A. 1987年上半年,日本東芝機械公司向前蘇聯提供了先進的數控機床,使蘇聯獲得了先進的潛艇推進器製造技術
1987年5月27日,日本警視廳逮捕了日本東芝機械公司鑄造部部長林隆二和機床事業部部長谷村弘明。東芝機械公司曾與挪威康士堡公司合謀,非法向前蘇聯出口大型銑床等高技術產品,林隆二和谷村弘明被指控在這起高科技走私案中負有直接責任。此案引起國際輿論一片嘩然,這就是冷戰期間對西方國家安全危害最大的軍用敏感高科技走私案件之一———東芝事件。
蘇聯迫切需要高精度機床
60年代末,蘇聯情報機關在美國海軍機要部門建立的間諜網不斷獲得美國核潛艇跟蹤蘇聯潛艇的情報。蘇聯潛艇的噪音很大,美國海軍在200海里以外就能偵測到,蘇軍如果不能及早消除潛艇噪音,不管建造多少潛艇,打起仗來,它們都逃脫不了「折戟沉沙」的命運。要消除潛艇噪音,必須製造出先進的螺旋槳,而這必須要有計算機控制的高精度機床才行。高性能的機床是「巴黎統籌委員會」(由北約國家和日本等15國組成)嚴格限制的產品,該委員會明文規定,具有三軸以上的數控機床屬戰略物資,禁止向蘇聯、東歐等共產主義國家出口。為了改變本國潛艇面臨的危險局面,蘇共中央政治局指示,要不惜一切代價從西方國家獲取精密加工方面的高新技術。
克格勃與日本、挪威公司秘密謀劃
1979年底,蘇聯克格勃經過精心策劃終於找到了機會。克格勃高級官員奧西波夫以全蘇技術機械進口公司副總經理的身份,通過日本和光貿易股份公司駐莫斯科事務所所長熊谷獨與日本伊藤忠商社、東芝公司和挪威康士堡公司接上了頭。在巨大的商業利益的誘惑下,東芝公司和康士堡公司同意向蘇聯提供四台MBP—11OS型九軸數控大型船用螺旋槳銑床,此項合同成交額達37億日元。這種高約10米、寬22米、重250噸的銑床,可以精確地加工出巨大的螺旋槳,使潛艇推進器發出的噪音大大降低。
為了掩人耳目,蘇聯沒有向日本訂購與九軸銑床相配套的計算機控制系統,而是要求挪威國營武器製造公司———康士堡貿易公司向東芝公司提供四台NC—2000數字控制裝置,由東芝公司完成總裝後,出口蘇聯。蘇聯為此還與康士堡公司單獨簽訂了秘密合同。這種數控裝置通常與不受「巴統」限制的兩軸機床配套使用,但是只要改變一下配線和電路,就可作為九軸機床的數控裝置。
蘇聯軍方如獲至寶
蘇、日秘密協議簽字一個月後,東芝公司即向日本通產省申領向蘇聯出口的許可證。申領書隱瞞了九軸機床的高性能,偽稱產品是用於加工水力發電機葉片的簡易TDP—70/110型兩軸機床,從而獲得了通產省的出口許可證。
這四台精密機床順利到達蘇聯並很快發揮作用。到1985年,蘇聯製造出的新型潛艇噪音僅相當於原來潛艇的10%,使美國海軍只能在20海里以內才能偵測出來。1986年10月,一艘美國核潛艇因為沒有偵測到它正在追蹤的蘇聯潛艇的噪音而與蘇聯潛艇相撞。
東窗事發 風波迭起
1985年12月,蘇、日秘密協議當事人之一、日本和光公司的熊谷獨因與他的僱主發生糾紛而辭職,並憤而向「巴統」主席蓋尼爾·陶瑞格揭發了東芝事件。陶瑞格立即要求日方調查此事。日本通產省對東芝公司進行調查時,東芝公司以預先簽署的假合同和其它技術文件為證,對此事矢口否認。經過進一步調查,1987年初,美國人掌握了蘇聯從日本獲取精密機床的真憑實據。在美國的壓力下,日本警視廳對東芝公司進行突擊檢查,查獲了全部有關秘密資料,並逮捕了涉案人員。
在以後的幾個月里,美國朝野群情激憤,再三譴責日本,並對東芝公司進行了制裁。當時的日本首相中曾根康弘不得不向美國表示道歉,日本方面還花1億日元在美國的50多家報紙上整版刊登「悔罪廣告」。
心驚膽顫的挪威政府除了向美國保證今後決不再發生類似事件外,還關閉了康士堡公司駐莫斯科辦事處,並停止了該公司正在與東歐國家進行的全部貿易。不久後,挪威又以從事竊取科技情報的間諜活動為由,驅逐了蘇聯一名外交官和三名貿易代表。
B. 如何計算所設計的硬體電路通過的電流以及功耗等參數
在被測部分電路之前串聯一個小阻值電阻,通過測量該電阻上的電壓獲得電流,電壓則直接測電路入口對地電壓,功率=電壓*電流
C. 5000w的電魚機怎麼改裝成家用220v逆變器
逆變器接入的直流電壓標有正負極。一般情況下紅色為正極(+),黑色為負極(—),蓄電池上也同樣標有正負極,紅色為正極(+),黑色為負極(—),連接時必須正接正(紅接紅),負接負(黑接黑)。連接線線徑必須足夠粗,並且應盡可能減少連接線的長度。
逆變器在選擇和使用時必須注意以下幾點:
1、直流電壓一定要匹配。每台逆變器都有標稱電壓,如12V,24V等,要求選擇蓄電池電壓必須與逆變器標稱直流輸入電壓一致。如12V逆變器必須選擇12V蓄電池。
2、逆變器輸出功率必須大於用電器的最大功率。尤其是一些啟動能量需求較大的設備,如電機、空調等,需要額外留有功率裕量。
3、正負極必須接線正確。
(3)明裕電路機擴展閱讀:
逆變器是一種DC to AC的變壓器,它其實與轉化器是一種電壓逆變的過程。轉換器是將電網的交流電壓轉變為穩定的12V直流輸出,而逆變器是將Adapter輸出的12V直流電壓轉變為高頻的高壓交流電;兩個部分同樣都採用了用得比較多的脈寬調制(PWM)技術。
其核心部分都是一個PWM集成控制器,Adapter用的是UC3842,逆變器則採用TL5001晶元。TL5001的工作電壓范圍3.6~40V,其內部設一個誤差放大器,一個調節器、振盪器、有死區控制的PWM發生器、低壓保護迴路及短路保護迴路等。
D. 計算機主板電路圖中各種字母代號的意思是什麼要詳細
主板基本元器件的介紹
摘要
本著大家共同提高看電路圖的基本知識,現將電路中常見的原器件的原理並結合實際的電路圖加以解釋,達到理論結合實際的目的。該文沒有涉及到復雜的計算公式,詳細的理論,只是一些基本知識的總結和概述。
關鍵詞:電阻,電容,電感,二極體,三極體,MOS管
第一章:電阻
概述:電阻總體可以分做兩類:線性電阻和非線性電阻。該片文章中所提到的電阻均是貼片電阻。
1:線性電阻部分:
1.1:定義:
電阻兩端的電壓與通過它的電流成正比,其伏安特性曲線為直線這類電阻,稱為線性電阻
1.2:線性電阻(單個電阻)的種類:
1. 5%精度的命名:RS-05K102JT 2.1%精度的命名:RS-05K1002FT
R----代表電阻
S----代表功率
05---代表英寸,05 -表示尺寸(英寸):02表示0402、03表示0603、05表示0805、06表示1206、1210表示1210、1812表示1812、10表示1210、12表示2512。
K---表示溫度系數為100PPM
102-5%精度阻值表示法:前兩位表示有效數字,第三位表示有多少個零,基本單位是Ω,102=10000Ω=1KΩ。1002是1%阻值表示法:前三位表示有效數字,第四位表示有多少個零,基本單位是Ω,1002=100000Ω=10KΩ。
J---表示精度為5%、F-表示精度為1%。
T---表示編帶包裝
常見的貼片電阻有(以下是按貼片電阻的大小劃分)0402,0603,0805,1206,1210,1812,2010,2512
1.3:線性電阻(排阻)種類:
一般有2兩種
A型排阻的引腳總是奇數的,它的左端有一個公共端(用白色的圓點表示)
B型排阻的引腳總是偶數的。它沒有公共端
實際在電路中用到的基本上是B型排阻。
RN(resistor network)的測量方法:如下圖所示,只要測量pin1 and pin2的阻值即可
怎麼看排阻的大小:前2位是有效數字,後面一位是10的幾次冪
比如:102=1000ohm,822=8200ohm
1.4:線性電阻的作用:
線性電阻的總體作用可以概述為:限流與降壓
具體在電路中的應用有:
1. 在集成電路應用中有許多輸入腳沒有用到,需要預置一個電平值,使其穩定工作,值1就用一個電阻接高電平,叫做上拉電阻;值0就用一個電阻接地,叫下拉電阻.上拉電阻:上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平!電阻同時起限流作用!
