表笔的正、负极性。测量时，红表笔接电路断口高电 位端，黑表笔接低电位端。 （3）在不清楚被测电流大小情况下，量程宜大不宜小。严禁在测量 中拨动转换开关选择量பைடு நூலகம்。 5． 电阻的测量 （1）正确选择电阻倍率档，使指针尽可能接近标度尺的几何中心， 可提高测量数据的准确性。 （2）严禁在被测电路带电的情况下测量电阻。 （3）测量时，直接将表笔跨接在被测电阻或电路的两端，注意不能 用手同时触及电阻两端，以避免人体电阻对读数的影响。 （4）测量热敏电阻时，应注意电流热效应会改变热敏电阻的阻值。
电工电子技术与技能
第1单元 电路基础
1.
直流电路
2
电容与电感
3
磁场及电磁感应
4
单相正弦交流电路
5
三相正弦交流电路
电工电子技术与技能
1.1 实训室认识及安全电压
1.2
电路
1.3
电路常用物理量
1.4
电阻元件与欧姆定律
1.15.5
电电阻阻的的连连接接
1.6
基尔霍夫定律
电工电子技术与技能
实训室认识及安全用电
图3．16 ZC-8型接地电阻测定仪外形及附件
电工电子技术与技能
使用方法
ZC-8型接地电阻测定仪测量连接如图3．18所示。
图3．5 直流电流的测量
图3．6 用分流器扩大量程
电工电子技术与技能
电压的测量
测量电压时，电压表必须与被测电路并联。 1.交流电压的测量 测量交流电压通常采用电磁式电压表。 在测量量程范围内将电压表直接并入被测电路即可，如图3．8所示。 用电压互感器来扩大交流电压表的量程，如图3．9所示。

＋
v－id －
vi －
R2
vn
R1
vo
＋
vi
vp
ip →
＋
vid=0
－
→in
＋ －
－
Avo(vp－vn)
＋
vo
－
iR R2
vn= vi R1
iR

vn R1

vi R1
（a）电路图
（b）小信号电路模型
11
华中科技大学 张林
2.3.1 同相放大电路
2. 几项技术指标的近似计算
（1）电压增益Av
根据虚短和虚断的概念有
电压传输特性 vO＝ f (vP－vN)
7
华中科技大学 张林
2.1 集成电路运算放大器
当Avo(vP－vN) V＋ 时 vO＝ V＋
当Avo(vP－vN) V-时 vO＝ V-
电压传输特性 vO＝ f (vP－vN)
线性范围内 vO＝Avo(vP－vN) Avo——斜率
8
华中科技大学 张林
2.2 理想运算放大器
根据虚短和虚断的概念有 vn≈ vp＝ 0 ， ii＝0
vi
i1
R1
ii
vn＋ii －
vo
所以 i1＝i2
vp
＋
即 vi vn vn vo
R1
R2
Av

vo vi

R2 R1
（可作为公式直接使用）
17
华中科技大学 张林
2.3.2 反相放大电路
2. 几项技术指标的近似计算
（2）输入电阻Ri
4
华中科技大学 张林
2.1 集成电路运算放大器
1. 集成电路运算放大器的内部组成单元 符号

一、 单相整流电路
1. 单相半波整流电路
uD Ｖ
-
+
~
uu222
+
iF RL
uL –
u2 2U2si nt
1） 整流输出电压平均值
UL0.4U 52
2） 二极管平均电流
IF
IL
0.45U2 RL
3） 二极管最大反向电压
URm 2U2
优点：结构简单，使用元件少 缺点：输出电压脉动小，电源利用率低
单相半波整流电路的组成与工作原理
大部分生产厂家按下述方法命名：
3. 硅整流堆的主要参数 （1）额定反向峰值电压 （2）正向平均整流电流
硅整流堆管脚一般在外壳上都有标记，如 桥堆外壳上各引脚对应位置上标有 “~”“＋”“－”。标记“~”管脚表示接交 流电源，“＋”为正极输出，“－”为负极输 出，这些标记与电路图上标记是一致的。
4. 硅整流堆的检测
4. 整流二极管的检测
5. 整流二极管的使用
自冷
一般塑料封装的小电流整流二极管，靠管脚来散 热，使用时，管脚应保持在规定值以上。大功率整流
二极管需加相应的散热装置。
冷却方式： 风冷 采用风冷或水冷的整流器件，起始工作时，必须按
先启动冷却装置，再启动整流装置；停止工作时，先
切断整流电路电源，再关闭冷却装置。
U2
UL 6V5V
1.2 1.2 1
1
流过每只二极管的电流平均值: IF2IL26030mA
每只二极管承受的最高反向电压： U Rm 2 U 2 1 .4 1 5 4 7V
选二极管应满足: IFM （2 3） IF URM 2U2
可选: 2CZ82A（IF = 100mA， URM = 25V）

