电路知识
半波整流及滤波电路的误差分析?
一、半波整流及滤波电路的误差分析?
1、滤波出来的电压并不是完美的半波;
2、输入电压的峰值误差;
3、输入电压并不是完全的正弦交流电,肯定发生了畸变;
4、输入电压的功率因数不是等于1。
当流过电感的电流变化时,电感线圈中产生的感应电动势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时,电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反,阻止电流的增加,同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中。
二、buck电路误差分析?
BUCK电路是一种降压斩波器,降压变换器输出电压平均值Uo总是小于输出电压UD。
通常电感中的电流是否连续,取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。
BUCK也是DC-DC基本拓扑,或者称为电路结构,是最基本的DC-DC电路之一,用直流到直流的降压变换。
BUCK和BOOST使用的元件大部分相同,但是元件的组成却不尽相同。
简单的BUCK电路输出的电压不稳定,会受到负载和外部的干扰,当加入PID控制器,实现闭环控制。
可通过采样环节得到PWM调制波,再与基准电压进行比较,通过PID控制器得到反馈信号,与三角波进行比较,得到调制后的开关波形,将其作为开关信号,从而实现BUCK电路闭环PID控制系统。
BUCK电路的参数计算
电感的参数
电感的选择要满足直到输出最小规定电流时,电感电流也保持连续。
在临界不连续工作状态时:
所以
传输文件进行 [薄膜开关] 打样越大,进入不连续状态时的电流就越小。
电容的参数
电容的选择必须满足输出纹波的要求。
电容纹波的产生:
1. 电容产生的纹波: 相对很小,可以忽略不计;
2. 电容等效电感产生的纹波:在300KHZ~500KHZ以下可以忽略不计;
3. 电容等效电阻产生的纹波:与esr和流过电容电流成正比。为了减小纹波,就要让esr尽量的小。
BUCK电路的结构
将快速通断的晶体管置于输入与输出之间,通过调节通断比例(占空比)来控制输出直流电压的平均值。该平均电压由可调宽度的方波脉冲构成,方波脉冲的平均值就是直流输出电压。
Q导通:
输入端电源通过开关管Q及电感器L对负载供电,并同时对电感器L充电。电感相当于一个恒流源,起传递能量作用。电容相当于恒压源,在电路里起到滤波的作用。
Q闭合:
电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路,对负载R继续供电,从而保证了负载端获得连续的电流。
从电路可以看出,电感L和电容C组成低通滤波器,此滤波器设计的原则是使us(t)的直流分量可以通过,而抑制us(t)的谐波分量通过;
电容上输出电压uo(t)就是us(t)的直流分量再附加微小纹波uripple(t)。
电路工作频率很高,一个开关周期内电容充放电引起的纹波uripple(t)很小,相对于电容上输出的直流电压Uo有:电容上电压宏观上可以看作恒定。
电路稳态工作时,输出电容上电压由微小的纹波和较大的直流分量组成,宏观上可以看作是恒定直流,这就是开关电路稳态分析中的小纹波近似原理。
一个周期内电容充电电荷高于放电电荷时,电容电压升高,导致后面周期内充电电荷减小、放电电荷增加,使电容电压上升速度减慢,这种过程的延续直至达到充放电平衡,此时电压维持不变;
反之,如果一个周期内放电电荷高于充电电荷,将导致后面周期内充电电荷增加、放电电荷减小,使电容电压下降速度减慢,这种过程的延续直至达到充放电平衡,最终维持电压不变。
这种过程是电容上电压调整的过渡过程,在电路稳态工作时,电路达到稳定平衡,电容上充放电也达到平衡,这是电路稳态工作时的一个普遍规律。
开关S置于1位时,电感电流增加,电感储能;而当开关S置于2位时,电感电流减小,电感释能。假定电流增加量大于电流减小量,则一个开关周期内电感上磁链增量为:
ΔΨ=L(Δi)>0
此增量将产生一个平均感应电势:
u=ΔΨ/Τ>0
此电势将减小电感电流的上升速度并同时降低电感电流的下降速度,最终将导致一个周期内电感电流平均增量为零;一个开关周期内电感上磁链增量小于零的状况也一样。
这种在稳态状况下一个周期内电感电流平均增量(磁链平均增量)为零的现象称为:电感伏秒平衡。这也是电力电子电路稳态运行时的又一个普遍规律。
BUCK的应用电路
BUCK电路主要应用于低压大电流领域,其目的是为了解决续流管的导通损耗问题。采用一般的二极管续流,其导通电阻较大,应用在大电流场合时,损耗很大。用导通电阻非常小的MOS管代替二极管,可以解决损耗问题,但同时对驱动电路提出了更高的要求。此外,对Buck电路应用同步整流技术,用MOS管代替二极管后,电路从拓扑上整合了Buck和Boost两种变换器,为实现双向DC/DC变换提供了可能。在需要单向升降压且能量可以双向流动的场合,很有应用价值,如应用于混合动力电动汽车时,辅以三相可控全桥电路,可以实现蓄电池的充放电。
UC3842
UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片。
该芯片集成了振荡器、具有高温补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电流、输入和基准欠电压锁定电路以及PWM锁存器电路。
其应用领域为:开关电源;工业电源;电压反馈电路设计;反激开关电源设计。
SG3525
SG3525 是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片,它简单可靠及使用方便灵活,输出驱动为推拉输出形式,增加了驱动能力;内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器,有过流保护功能,频率可调,同时能限制最大占空比。它的应用领域是:开关电源;直流变换器;逆变器设计;脉冲宽度调制。
TL431
TL431是可控精密稳压源。
它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf(2.5V)到36V范围内的任何值。
该器件的典型动态阻抗为0.2Ω,在很多应用中用它代替稳压二极管,例如,数字电压表,运放电路,可调压电源,开关电源等。
应用领域:电平值转换;充电器;开关电源;适配器;DVD;电视机。
BUCK电路的使用注意
BUCK电路只有一个电感,没有变压器,输入与输出不能隔离。
这就存在一个危险,一旦功率开关损坏电路,输入电压将直接加到负载电路,因为占空比D《1,所以BUCK电路仅有一路输出,如果输出电压为5V,还需要3.3V时,则要加后续调节器,BUCK电路在多路输出时是这样应用的。
三、功放整流滤波电路分析?