下拉電阻:上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在低電平!電阻同時起限流作用!
2.在clock信號中增加電阻的作用:這個電阻的作用是減少信號的震盪,提高雜訊裕量,但不用這個電阻一般也能工作.
3.普通的分壓作用
4.普通的限流作用
5.0ohm電阻的作用:
5.1:跳線使用,美觀整潔
5.2:數字和模擬混合電路,要求2個地分開,有利於大面積鋪銅。
5.3:做保險絲用,廠家為了節約成本(PCB走線承受電流容量教大,不容易熔斷.0ohm承受電流教小)
5.4:為調試預留的位置。
1.5:實際應用舉例:
常見的上拉電阻,和下拉電阻在電路中的應用
圖中pin26低電平有效,為保證該點在不工作時保證高電平,故加一個上來電阻R68,讓該點在不工作狀態是保持高電平。同時,當Q91MOS管導通時,R68還取到限流的作用。
下拉電阻:
因為ICGPIO3/GPIO2保持在一個低電位,下拉電阻的目的是為了讓整個電阻實現一個迴路,從而可以定位GPIO3/GPIO2的電位保持在一個准位。
常見在clock信號中加電阻的應用,:
普通的分壓作用:
PinAJ22,PinAJ19的電壓由電阻分壓得來
普通限流作用:
當PWRSW#拉拉低時,R71取到限制電流的作用。
常見排阻的作用(基本和單個電阻的作用相同):
如上拉電阻:
2.非線性電阻部分:
2.1:定義:電阻兩端的電壓與通過它的電流不成正比,其伏安特性曲線不為直線這類電阻,稱為非線性電阻。
常用的非線性電阻有:熱敏電阻,光敏電阻,氣敏電阻,壓敏電阻。在主板中常用到的是熱敏電阻,下面著重介紹熱敏電阻在主板中的應用。
2.2熱敏電阻的種類和命名規則:
熱敏電阻是敏感元件的一類,其電阻值會隨著熱敏電阻本體溫度的變化呈現出階躍性的變化,具有半導體特性。
熱敏電阻分作正溫度熱敏系數電阻和負溫度熱敏系數電阻
正溫度熱敏系數電阻:簡稱PTC,電阻阻值隨溫度升高而升高
負溫度熱敏系數電阻:簡稱NTC,電阻阻值隨溫度升高而降低
實用舉例:
MZ73A-1(消磁用正溫度系數熱敏電阻器) MF53-1(測溫用負溫度系數熱敏電阻器)
M——敏感電阻器 M——敏感電阻器
Z——正溫度系數熱敏電阻器 F——負溫度系數熱敏電阻器
7——消磁用 5——測溫用
3A-1——序號 3-1——序號
3.3:熱敏電阻的應用:
熱敏電阻的作用有很多,在主板中主要是用到熱敏電阻的過載保護特性。主板通常用「RT」表示
該電路圖中有12個熱敏電阻,分布在主板的各處,偵測主板的各處溫度,如果溫度過高,熱敏電阻電阻變大,電流變小,晶元通過偵測電流來控制晶元是否正常工作。
熱敏電阻有時候也用在shutdown信號或者thermal信號上
第2章:電容
概述:
電容(Electric capacity),由兩個金屬極,中間夾有絕緣材料(介質)構成。
由於絕緣材料的不同,所構成的電容器的種類也有所不同:
按結構可分為:
固定電容,可變電容,微調電容。
按介質材料可分為:
氣體介質電容,液體介質電容,無機固體介質電容,有機固體介質電容電解電容。
按極性分為:
有極性電容和無極性電容。
電容的種類多種多樣,本文著重介紹電解電容(極性電容),陶瓷電容(無極性電容)
2.1:陶瓷電容部分
2.1.1:陶瓷電容的命名規則和種類:
各家電容命名規則不盡相同:
現舉一例(vendor:Walsin):
由於電路圖中不會描述得詳細:
該電容的容值為2200PF,電壓為50V
由於電容體積要比電阻大,所以一般都使用直接標稱法。如果數字是0.001,那它代表的是0.001uF=1nF,如果是10n,那麼就是10nF,同樣100p就是100pF。
陶瓷電容一般按大小分類常用的電容種類有:0402,0603,0805,1210,1206,1812,等
2.2.2:陶瓷電容的常見作用:
陶瓷電容的結構是由薄瓷片兩面渡金屬膜銀而成。其特性是體積小,耐壓高,頻率高(有一種
是高頻電容),缺點是容易碎,容量小。
陶瓷電容的特性決定了其場見應用:該電容主要適合濾高頻信號,不適合作為存儲能量的電容來使用。
陶瓷電容主要是濾波,記時,調諧,的作用。主要是應用於高頻電路,要求不高的低頻電路
濾波:去掉高頻信號,一般使用在電源部分比較多,音效部分,vedio部分
調諧:對與頻率相關的電路進行系統調諧記時:電容器與電阻器配合使用,確定電路的時間常數
2.2.3:實際應用舉例:
濾波:
在電路圖中經常看到若干個小電容並聯在一起,當然起作用是濾波,具體表現為多個電容並聯可以防止趨附效應,並且可以提高濾波電路的可靠性,增加電容的使用壽命。
在實際電路中電容濾波作用隨處可見,就不多舉例說明
2.2:電解電容部分:
電解電容常見的有鋁電解電容和鉭電解電容
2.2.1電解電容的作用:
鋁電解電容的主要特性是:容量大,但是漏電大,穩定性差,有正負極性,高頻特性不好,適宜用於電源濾波或者低頻電路中。主要作用有儲能,濾波,耦合等
鋁電解電容的主要特性是:體積小、容量大、性能穩定、壽命長、絕緣電阻大、溫度特性好,高頻特性好。 造價高。重要作用是儲能,濾波,耦合,一般使用於高端機器或者重要地方
電解電容一般在電路中用「TC」表示
2.2.2:實際應用舉例:
在主板電路中常見的是儲能,濾波兩大特性
在電路+12V下有一個電解電容(TC28)和一個C466(陶瓷電容)並聯,該電路正好說明了陶瓷電容在儲能方面的不足,而電解電容又出現高頻特性不好的情況。二者正好互補。在電路中有很多地方會有一個大電容和一個小電容並聯的情況。
該電路中TC22是一個典型的儲能原器件,其工作原理是:該IC是一個比較器,當pin10高於等於pin11時,pin8為高電平,Q15導通,給TC21充電,當pin10低於pin9時,pin8為低電平,Q15直截,TC21放電。VCC2.5A完全是TC22放電產生的。
第三章:電感
概述:
電感是導線內通過交流電流時,在導線的內部及其周圍產生交變磁通,導線的磁通量與生產此磁通的電流之比
電感的作用主要是:濾波、振盪、延遲、儲能,陷波。形象可以概括為「通直流,隔交流」。
3.1:常用的電感
由於電感種類繁多,現將主板中常見的電感描述一下,有利於在分析主板能迅速找到相關器件:
1:貼片疊層電感:
電感量:10NH~1MH
尺寸: 0402 0603 0805 1008 1206 1210
1812 1008=2.5mm*2.0mm 1210=3.2mm*2.5mm
2.功率電感
電感量:1NH~20MH
尺寸:SMD43,SMD54,SMD73、SMD75、SMD104、SMD105;
RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124;CD43/54/73/75/104/105;
3.片狀磁珠:
種類:CBG(普通型) 阻抗:5Ω~3KΩ/CBH(大電流) 阻抗:30Ω~120Ω/CBY(尖峰型) 阻抗:5Ω~2KΩ
規格:0402/0603/0805/1206/1210/1806(貼片磁珠)
規格:SMB302520/SMB403025/SMB853025(貼片大電流磁珠)
4.空氣芯電感:
3.2:電感的作用
上文提到了電感主要有4個主要的功能,在主板線路中濾波,震盪,延遲三個功能,本節主要介紹三個方面的功能。
3.2.1:電感的濾波作用:
電感工作的原理:
當電感中通過交變電流時,電感兩端便產生出一反電勢阻礙電流的變化:當電流增大時,反電勢會阻礙電流的增大,並將一部分能量以磁場能量儲存起來;當電流減小時,反電勢會阻礙電流的減小,電感釋放出儲存的能量。這就大大減小了輸出電流的變化,使其變得平滑,達到了濾波目的。
用圖說明實現的原理:
該圖表示:由於電感的特殊屬性,當電流減小時,阻止減少,上升時,阻止上升,從而達到濾掉尖峰電流,達到平穩的目的。
實戰案例:
該圖中電感主要是兩個作用:儲能和濾波
濾波實現原理:L14 pin2端是一個不規則的鋸齒波(理想方波),利用電感工作的原理,很容易理解該處的濾波功能
儲能實現原理:當上下橋切換的時候,有一個很短的切換時間,此時為了維持VCC5M,電感放電。其實該處也是利用了電感的工作原理。
3.2.2:震盪電路:
通常使用的震盪電路是LC震盪電路:其效果是輸出波形效果更好,更為平滑