~+1 2 uId
~+1 2
uId
R
+ uo
VT1
VT2
Re
VEE
无负反馈。
图 5.2.8 长尾式差分放大电路
(2)静态分析
当 uId = 0 时，由于电路结构对称，故： IBQ1 = IBQ2 = IBQ，ICQ1 = ICQ2 = ICQ ，UBEQ1 = UBEQ2
= UBEQ，UCQ1 =UCQ2 = UCQ， 1= 2=
第五章 集成运算放大电路
5.1 集成放大电路的特点 5.2 集成运放的基本组成部分 5.3 集成运放的典型电路 5.4 集成运放的主要技术指标 5.5 理想运算放大器 5.6 各类集成运放的性能特点 5.7 集成运放使用中的几个具体问题
5.1 集成放大电路的特点
集成电路简称 IC (Integrated Circuit)
当 uId = 0，时
+ uId
UCQ1 = UCQ2
UO = 0
Rb1
Rc1 + uo
Rc2 Rb2
R1
~+1 2 uId
~+1 2
uId
R2
VT1
VT2
图 5.2.6 差分放大电路的基本形式
（2）电压放大倍数 VT1 和 VT2 基极输入电压大小相等，极性相反，— —称为差模输入电压(uId)。
由于 UBE1 = UBE2，VT1 与 VT2 参数基本相同，则
IB1 = IB2 = IB；IC1 = IC2 = IC
R IREF
2IB
IC2
VT1
IB1 +
UBE1
IC2 IB2
U+BE2 VT2

10
2.2 元器件引线搪锡工艺
锡和锡铅合金为最佳的可焊性镀层，其厚度 为5～7μm。
镀金引线的搪锡（除金）：
金镀层是抗氧化性很强的镀层，与SnPb焊料 有很好的润湿性，但直接焊接金镀层时， SnPb合金对金镀层产生强烈的溶解作用，金 与焊料中的Sn金属结合生成AuSn4合金，枝晶 状结构，其性能变脆，机械强度下降。为防 止金脆现象出现，镀金引线在焊接前必须经 过搪锡除金处理。
27
3.2 元器件表面安装（SMT）
焊膏的成分
焊料合金（SnPb、SnPbAg等） 活化剂（松香、三乙醇胺等） 增粘剂（松香醇、聚乙烯等） 溶剂（丙三醇、乙二醇等） 摇溶性附加剂（石蜡软膏基剂）
28
3.2 元器件表面安装（SMT）
3.2.4 焊膏印刷工艺
焊膏印刷工艺要求
印刷时膏量均匀，一致性好； 焊膏图形清晰，相邻图形之间不粘连，并与焊盘图形基本一致； 引脚间距大于0.635mm的器件，印刷的焊膏量一般为0.8mg/m㎡，引脚间距小于
16
3.1 元器件通孔插装（THT）
3.1.2 安装次序 先低后高、先轻后重、先非敏感元器件后敏感元件、先
表面安装后通孔插装、先分立元器件后集成电路。
17
3.1 元器件通孔插装（THT）
3.1.3安装要求 安装高度要符合产品防震、绝缘、散热等要求及设计文件要求； 元器件加固要求：7g、3.5g及设计工艺文件的规定； 接线端子、铆钉不应作界面或层间连接用，导通孔（金属化孔）不能安装元器件； 一孔一线，孔径与引线直径的合理间隙（0.2～0.4mm） 空心铆钉不能用于电气连接； 元器件之间有至少为1.6mm的安全间距； 元器件安装后，引线伸出板面的长度应为1.5±0.8mm； 元器件安装后，引线端头采用弯曲连接时，引线弯曲长度为3.5 ～5.5d； 如底面无裸露的电路(印制导线)；元件可贴板安装(玻璃二极管除外),如底面有裸露电路,

5.1 RFID概述
1. ISO制定的RFID标准体系
• 根据国际标准化组织 ISO/IEC联合技术委员会JTC1子委员会 SC31的标准化工作计划，RFID标准可以分为4个方面：数据标 准 （ 如 编 码 标 准 ISO/IEC15691, 数 据 协 议 ISO/IEC 15692 、 ISO/IEC 15693,解决了应用程序／标签和空中接口多样性的要求， 提供了一套通用的通信机制）；空中接口标准（ISO/IEC 18000 系列）；测试标准（性能测试标准ISO/IEC 18047和一致性测试 标准ISO/IEC 18046)；实时定位（RTLS)(ISO/IEC 24730系列应 用接口与空中接口通信的标准）方面的标准。RFID标准的逻辑 框架结构如图5.3所示。
5.1 RFIDБайду номын сангаас述
5.1.2 RFID系统与物联网
•
RFID技术是物联网技术的基础，也只有了解和掌握
RFID相关技术的发展及相关技术，才能理解物联网的实现
原理。
•
“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：
第一，物联网核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础
上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任
ISO/IEC15961 （附属）
ISO/IEC18000
图5.3 ISO定义的RFID标准逻辑框架
5.1 RFID概述
2. EPCglobal标准体系
• 与ISO通用性RFID标准相比，EPCglobal标准体系是面向物流供应链领域， 可以看成是一个应用标准。EPCglobal的目标是解决供应链的透明性和追踪 性，透明性和追踪性是指供应链各环节中所有合作伙伴都能够了解单件物品 的相关信息，如位置、生产日期等信息。