整流滤波电路分析如下
整流滤波电路原理分析 一、整流电路 整流电路的关键问题是利用二极管的单向导电性,将交流电压变换成单相脉动电压。单相整流电路可分半波、全波、桥式、倍压整流等。由于半波整流电路只在电源的半个周期工作,电源利用率低,输出波形脉动较大,且电路简单。
四、单极放大电路误差分析?
有以下两个原因:
一、搭接的电路的确有问题。
二、示波器的使用问题,示波器的探头会经常出现接触不良的问题,也可能是你使用的档位不恰当。 可以用万用表检查三极管各极的直流电压是否满足三极管三极管的工作条件。
注意检查示波器探头的接地是否可靠:将探头与探头接地夹短路,正确的情况是示波器显示一条直线。
五、rcl暂态电路误差分析?
rcl电路误差分析中主要从电路的连接,运行以及相关的电路原理进行分析总结
六、谐振电路误差原因分析?
RLC串联谐振电路的谐振频率取决于电感和电容值,与电感的直流电阻大小没有关系。偏差大有两个原因:
1、电感和电容的精度通常较低,实际值与标称值差距较大。
2、如果电感是带磁芯的,那么,由于磁芯在不同频率下磁导率是不同的,其电感量也是不同的,这种差距可能导致数倍甚至更大的变化。
七、负反馈放大电路误差分析?
由于实际使用中的器件的性质参数,会随着制造工艺、使用环境等发生变化。
比如电阻,在温度发生变化时其阻值也会发生微小变化,在环境湿度较大的地方使用某些高阻值的电阻也会引起阻值与设计初衷不符合。另外电阻在生产过程中是有一定误差的,比如常用的就是5%误差系列。
还有其他引起误差的原因,比如引入误差(测量仪器接入电路引起的)、测量仪器本身误差、人为读数误差等等。
使输出起到与输入相反的作用,使系统输出与系统目标的误差减小,系统趋于稳定;使输出起到与输入相似的作用,使系统偏差不断增大,使系统振荡,可以放大控制作用。对负反馈的研究是控制论的核心问题。另外有电流负反馈的理论。
八、组合逻辑电路误差分析?
分析组合逻辑电路的目的,就是针对给定的组合电路利用门电路和逻辑代数知识,确定电路的逻辑功能。也是我们了解和掌握组合电路模块逻辑功能的主要手段。组合电路的分析步骤大致如下:
1.根据给定的逻辑电路图,写出各输出端的逻辑表达式;
2.对各逻辑表达式进行化简与变换;
3.列出真值表;
4.逻辑功能的评述。
在分析的过程中,完成第二步即通过对输出表达式的化简与变换,若逻辑功能已明朗,则可通过表达式进行逻辑功能的评述;一般情况下,必须分析真值表中输出和输入之间取值关系,才能准确判断电路的逻辑功能。
九、制流电路与分压电路误差分析?
一、调节范围
分压电路的电压调节范围大,而制流电路电压调节范围很小。
二、微调程度
R0<=Rz/2时,在整个调节范围内调节基本均匀,但制流电路可调范当围小;负载上的电压值小,能调得较精细,而电压值大时调节变得很粗。
三、功耗损耗
使用同一变阻器,分压电路消耗电能比制流电路要大。 基于以上的差别,当负载电阻较大,调节范围较宽时选分压电路;反之,当负载电阻较小,功耗较大,调节范围不太大的情况下则选用制流电路。若一级电路不能达到细调要求,则可采用二级制流(或二段分压)的方法以满足细调要求
十、无源和有源滤波器误差分析?
有源滤波自身就是谐波源。其依靠电力电子装置,在检测到系统谐波的同时产生一组和系统幅值相等,相位相反的谐波向量,这样可以抵消掉系统谐波,使其成为正弦波形。有源滤波除了滤除谐波外,同时还可以动态补偿无功功率。其优点是反映动作迅速,滤除谐波可达到95%以上,补偿无功细致。缺点为价格高,容量小。由于目前国际上大容量硅阀技术还不成熟,所以当前常见的有源滤波容量不超过600kvar。其运行可靠性也不及无源。 一般无源滤波指通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻(调谐滤波)状态,给某次谐波电流构成一个低阻态通路。这样谐波电流就不会流入系统。无源滤波的优点为成本低,运行稳定,技术相对成熟,容量大。缺点为谐波滤除率一般只有80%,对基波的无功补偿也是一定的。 目前在容量大且要求补偿细致的地方一般使用有源加无源混合型,即无源进行大容量的滤波补偿,有源进行微调。
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