3.2.3:延時
電感延時也是用到電感的工作原理來實現的,當電流上升時,電感有一個反向電流的作用,從而實現了延時的作用
點評:綜合上面幾個電路圖的分析可以發現電感的原理幾乎解釋所有的電感在電路中的作用。了解基本原器件的作用很重要。
第四章:二極體
概述:
二極體按照製造材料分為硅二極體和鍺二極體。
管子的結構來分有:點接觸型二極體和面接觸型二極體
二極體的邏輯邏輯符號為:通常用字母D表示:
電路中常用到的二極體有普通二極體,穩壓管,發光二極體,也是本章主要介紹的內容。
4.1普通二極體
4.1.1:二極體的特性:
正向特性:
當正向電壓低於某一數值時,正向電流很小,只有當正向電壓高於某一值時,二極體才有明顯的正向電流,這個電壓被稱為導通電壓。我們又稱它為門限電壓或死區電壓,一般用UON表示,在室溫下,硅管的UON約為0.6----0.8V,鍺管的UON約為0.1--0.3v,我們一般認為當正向電壓大於UON時,二極體才導通。否則截止。
反向特性:
二極體的反向電壓一定時,反向電流很小,而且變化不大(反向飽和電流),但反向電壓大於某一數值時,反向電流急劇變大,產生擊穿。
溫度特性:
二極體對溫度很敏感,在 室溫附近,溫度每升高1度,正向壓將減小2--2.5mV,溫度每升高10度,反向電流約增加一倍。
4.1.2:二極體的作用:
利用二極體的單向導電性,主要有以下作用:整流,開關,限幅,低電壓穩壓電路,二極體門電路。在主板的電路中常用到整流,開關,二極體門電路。下面著重介紹這三個作用:
二極體門電路的實現:
該電路指在說明,VORE_ON成立的條件是VCPU_CORE_ON and SHUTDOWN2#,要保持高電平,該作用是典型的二極體單向導電性的作用,R551將D55 pin3(VCORE_ON)的電位保持在高電平,一旦VCPU_CORE_ON and SHUTDOWN2#任何一個變低電平後,VCORE_ON立即變成低電平
二極體ESD電路的實現:
該處二極體的具體作用防止ESD:具體解釋為:當D1 Pin3為高電壓, 該二極體導通,使pin3電壓被拉為CRT_VCC,當D1 PIN3為負高壓時, 該二極體導通,將pin3電壓拉到0V,從而做到ESD保護作用
同時,電路圖中D16還取到一個power的延時作用。
二極體的開關功能實現:
該電路實現的是偵測風扇的轉速,眾所周知,風扇轉速的計算是靠super IO 或者KBC來記數的,採用的是2進制記數方式(0/1),當CPU_FAN pin3為地電平時,二極體導通,此時計數器記數為0,當CPU_FAN pin3為高電平時,,此時二極體關斷,記數器為1。
整流電路的功能實現:
若v2處於正半周,二極體D1、D3導通,當負半周時,D2,D4導通,顯然也是利用了二極體的單向導電性
點評:二極體在電路中的功能始終是利用其正向導通的特性不斷變換,只要抓住這個特性,其在電路中的解釋就迎刃而解,同時也要懂得該電路在實際中的應用。
4.2:特殊二極體
概述:特殊二極體主要有穩壓管(齊納二極體),變容二極體,光電子器件(發光二極體,光電二極體,激光二極體),在主板電路中經常使用的是穩壓管和發光二極體,也是本節介紹的重點內容。
4.2.1:穩壓二極體
4.2.1.1:穩壓二極體:是利用特殊工藝製造的面結型硅半導體二極體,在電路中常用「ZD」加數字表示。
4.2.1.2:穩壓二極體的原理:
穩壓二極體的特點就是擊穿後,其兩端的電壓基本保持不變。這樣,當把穩壓管接入電路以後,若由於電源電壓發生波動,或其它原因造成電路中各點電壓變動時,負載兩端的電壓將基本保持不變。
該圖片可以通俗的解釋為:當電流I突然增加時,△Vz變化很小。
穩壓二極體的作用是相當於鉗制住負載兩端的電壓保持不變。
4.2.2:發光二極體
發光二極體原理很簡單,當二極體中有一定的電流流過時,發光二極體燈亮
二極體的正極接5V,當CAP_LED#, NUM_LED#, MEDIA_LED#為地電平時,LED亮,其中的三個電阻為限制電流作用,因為二極體導通後阻抗很小,如不安裝電阻,LED燈溫度很高
第五章:三極體
概述:
三極體按結構通常可以分為兩種三極體,即PNP,NPN兩種形式
5.1:三極體的結構及類型
(1)是NPN結構 (2)是PNP結構
三極體的常用Q表示,電路圖中3個腳的原器件不一定是三極體,特別是由2個二極體組成的器件。
5.2:三極體的常用特性:
三極體在電路中的主要作用是:開關,放大,縮小信號作用。在電腦主板電路中經常使用的是三極體的特性是開關特性,也是本節重點介紹的特性
5.2.1:三極體導通原理:
下面是NPN三極體可以分為:(1):共基極,(2):共發射極,(3):共集電極
NPN三極體導通的原理很簡單,單純對看電路來說:我們只需要知道UBE>0.7V,該三極體導通,即在實際電路中當b點電壓高於e點0.7V時,三極體導通,電流方向為Ice
PNP類三極體可以分為:(1):共基極,(2):共發射極,(3):共集電極
PNP三極體導通的原理很簡單,單純對看電路來說:我們只需要知道UBE<0.7V,該三極體導通,即在實際電路中當b點電壓低於e點0.7V時,三極體導通。電流方向為Iec
5.2.2:三極體的放大特性:
我們知道,把兩個二極體背靠背的連在一起,是沒有放大作用的,要想使它具有放大作用,必須做到一下幾點:
1. 發射區中摻雜
2. 基區必須很薄
3. 集電極的面積很大
4. 工作時,發射結正向偏置,集電結反向偏置
5.3:案例實戰
上圖是一個典型的多個三極體組成的集成電路,當BATMON_En輸入為↑時,Q37作為(NPN)導通,即D6 pin3↓,即D36 pin1 and pin2都為↓,由於Q38,Q7均是PNP 三極體,當D6 PIN1 AND PIN2 都為↓,兩個三極體導通,從而得到M_BATVOLT and S_BATVOLT為高電平
點評:從上面的電路圖中我們可以得到啟發,電路圖中向外箭頭的並不一定是輸出信號,一定要根據實際情況,D6是一個由2個二極體組成的3腳零件,利用了二極體的單向導電性,pin1 and pin2始終和3點電位保持一致。
第六章:場效應管
概述:
場效應管分為結型場效應管(JFET)和絕緣柵場效應管(MOS管),在主板電路中我們常見的場效應管為MOS管,本章著重介紹MOS管的應用。
場效應管相比較前面提到的三極體相比具有以下特點:
(1)場效應管是電壓控制器件,它通過UGS來控制ID;
(2)場效應管的輸入端電流極小,因此它的輸入電阻很高;
(3)它是利用多數載流子導電,因此它的溫度穩定性較好;
(4)它組成的放大電路的電壓放大系數要小於三極體組成放大電路的電壓放大系數;
(5)場效應管的抗輻射能力強。
6.1:MOS管部分
概述:
主板電路中常見的MOS管可以概述為兩類MOS管,P—MOS 和N—MOS。
6.1.1:P—MOS:
PMOS根據又可以分作3pin的MOS和8pin的MOS,但是工作原理是一致的
MOS管的原理很簡單,主要是在電路中的應用顯得很重要,常見的作用主要是開關作用。
我們從圖中可以看到:
對於增強型來說,只有當Ugs<Ut時,Id才有電流。
對於耗盡型來說,只有當Ugs<Up時,Id才有電流。
對我們分析電路來說,Ugs<U(導通電壓),MOS導通。沒有必要記許多復雜的概念和知識。
6.1.2:N-MOS:
N-MOS根據又可以分作3pin的MOS和8pin的MOS,但是工作原理是一致的
我們從圖中可以看到:
對於增強型來說,只有當Ugs>Ut時,Id才有電流。
對於耗盡型來說,只有當Ugs>Up時,Id才有電流。
對我們分析電路來說,Ugs>U(導通電壓),MOS導通。沒有必要記許多復雜的概念和知識。
6.1.3:MOS實戰案例:
該電路是P-MOS,N-MOS,三極體的綜合電路
從該電路中我們可以看出是一個產生VDIMM電壓的電路
分析之前請預先知:DUALSW是S0 power,-susc_S5是代表低電平有效
當開機後:
DUALSW↑,此時Q36由於S點電壓低於G點電壓,Q36是N-MOS,該MOS導通,產生了VIDIMM,由於-SUSC_S5是低電平有效,可以肯定的是-SUSC_S5在開機時高電平,Q33 B點和E點都是↑,Q33截止。而此時Q32的G點電壓也為↑,Q32是P-MOS,該MOS是截止的。===從而可以知道在這個電路中開機後只有一個MOS來產生VDIMM
那麼Q32是否顯得多餘?請看下面分析:
眾所周知:S3時將數據暫存在memory里,當系統在S3時,DUALSW↓,-SUSC_S5V↑,
Q33截止,而此時Q32 G點↓,Q32為P-MOS,該MOS導通,產生VIDIMM。
由此可見,此處利用雙MOS來產生VIDIMM是完全有必要的,也是很合理的
點評:MOS的原理很好實現,關鍵的是相關信號在什麼狀態下是high是low,相關信號的意義
6.2:JFET部分:
結型場效應管可以分作結構型N溝道和結型P溝道
2.結型場效應管的工作原理(以N溝道結型場效應管為例)
在D、S間加上電壓UDS,則源極和漏極之間形成電流ID,我們通過改變柵極和源極的反向電壓UGS,就可以改變兩個PN結阻擋層的(耗盡層)的寬度,這樣就改變了溝道電阻,因此就改變了漏極電流ID。
E. 電力電子課程設計 基於集成電路的電流可逆斬波電路模擬(電源:220V;電機:110V, 10A,IGBT)
電氣原理圖設計為滿足生產機械及工藝要求進行的電氣控制電路的設計電氣工藝設計為電氣控制裝置的製造,使用,運行,維修的需要進行的生產施工設計第一節電氣控制設計的原則和內容一,電氣控制設計的原則1)最大限度滿足生產機械和生產工藝對電氣控制的要求2)在滿足要求的前提下,使控制系統簡單,經濟,合理,便於操作,維修方便,安全可靠3)電器元件選用合理,正確,使系統能正常工作4)為適應工藝的改進,設備能力應留有裕量二,電氣控制設計的基本內容1.電氣原理圖設計內容1)擬定電氣設計任務書2)選擇電力拖動方案和控制方式3)確定電動機的類型,型號,容量,轉速4)設計電氣控制原理圖5)選擇電器元件及清單6)編寫設計計算說明書2.電氣工藝設計內容1)設計電氣設備的總體配置,繪制總裝配圖和總接線圖2)繪制各組件電器元件布置圖與安裝接線圖,標明安裝方式,接線方式3)編寫使用維護說明書第二節電力拖動方案的確定和電動機的選擇一,電力拖動方案的確定1,拖動方式的選擇2,調速方案的選擇3,電動機調速性質應與負載特性相適應二,拖動電動機的選擇(一)電動機選擇的基本原則1)電動機的機械特性應滿足生產機械的要求,與負載的特性相適應2)電動機的容量要得到充分的利用3)電動機的結構形式要滿足機械設計的安裝要求,適合工作環境4)在滿足設計要求前提下,優先採用三相非同步電動機(二)根據生產機械調速要求選擇電動機一般---三相籠型非同步電動機,雙速電機調速,起動轉矩大---三相籠型非同步電動機調速高---直流電動機,變頻調速交流電動機(三)電動機結構形式的選擇根據工作性質,安裝方式,工作環境選擇(四)電動機額定電壓的選擇(五)電動機額定轉速的選擇(六)電動機容量的選擇1,分析計演算法:此外,還可通過對長期運行的同類生產機械的電動機容量進行調查,並對機械主要參數,工作條件進行類比,然後再確定電動機的容量.第三節電氣控制電路設計的一股要求一,電氣控制應最大限度地滿足生產機械加工工藝的要求設計前,應對生產機械工作性能,結構特點,運動情況,加工工藝過程及加工情況有充分的了解,並在此基礎上設計控制方案,考慮控制方式,起動,制動,反向和調速的要求,安置必要的聯鎖與保護,確保滿足生產機械加工工藝的要求.二,對控制電路電流,電壓的要求應盡量減少控制電路中的電流,電壓種類,控制電壓應選擇標准電壓等級.電氣控制電各常用的電壓等級如表10-2所示.三,控制電路力求簡單,經濟1.盡量縮短連接導線的長度和導線數量設計控制電路時,應考慮各電器元件的安裝立置,盡可能地減少連接導線的數量,縮短連接導線的長度.如圖10-l.2.盡量減少電器元件的品種,數量和規格同一用途的器件盡可能選用同品牌,型號的產品,並且電器數量減少到最低限度.3.盡量減少電器元件觸頭的數目.在控制電路中,盡量減少觸頭是為了提高電路運行的可靠性.例如圖10-2a所示.4.盡量減少通電電器的數目,以利節能與延長電器元件壽命,減少故障.如圖10-3a所示.四,確保控制電路工作的安全性和可靠性1.正確連接電器的線圈在交流控制電路中,同時動作的兩個電器線圈不能串聯,兩個電磁線圈需要同時吸合時其線圈應並聯連接,如圖10-4b所示.在直流控制電路中,兩電感值相差懸殊的直流電壓線圈不能並聯連接.2正確連接電器元件的觸頭設計時,應使分布在電路中不同位置的同一電器觸頭接到電源的同一相上,以避免在電器觸頭上引起短路故障.3防止寄生電路在控制電路的動作過程中.意外接通的電路叫寄生電路.4.在控制電路中控制觸頭應合理布置.5.在設計控制電路中應考慮繼電器觸頭的接通與分斷能力.6,避免發生觸頭"競爭","冒險"現象競爭:當控制電路狀態發生變換時,常伴隨電路中的電器元件的觸頭狀態發生變換.由於電器元件總有一定的固有動作時間,對於一個時序電路來說,往往發生不按時序動作的情況,觸頭爭先吸合,就會得到幾個不同的輸出狀態,這種現象稱為電路的"競爭".冒險:對於開關電路,由於電器元件的釋放延時作用,也會出現開關元件不按要求的邏輯功能輸出,這種現象稱為"冒險".7.採用電氣聯鎖與機械聯鎖的雙重聯鎖.五,具有完善的保護環節電氣控制電路應具有完善的保護環節,常用的有漏電保護,短路,過載,過電流,過電壓,欠電壓與零電壓,弱磁,聯鎖與限位保護等.六,要考慮操作,維修與調試的方便第四節電氣控制電路設計的方法與步驟一,電氣控制電路設計方法簡介設計電氣控制電路的方法有兩種,一種是分析設計法,另一種是邏輯設計法.分析設計法(經驗設計法):根據生產工藝的要求選擇一些成熟的典型基本環節來實現這些基本要求,而後再逐步完善其功能,並適當配置聯鎖和保護等環節,使其組合成一個整體,成為滿足控制要求的完整電路.邏輯設計法:利用邏輯代數這一數學工具設計電氣控制電路.在繼電接觸器控制電路中,把表示觸頭狀態的邏輯變數稱為輸人邏輯變數,把表示繼電器接觸器線圈等受控元件的邏輯變數稱為輸出邏輯變數.輸人,輸出邏輯變數之間的相互關系稱為邏輯函數關系,這種相互關系表明了電氣控制電路的結構.所以,根據控制要求,將這些邏輯變數關系寫出其邏輯函數關系式,再運用邏輯函數基本公式和運算規律對邏輯函數式進行化簡,然後根據化簡了的邏輯關系式畫出相應的電路結構圖,最後再作進一步的檢查和優化,以期獲得較為完善的設計方案.二,分析設計法的基本步驟分析設計法設計電氣控制電路的基本步驟是:l)按工藝要求提出的起動,制動,反向和調速等要求設計主電路.2)根據所設計出的主電路,設計控制電路的基本環節,即滿足設計要求的起動,制動,反向和調速等的基本控制環節.3)根據各部分運動要求的配合關系及聯鎖關系,確定控制參量並設計控制電路的特殊環節.4)分析電路工作中可能出現的故障,加入必要的保護環節.5)綜合審查,仔細檢查電氣控制電路動作是否正確關鍵環節可做必要實驗,進一步3.設計控制電路的特殊環節第五節常用控制電器的選擇一,接觸器的選擇一般按下列步驟進行:1.接觸器種類的選擇:根據接觸器控制的負載性質來相應選擇直流接觸器還是交流接觸器;一般場合選用電磁式接觸器,對頻繁操作的帶交流負載的場合,可選用帶直流電磁線圈的交流按觸器.2.接觸器使用類別的選擇:根據接觸器所控制負載的工作任務來選擇相應使用類別的接觸器.如負載是一般任務則選用AC—3使用類別;負載為重任務則應選用AC-4類別,如果負載為一般任務與重任務混合時,則可根據實際情況選用AC—3或AC-4類接觸器,如選用AC—3類時,應降級使用.3.接觸器額定電壓的確定:接觸器主觸頭的額定電壓應根據主觸頭所控制負載電路的額定電壓來確定.4.接觸器額定電流的選擇一般情況下,接觸器主觸頭的額定電流應大於等於負載或電動機的額定電流,計算公式為式中I.——接觸器主觸頭額定電流(A);H——經驗系數,一般取l~1.4;P.——被控電動機額定功率(kw);U.——被控電動機額定線電壓(V).當接觸器用於電動機頻繁起動,制動或正反轉的場合,一般可將其額定電流降一個等級來選用.5.接觸器線圈額定電壓的確定:接觸器線圈的額定電壓應等於控制電路的電源電壓.為保證安全,一般接觸器線圈選用110V,127V,並由控制變壓器供電.但如果控制電路比較簡單,所用接觸器的數量較少時,為省去控制變壓器,可選用380V,220V電壓.6.接觸器觸頭數目:在三相交流系統中一般選用三極接觸器,即三對常開主觸頭,當需要同時控制中勝線時,則選用四極交流接觸器.在單相交流和直流系統中則常用兩極或三極並聯接觸器.交流接觸器通常有三對常開主觸頭和四至六對輔助觸頭,直流接觸器通常有兩對常開主觸頭和四對輔助觸頭.7.接觸器額定操作頻率交,直流接觸器額定操作頻率一般有600次/h,1200次/h等幾種,一般說來,額定電流越大,則操作頻率越低,可根據實際需要選擇.二,電磁式繼電器的選擇應根據繼電器的功能特點,適用性,使用環境,工作制,額定工作電壓及額定工作電流來選擇.1.電磁式電壓繼電器的選擇根據在控制電路中的作用,電壓繼電器有過電壓繼電器和欠電壓繼電器兩種類型.表10-3列出了電磁式繼電器的類型與用途.交流過電壓繼電器選擇的主要參數是額定電壓和動作電壓,其動作電壓按系統額定電壓的1.l-1.2倍整定.交流欠電壓繼電器常用一般交流電磁式電壓繼電器,其選用只要滿足一般要求即可,對釋放電壓值無特殊要求.而直流欠電壓繼電器吸合電壓按其額定電壓的0.3-0.5倍整定,釋放電壓按其額定電壓的0.07-0.2倍整定.2.電磁式電流繼電器的選擇根據負載所要求的保護作用,分為過電流繼電器和欠電流繼電器兩種類型.過電流繼電器:交流過電流繼電器,直流過電流繼電器.欠電流繼電器:只有直流欠電流繼電器,用於直流電動機及電磁吸盤的弱磁保護.過電流繼電器的主要參數是額定電流和動作電流,其額定電流應大於或等於被保護電動機的額定電流;動作電流應根據電動機工作情況按其起動電流的1.回一1.3倍整定.一般繞線型轉子非同步電動機的起動電流按2.5倍額定電流考慮,籠型非同步電動機的起動電流按4-7倍額定電流考慮.直流過電流繼電器動作電流接直流電動機額定電流的1.1-3.0倍整定.欠電流繼電器選擇的主要參數是額定電流和釋放電流,其額定電流應大於或等於直流電動機及電磁吸盤的額定勵磁電流;釋放電流整定值應低於勵磁電路正常工作范圍內可能出現的最小勵磁電流,一般釋放電流按最小勵磁電流的0.85倍整定.3.電磁式中間繼電器的選擇應使線圈的電流種類和電壓等級與控制電路一致,同時,觸頭數量,種類及容量應滿足控制電路要求.三,熱繼電器的選擇熱繼電器主要用於電動機的過載保護,因此應根據電動機的形式,工作環境,起動情況,負載情況,工作制及電動機允許過載能力等綜合考慮.1.熱繼電器結構形式的選擇對於星形聯結的電動機,使用一般不帶斷相保護的三相熱繼電器能反映一相斷線後的過載,對電動機斷相運行能起保護作用.對於三角形聯結的電動機,則應選用帶斷相保護的三相結構熱繼電器.2.熱繼電器額定電流的選擇原則上按被保護電動機的額定電流選取熱繼電器.對於長期正常工作的電動機,熱繼電器中熱元件的整定電流值為電動機額定電流的0.95-1.05倍;對於過載能力較差的電動機,熱繼電器熱元件整定電流值為電動機額定電流的0.6一0.8倍.對於不頻繁起動的電動機,應保證熱繼電器在電動機起動過程中不產生誤動作,若電動機起動電流不超過其額定電流的6倍,並且起動時間不超過6S,可按電動機的額定電流來選擇熱繼電器.對於重復短時工作制的電動機,首先要確定熱繼電器的允許操作頻率,然後再根據電動機的起動時間,起動電流和通電持續率來選擇.四,時間繼電器的選擇1)電流種類和電壓等級:電磁阻尼式和空氣阻尼式時間繼電器,其線圈的電流種類和電壓等級應與控制電路的相同;電動機或與晶體管式時間繼電器,其電源的電流種類和電壓等級應與控制電路的相同.2)延時方式:根據控制電路的要求來選擇延時方式,即通電延時型和斷電延時型.3)觸頭形式和數量:根據控制電路要求來選擇觸頭形式(延時閉合型或延時斷開型)及觸頭數量.4)延時精度:電磁阻尼式時間繼電器適用於延時精度要求不高的場合,電動機式或晶體管式時間繼電器適用於延時精度要求高的場合.5)延時時間:應滿足電氣控制電路的要求.6)操作頻率:時間繼電器的操作頻率不宜過高,否則會影響其使用壽命,甚至會導致延時動作失調.五,熔斷器的選擇1.一般熔斷器的選擇:根據熔斷器類型,額定電壓,額定電流及熔體的額定電流來選擇.(1)熔斷器類型:熔斷器類型應根據電路要求,使用場合及安裝條件來選擇,其保護特性應與被保護對象的過載能力相匹配.對於容量較小的照明和電動機,一般是考慮它們的過載保護,可選用熔體熔化系數小的熔斷器,對於容量較大的照明和電動機,除過載保護外,還應考慮短路時的分斷短路電流能力,若短路電流較小時,可選用低分斷能力的熔斷器,若短路電流較大時,可選用高分斷能力的RLI系列熔斷器,若短路電流相當大時,可選用有限流作用的Rh及RT12系列熔斷器.(2)熔斷器額定電壓和額定電流:熔斷器的額定電壓應大於或等於線路的工作電壓,額定電流應大於或等於所裝熔體的額定電流.(3)熔斷器熔體額定電流1)對於照明線路或電熱設備等沒有沖擊電流的負載,應選擇熔體的額定電流等於或稍大於負載的額定電流,即IRN≥IN式中IRN——熔體額定電流(A);IN——負載額定電流(A).2)對於長期工作的單台電動機,要考慮電動機起動時不應熔斷,即IRN≥(1.5~2.5)IN輕載時系數取1.5,重載時系數取2.5.3)對於頻繁起動的單台電動機,在頻繁起動時,熔體不應熔斷,即IRN≥(3~3.5)IN4)對於多台電動機長期共用一個熔斷器,熔體額定電流為IRN≥(1.5~2.5)INMmax+∑INM式中INMmax——容量最大電動機的額定電流(A);∑INM——除容量最大電動機外,其餘電動機額定電流之和(A).(4)適用於配電系統的熔斷器:在配電系統多級熔斷器保護中,為防止越級熔斷,使上,下級熔斷器間有良好的配合,選用熔斷器時應使上一級(干線)熔斷器的熔體額定電流比下一級(支線)的熔體額定電流大1-2個級差.2.快速熔斷器的選擇(l)快速熔斷器的額定電壓:快速熔斷器額定電壓應大於電源電壓,且小於晶閘管的反向峰值電壓U.,因為快速熔斷器分斷電流的瞬間,最高電弧電壓可達電源電壓的1.5-2倍.因此,整流二極體或晶閘管的反向峰值電壓必須大於此電壓值才能安全工作.即UF≥KIURE式中UF-一硅整流元件或晶閘管的反向峰值電壓(V);URE——快速熔斷器額定電壓(V);KI——安全系數,一般取1,5-2.(2)快速熔斷器的額定電流:快速熔斷器的額定電流是以有效值表示的,而整流M極管和晶閘管的額定電流是用平均值表示的.當快速熔斷器接人交流側,熔體的額定電流為IRN≥KIIZmax式中IZmax——可能使用的最大整流電流(A);KI——與整流電路形式及導電情況有關的系數,若保護整流M極管時,KI按表10-4取值,若保護晶閘管時,KI按表10-5取值.當快速熔斷器接入整流橋臂時,熔體額定電流為IRN≥1.5IGN式中IGN——硅整流元件或晶閘管的額定電流(A).六,開關電器的選擇(一)刀開關的選擇刀開關主要根據使用的場合,電源種類,電壓等級,負載容量及所需極數來選擇.(1)根據刀開關在線路中的作用和安裝位置選擇其結構形式.若用於隔斷電源時,選用無滅弧罩的產品;若用於分斷負載時,則應選用有滅弧罩,且用杠桿來操作的產品.(2)根據線路電壓和電流來選擇.刀開關的額定電壓應大於或等於所在線路的額定電壓;刀開關額定電流應大於負載的額定電流,當負載為非同步電動機時,其額定電流應取為電動機額定電流的1.5倍以上.(3)刀開關的極數應與所在電路的極數相同.(二)組合開關的選擇組合開關主要根據電源種類,電壓等級,所需觸頭數及電動機容量來選擇.選擇時應掌握以下原則:(1)組合開關的通斷能力並不是很高,因此不能用它來分斷故障電流.對用於控制電動機可逆運行的組合開關,必須在電動機完全停止轉動後才允許反方向接通.(2)組合開關接線方式多種,使用時應根據需要正確選擇相應產品.(3)組合開關的操作頻率不宜太高,一般不宜超過300次/h,所控制負載的功率因數也不能低於規定值,否則組合開關要降低容量使用.(4)組合開關本身不具備過載,短路和欠電壓保護,如需這些保護,必須另設其他保護電器.(三)低壓斷路器的選擇低壓斷路器主要根據保護特性要求,分斷能力,電網電壓類型及等級,負載電流,操作頻率等方面進行選擇.(1)額定電壓和額定電流:低壓斷路器的額定電壓和額定電流應大於或等於線路的額定電壓和額定電流.(2)熱脫扣器:熱脫扣器整定電流應與被控制電動機或負載的額定電流一致.
F. 我想做個超大功率ZVS電路升壓,用EE85變壓器,次級電壓做到1500V,整流後加電解電容達到20
工作原理
原理簡介
開關電源是利用現代電力技術,控制開關晶體管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。
開關電源的工作過程相當容易理解,在線性電源中,讓功率晶體管工作在線性模式,與線性電源不同的是,PWM開關電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷的狀態,在這兩種狀態中,加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的(在導通時,電壓低,電流大;關斷時,電壓高,電流小)/功率器件上的伏安乘積就是功率半導體器件上所產生的損耗。
與線性電源相比,PWM開關電源更為有效的工作過程是通過「斬波」,即把輸入的直流電壓斬成幅值等於輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現的。脈沖的占空比由開關電源的控制器來調節。一旦輸入電壓被斬成交流方波,其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數就可以增加輸出的電壓值。最後這些交流波形經過整流濾波後就得到直流輸出電壓。
控制器的主要目的是保持輸出電壓穩定,其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器,可以設計成與線性調節器相同。他們的不同之處在於,誤差放大器的輸出(誤差電壓)在驅動功率管之前要經過一個電壓/脈沖寬度轉換單元。
開關電源有兩種主要的工作方式:正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小,但是工作過程相差很大,在特定的應用場合下各有優點。
電路原理
所謂開關電源[1],顧名思義,就是這里有一扇門,一開門電源就通過,一關門電源就停止通過,那麼什麼是門 開關電源電路圖[1]呢,開關電源里有的採用可控硅,有的採用開關管,這兩個元器件性能差不多,都是靠基極、(開關管)控制極(可控硅)上加上脈沖信號來完成導通和截止的,脈沖信號正半周到來,控制極上電壓升高,開關管或可控硅就導通,由220V整流、濾波後輸出的300V電壓就導通,通過開關變壓器傳到次級,再通過變壓比將電壓升高或降低,供各個電路工作。振盪脈沖負半周到來,電源調整管的基極、或可控硅的控制極電壓低於原來的設置電壓,電源調整管截止,300V電源被關斷,開關變壓器次級沒電壓,這時各電路所需的工作電壓,就靠次級本路整流後的濾波電容放電來維持。待到下一個脈沖的周期正半周信號到來時,重復上一個過程。這個開關變壓器就叫高頻變壓器,因為他的工作頻率高於50HZ低頻。那麼推動開關管或可控硅的脈沖如何獲得呢,這就需要有個振盪電路產生,我們知道,晶體三極體有個特性,就是基極對發射極電壓是0.65-0.7V是放大狀態,0.7V以上就是飽和導通狀態, -0.1V- -0.3V就工作在振盪狀態,那麼其工作點調好後,就靠較深的負反饋來產生負壓,使振盪管起振,振盪管的頻率由基極上的電容充放電的時間長短來決定,振盪頻率高輸出脈沖幅度就大,反之就小,這就決定了電源調整管的輸出電壓的大小。那麼變壓器次級輸出的工作電壓如何穩壓呢,一般是在開關變壓器上,單繞一組線圈,在其上端獲得的電壓經過整流濾波後,作為基準電壓,然後通過光電耦合器,將這個基準電壓返回振盪管的基極,來調整震盪頻率的高低,如果變壓器次級電壓升高,本取樣線圈輸出的電壓也升高,通過光電耦合器獲得的正反饋電壓也升高,這個電壓加到振盪管基極上,就使振盪頻率降低,起到了穩定次級輸出電壓的穩定,太細的工作情況就不必細講了,也沒必要了解的那麼細的,這樣大功率的電壓由開關變壓器傳遞,並與後級隔開,返回的取樣電壓由光耦傳遞也與後級隔開,所以前級的市電電壓,是與後級分離的,這就叫冷板,是安全的,變壓器前的電源是獨立的,這就叫開關電源。說到這里吧。
開關條件
電力電子器件工作在開關狀態而不是線性狀態
高頻條件
電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻
直流條件
開關電源輸出的是直流而不是交流 也可以輸出高頻交流如電子變壓器
各種功能
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開關電源的發展
開關電源的發展方向是高頻、高可靠、低耗、低雜訊、抗干擾和模塊化。由於開關電源輕、小、薄的關鍵技術是高頻化,因此國外各大開關電源製造商都致力於同步開發新型高智能化的元器件,特別是改善二次整流器件的損耗,並在功率鐵氧體(Mn-Zn)材料上加大科技創新,以提高在高頻率和較大磁通密度(Bs)下獲得高的磁性能,而電容器的小型化也是一項關鍵技術。SMT技術的應用使得開關電源取得了長足的進展,在電路板兩面布置元器件,以確保開關電源的輕、小、薄。開關電源的高頻化就必然對傳統的PWM開關技術進行創新,實現ZVS、ZCS的軟開關技術已成為開關電源的主流技術,並大幅提高了開關電源工作效率。對於高可靠性指標,美國的開關電源生產商通過降低運行電流,降低結溫等措施以減少器件的應力,使得產品的的可靠性大大提高。
模塊化是開關電源發展的總體趨勢,可以採用模塊化電源組成分布式電源系統,可以設計成N+1冗餘電源系統,並實現並聯方式的容量擴展。針對開關電源運行雜訊大這一缺點,若單獨追求高頻化其雜訊也必將隨著增大,而採用部分諧振轉換電路技術,在理論上即可實現高頻化又可降低雜訊,但部分諧振轉換技術的實際應用仍存在著技術問題,故仍需在這一領域開展大量的工作,以使得該項技術得以實用化。
電力電子技術的不斷創新,使開關電源產業有著廣闊的發展前景。要加快我國開關電源產業的發展速度,就必須走技術創新之路,走出有中國特色的產學研聯合發展之路,為我國國民經濟的高速發展做出貢獻。
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功能
DC/DC變換
DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓,也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種,一是脈寬調制方式Ts不變,改變ton(通用),二是頻率調制方式,ton不變,改變Ts(易產生干擾)。其具體的電路由以下幾類:
Buck電路
——降壓斬波器,其輸出平均電壓
U0小於輸入電壓Ui,極性相同。
Boost電路
——升壓斬波器,其輸出平均電壓 開關電源及電路圖U0大於輸入電壓Ui,極性相同。
Buck-Boost電路
——降壓或升壓斬波器,其
輸出平均電壓U0大於或小於輸入電壓Ui,極性相反,電感傳輸。
Cuk電路
——降壓或升壓斬波器,其輸出平均電
壓U0大於或小於輸入電壓Ui,極性相反,電容傳輸。
還有Sepic、Zeta電路。
隔離型電路
上述為非隔離型電路,隔離型電路有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。
當今軟開關技術使得DC/DC發生了質的飛躍,美國VICOR公司設計製造的多種ECI軟開關DC/DC變換器,其最大輸出功率有300W、600W、800W等,相應的功率密度為(6.2、10、17)W/cm3,效率為(80~90)%。日本NemicLambda公司最新推出的一種採用軟開關技術的高頻開關電源模塊RM系列,其開關頻率為(200~300)kHz,功率密度已達到27W/cm3,採用同步整流器(MOSFET代替肖特基二極體),使整個電路效率提高到90%。
AC/DC變換
AC/DC變換是將交流變換為直流,其功率流向可以是雙向的,功率流由電源流向負載的稱為「整流」,功率流由負載返回電源的稱為「有源逆變」。AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電,因必須經整流、濾波,因此體積相對較大的濾波電容器是必不可少的,同時因遇到安全標准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、、FCC、CSA),交流輸入側必須加EMC濾波及使用符合安全標準的元件,這樣就限制AC/DC電源體積的小型化,另外,由於內部的高頻、高壓、大電流開關動作,使得解決EMC電磁兼容問題難度加大,也就對內部高密度安裝電路設計提出了很高的要求,由於同樣的原因,高電壓、大電流開關使得電源工作損耗增大,限制了AC/DC變換器模塊化的進程,因此必須採用電源系統優化設計方法才能使其工作效率達到一定的滿意程度。
AC/DC變換按電路的接線方式可分為,半波電路、全波電路。按電源相數可分為,單相、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。
開關電源的選用
開關電源在輸入抗干擾性能上,由於其自身電路結構的特點(多級串聯),一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過,在輸出電壓穩定度這一技術指標上與線性電源相比具有較大的優勢,其輸出電壓穩定度可達(0.5~1)%。開關電源模塊作為一種電力電子集成器件,要注意選擇。
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使用指南
提高待機效率的方法
切斷啟動電阻
對於反激式電源,啟動後控制晶元由輔助繞組供電,啟動電阻上壓降為300V左右。設啟動電阻取值為47kΩ,消耗功率將近2W。要改善待機效率,必須在啟動後將該電阻通道切斷。TOPSWITCH,ICE2DS02G內部設有專門的啟動電路,可在啟動後關閉該電阻。若控制器沒有專門啟動電路,也可在啟動電阻串接電容,其啟動後的損耗可逐漸下降至零。缺點是電源不能自重啟,只有斷開輸入電壓,使電容放電後才能再次啟動電路。
降低時鍾頻率
時鍾頻率可平滑下降或突降。平滑下降就是當反饋量超過某一閾值,通過特定模塊,實現時鍾頻率的線性下降。
切換工作模式
1.QR→PWM對於工作在高頻工作模式的開關電源,在待機時切換至低頻工作模式可減小待機損耗。例如,對於准諧振式開關電源(工作頻率為幾百kHz到幾MHz),可在待機時切換至低頻的脈寬調制控制模式PWM(幾十kHz)。
IRIS40xx晶元就是通過QR與PWM切換來提高待機效率的。當電源處於輕載和待機時候,輔助繞組電壓較小,Q1關斷,諧振信號不能傳輸至FB端,FB電壓小於晶元內部的一個門限電壓,不能觸發准諧振模式,電路則工作在更低頻的脈寬調制控制模式。
2.PWM→PFM
對於額定功率時工作在PWM模式的開關電源,也可以通過切換至PFM模式提高待機效率,即固定開通時間,調節關斷時間,負載越低,關斷時間越長,工作頻率也越低。將待機信號加在其PW/引腳上,在額定負載條件下,該引腳為高電平,電路工作在PWM模式,當負載低於某個閾值時,該引腳被拉為低電平,電路工作在PFM模式。實現PWM和PFM的切換,也就提高了輕載和待機狀態時的電源效率。
通過降低時鍾頻率和切換工作模式實現降低待機工作頻率,提高待機效率,可保持控制器一直在運作,在整個負載范圍中,輸出都能被妥善的調節。即使負載從零激增至滿負載的情況下,能夠快速反應,反之亦然。輸出電壓降和過沖值都保持在允許范圍內。
可控脈沖模式(BurstMode)
可控脈沖模式,也可稱為跳周期控制模式(SkipCycleMode)是指當處於輕載或待機條件時,由周期比PWM控制器時鍾周期大的信號控制電路某一環節,使得PWM的輸出脈沖周期性的有效或失效,這樣即可實現恆定頻率下通過減小開關次數,增大占空比來提高輕載和待機的效率。該信號可以加在反饋通道,PWM信號輸出通道,PWM晶元的使能引腳(如LM2618,L6565)或者是晶元內部模塊(如NCP1200,FSD200,L6565和TinySwitch系列晶元)。
輸出計算
因開關電源工作效率高,一般可達到80%以上,故在其輸出電流的選擇上,應准確測量或計算用電設備的最大吸收電流,以使被選用的開關電源具有高的性能價格比,通常輸出計算公式為:
Is=KIf
式中:Is—開關電源的額定輸出電流;
If—用電設備的最大吸收電流;
K—裕量系數,一般取1.5~1.8;
接地
開關電源比線性電源會產生更多的干擾,對共模干擾敏感的用電設備,應採取接地和屏蔽措施,按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制,開關電源均採取EMC電磁兼容措施,因此開關電源一般應帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術的HA系列開關電源,將其FG端子接大地或接用戶機殼,方能滿足上述電磁兼容的要求。
保護電路
開關電源在設計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能,故在設計時應首選保護功能齊備的開關電源模塊,並且其保護電路的技術參數應與用電設備的工作特性相匹配,以避免損壞用電設備或開關電源。
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產品特點
特點介紹
●電壓輸入范圍寬,56VAC到650VAC;
●輸入輸出間隔離電壓達4KVAC;●輸出電壓可調3-20v
●高效率、低噪音、穩定可靠; MSH微型開關電源●選用低阻抗長壽命電解電容;
●內置過流保護,輸出可持續短路;
●輸入、輸出採用直焊式引腳,整體環保真空封裝;
●成本低、體積小、重量輕、外圍電路設計簡單。
●優質的EMC指數,使本開關電源可以放心的應用到各種對EMC要求高的場合,減少對環境的電磁污染,更加節能環保,利用高頻脈沖變壓器內置屏蔽罩來提高EMC指數。
開關電源的三個條件
1、開關:電力電子器件工作在開關狀態而不是線性狀態
2、高頻:電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻
3、直流:開關電源輸出的是直流而不是交流
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產品測試
耐壓測試
(HI.POT,ELECTRIC STRENGTH ,DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND)KV
於指定的端子間,例如:I/P-O/P,I/P-FG,O/P-FG間,可耐交流之有效值,漏電流一般可容許10毫安,時間1分鍾。
測試條件Ta:25℃;RH:室內濕度;測試迴路。
說明耐壓測試主要為防止電氣破壞,經由輸入串入之高壓,影響使用者安全。
測試時電壓必須由0V開始調升,並於1分鍾內調至最高點。
放電時必須注意測試器之Timer設定,於OFF前將電壓調回 0V。
安規認證測試時,變壓器需另行加測,室內 ,溫度25℃,RH:95℃,48HR,後測試變壓器初/次級與初級/CORE。
生產線測試時間為1秒鍾。
紋波測試
(漣波雜訊電壓)
(Ripple & Noise)%,mv
直流輸出電壓上重疊之交流電壓成份最大值(P-P)或有效值。
測試條件I/P: Nominal
開關電源伯特圖O/P : Full Load
Ta : 25℃
測試迴路
測試波形
說明示波器之GND線愈短愈好,測試線得遠離PUS。
使用1:1之Probe。
Scope之BW一般設定於20MHz,但是對於目前的網路產品測試紋波雜訊最好將BW設為最大。
Noise與使用儀器,環境差異極大,因此測試必須表明測試地點。
測試紋波雜訊以不超過原規格值 +1%Vo。
漏電流測試
(洩漏電流) 開關電源電路示意圖(Leakage Current)mA
輸入一機殼間流通之電流(機殼必須為接大地時)。 測試條件I/P:Vin max.×1.06(TUV)/60Hz
Vin max.(UL1012)/60Hz
O/P: No Load/Full Load
Ta: 25 ℃
測試迴路
說明L,N均需測。
UL1012 R值為1K5。
TUV R值為2K/0。15uF。
漏電流規格TUV:3。5mA,UL1012:5mA。
溫度測試
(Temperature Test)
溫度測試指PSU於正常工作下,其零件或Case溫度不得超出其材質規
格或規格定值。
測試條件
I/P: Nominal
O/P: Full Load
Ta : 25℃
測試方法
將Thermo Coupler(TYPE K)穩固的固定於量測的物體上
(速干、Tape或焊接方式)。
Thermo Coupler於末端絞三圈後焊成一球狀測試。
我們一般用點溫計測量。
測試零件
熱源及易受熱源影響部分
例如:輸入端子、Fuse、輸入電容、輸入電感、濾波電容、橋整、熱
敏、突波吸收器、輸出電容、輸出電容、輸出電感、變壓器、鐵芯、
繞線、散熱片、大功率半導體、Case、熱源零件下之P.C.B.……。
零件溫度限制
零件上有標示溫度者,以標示之溫度為基準。
其他未標示溫度之零件,溫度不超過P.C.B.之耐溫。
電感顯示個別申請安規者,溫升限制65℃Max(UL1012),75℃
Max(TUV)。
輸入電壓調節率測試
(Line Regulation), %
輸入電壓在額定范圍內變化時,輸出電壓之變化率。
Vmax-Vnor
Line Regulation(+)=Vnor 開關電源適配器Vnor-Vmin
Line Regulation(-)=Vnor
Vmax-Vmin
Line Regulation=Vnor
Vnor:輸入電壓為常態值,輸出為滿載時之輸出電壓。
Vmax:輸入電壓變化時之最高輸出電壓。
Vmin:輸入電壓變化時之最低輸出電壓。
測試條件
I/P:Min./Nominal/Max
O/P:Full Load
Ta:25℃
測試迴路
說明
Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor與Vmin-Vnor之±最大
值以mV表示,再配合Tolerance%表示。
負載調節率測試
(Load Regulation)%
輸出電流於額定范圍內變化(靜態)時,輸出電壓之變化率。
|Vminl-Vcent|
Line Regulation(+)=×100%Vcent
|Vcent-VfL|
Line Regulation(-)=×100%Vcent
|VminL-VfL|
Line Regulation(%)=×100%Vcent
VmilL:最小負載時之輸出電壓 開關電源外殼VfL:滿載時之輸出電壓
Vcent:半載時之輸出電壓
測試條件
I/P:Nominal
O/P:Min./Half/Full Load
Ta:25℃6.3測試迴路:
6.4Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent與Vcent-Vmax.之±最大
值以mV表示,再配合Tolerance%表示。
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開關電源維修步驟
1、修理開關電源時,首先用萬用表檢測各功率部件是否擊穿短路,如電源整流橋堆,開關管,高頻大功率整流管;抑制浪涌電流的大功率電阻是否燒斷。再檢測各輸出電壓埠電阻是否異常,上述部件如有損壞則需更換。
2、第一步完成後,接通電源後還不能正常工作,接著要檢測功率因數模塊(PFC)和脈寬調制組件(PWM),查閱相關資料,熟悉PFC和PWM模塊每個腳的功能及其模塊正常工作的必備條件。
3、然後,對於具有PFC電路的電源則需測量濾波電容兩端電壓是否為380VDC左右,如有380VDC左右電壓,說明PFC模塊工作正常,接著檢測PWM組件的工作狀態,測量其電源輸入端VC ,參考電壓輸出端VR ,啟動控制Vstart/Vcontrol端電壓是否正常,利用220VAC/220VAC隔離變壓器給開關電源供電,用示波器觀測PWM模塊CT端對地的波形是否為線性良好的鋸齒波或三角形,如TL494 CT端為鋸齒波,FA5310其CT端為三角波。輸出端V0的波形是否為有序的窄脈沖信號。
4、在開關電源維修實踐中,有許多開關電源採用UC38××系列8腳PWM組件,大多數電源不能工作都是因為電源啟動電阻損壞,或晶元性能下降。 當R斷路後無VC,PWM組件無法工作,需更換與原來功率阻值相同的電阻。當PWM組件啟動電流增加後,可減小R值到PWM組件能正常工作為止。在修一台GE DR電源時,PWM模塊為UC3843,檢測未發現其他異常,在R(220K)上並接一個220K的電阻後,PWM組件工作,輸出電壓均正常。有時候由於外圍電路故障,致使VR端5V電壓為0V,PWM組件也不工作,在修柯達8900相機電源時,遇到此情況,把與VR端相連的外電路斷開,VR從0V變為5V,PWM組件正常工作,輸出電壓均正常。
5、當濾波電容上無380VDC左右電壓時,說明PFC電路沒有正常工作,PFC模塊關鍵檢測腳為電源輸入腳VC,啟動腳Vstart/control,CT和RT腳及V0腳。修理一台富士3000相機時,測試一板上濾波電容上無380VDC電壓。VC,Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常,測量場效應功率開關管G極無V0 波形,由於FA5331(PFC)為貼片元件,機器用久後出現V0端與板之間虛焊,V0信號沒有送到場效應管G極。將V0端與板上焊點焊好,用萬用表測量濾波電容有380VDC電壓。當Vstart/control 端為低電平時,PFC亦不能工作,則要檢測其端點與外圍相連的有關電路。
總之,開關電源電路有易有難,功率有大有小,輸出電壓多種多樣。只要抓住其核心的東西,即充分熟悉開關電源的基本結構以及PFC及PWM模塊的特性,它們工作的基本條件,按照上述步驟和方法,多動手進行開關電源的維修,就能迅速地排除開關電源故障,達到事半功倍的效果。
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開關電源維修技巧
開關電源的維修可分為兩步進行:
斷電情況下,「看、聞、問、量」
看:打開電源的外殼,檢查保險絲是否熔斷,再觀察電源的內部情況,如果發現電源的PCB板上有燒焦處或元件破裂,則應重點檢查此處元件及相關電路元件。資產管理
聞:聞一下電源內部是否有糊味,檢查是否有燒焦的元器件。
問:問一下電源損壞的經過,是否對電源進行違規操作。
量:沒通電前,用萬用表量一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開關電源不起振或開關管開路引起的故障,則大多數情況下,高壓濾波電容兩端的電壓未泄放悼,此電壓有300多伏,需小心。用萬用表測量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況,電阻值不應過低,否則電源內部可能存在短路。電容器應能充放電。脫開負載,分別測量各組輸出端的對地電阻,正常時,表針應有電容器充放電擺動,最後指示的應為該路的泄放電阻的阻值。
加電檢測
通電後觀察電源是否有燒保險及個別元件冒煙等現象,若有要及時切斷供電進行檢修。
測量高壓濾波電容兩端有無300伏輸出,若無應重點查整流二極體、濾波電容等。
測量高頻變壓器次級線圈有無輸出,若無應重點查開關管是否損壞,是否起振,保護電路是否動作等,若有則應重點檢查各輸出側的整流二極體、濾波電容、三通穩壓管等。
如果電源啟動一下就停止,則該電源處於保護狀態下,可直接測量PWM晶元保護輸入腳的電壓,如果電壓超出規定值,則說明電源處於保護狀態下,應重點檢查產生保護的原因。[2]
G. 比亞迪秦Pro怎麼樣值得買嗎
比亞迪秦作為一款國產的全電動汽車,在空間內飾和外觀上都是不錯的,是值得購買的混動汽車。比亞迪秦5.9秒的百公里加速,也讓不少車友表示驚嘆不已。
(7)明裕電路機擴展閱讀:
比亞迪秦採用「雙擎雙模」混合動力,由1.5T渦輪發動機和110千瓦電動機結合組成,80公里純電續航里程,隨傳隨到的動力,帶來了無可比擬的綠色出行體驗。動力電池移至車身地板下,採用更高性能的後多連桿獨立懸架,車輛整體的操控感有提升。只是沒有備胎這一點,讓人心裡未免會有些擔憂。
比亞迪秦適合在純電模式下可滿足短途下班代步使用,零排放,零污染;長途可用混合動力模式,根據國際標准測量核算,秦百公里油耗僅1.4升。
H. 電源裕量怎麼計算
電源裕量計算是Pe=Pρeak-Pt。
裕量指的是特意為比正常要求量留出的富餘量,但是這個量遠遠少於正常要求量。
電源是將其它形式的能轉換成電能的裝置,電源自磁生電原理,由水力、風力、海潮、水壩水壓差、太陽能等可再生能源,及燒煤炭、油渣等產生電力來源,常見的電源是干電池直流電與家用的110V220V交流電源。
發電機能把機械能轉換成電能,干電池能把化學能轉換成電能,發電機、電池本身並不帶電,它的兩極分別有正負電荷,由正負電荷產生電壓電流是電荷在電壓的作用下定向移動而形成的,電荷導體里本來就有,要產生電流只需要加上電壓即可。
,當電池兩極接上導體時為了產生電流而把正負電荷釋放出去,當電荷散盡時,也就荷盡流壓消了。干電池等叫做電源,通過變壓器和整流器,把交流電變成直流電的裝置叫做整流電源。能提供信號的電子設備叫做信號源。
晶體三極體能把前面送來的信號加以放大,又把放大了的信號傳送到後面的電路中去,晶體三極體對後面的電路來說,也可以看做是信號源,整流電源、信號源有時也叫做電源。
I. 12v轉220v逆變器2000W電路圖
通常逆變器的輸入電壓為12V、24V、36V、48V也有其他輸入電壓的型號,而輸出電壓一般多為220V,當然也有其他型號的可以輸出不同需要的電壓。逆變器的價格和好壞主要是下面參數決定的:輸出功率、轉換效率、輸出波形質量。只要比較一下這些參數就知道這款逆變器質量如何了。逆變器是一種常用設備,只要是屬於常用型號,一般在電氣維修點以及幾乎所有的電子市場都會有售的,而且只要是技術還可以的電氣維修店都是可以維修的,電子市場就更可以維修了。如果是非常用型號或者功率很大的情況下就只能去電子市場或者網上定製了。逆變器是把直流電能轉換為交流電能(一般情況下為220V,50Hz的正弦波)的設備。它與整流器的作用相反,整流器是將交流電能轉換為直流電能。逆變器由逆變橋、控制單元和濾波電路組成。廣泛應用於空調、電動工具、電腦、電視、洗衣機、冰箱,、按摩器等電器中。
逆變器在選擇和使用時必須注意以下幾點:
1)直流電壓一定要匹配;
每台逆變器都有標稱電壓,如12V,24V等,
要求選擇蓄電池電壓必須與逆變器標稱直流輸入電壓一致。如12V逆變器必須選擇12V蓄電池。
2)逆變器輸出功率必須大於用電器的最大功率;
尤其是一些啟動能量需求較大的設備,如電機、空調等,需要額外留有功率裕量。
3)正負極必須接線正確
逆變器接入的直流電壓標有正負極。一般情況下紅色為正極(+),黑色為負極(—),蓄電池上也同樣標有正負極,紅色為正極(+),黑色為負極(—),連接時必須正接正(紅接紅),負接負(黑接黑)。連接線線徑必須足夠粗,並且應盡可能減少連接線的長度。
4)充電過程與逆變過程不能同時進行,以避免損壞設備,造成故障。
5)逆變器外殼應正確接地,以避免因漏電造成人身傷害。
6)為避免電擊傷害,嚴禁非專業人員拆卸、維修、改裝逆變器。