A. 1987年上半年,日本东芝机械公司向前苏联提供了先进的数控机床,使苏联获得了先进的潜艇推进器制造技术
1987年5月27日,日本警视厅逮捕了日本东芝机械公司铸造部部长林隆二和机床事业部部长谷村弘明。东芝机械公司曾与挪威康士堡公司合谋,非法向前苏联出口大型铣床等高技术产品,林隆二和谷村弘明被指控在这起高科技走私案中负有直接责任。此案引起国际舆论一片哗然,这就是冷战期间对西方国家安全危害最大的军用敏感高科技走私案件之一———东芝事件。
苏联迫切需要高精度机床
60年代末,苏联情报机关在美国海军机要部门建立的间谍网不断获得美国核潜艇跟踪苏联潜艇的情报。苏联潜艇的噪音很大,美国海军在200海里以外就能侦测到,苏军如果不能及早消除潜艇噪音,不管建造多少潜艇,打起仗来,它们都逃脱不了“折戟沉沙”的命运。要消除潜艇噪音,必须制造出先进的螺旋桨,而这必须要有计算机控制的高精度机床才行。高性能的机床是“巴黎统筹委员会”(由北约国家和日本等15国组成)严格限制的产品,该委员会明文规定,具有三轴以上的数控机床属战略物资,禁止向苏联、东欧等共产主义国家出口。为了改变本国潜艇面临的危险局面,苏共中央政治局指示,要不惜一切代价从西方国家获取精密加工方面的高新技术。
克格勃与日本、挪威公司秘密谋划
1979年底,苏联克格勃经过精心策划终于找到了机会。克格勃高级官员奥西波夫以全苏技术机械进口公司副总经理的身份,通过日本和光贸易股份公司驻莫斯科事务所所长熊谷独与日本伊藤忠商社、东芝公司和挪威康士堡公司接上了头。在巨大的商业利益的诱惑下,东芝公司和康士堡公司同意向苏联提供四台MBP—11OS型九轴数控大型船用螺旋桨铣床,此项合同成交额达37亿日元。这种高约10米、宽22米、重250吨的铣床,可以精确地加工出巨大的螺旋桨,使潜艇推进器发出的噪音大大降低。
为了掩人耳目,苏联没有向日本订购与九轴铣床相配套的计算机控制系统,而是要求挪威国营武器制造公司———康士堡贸易公司向东芝公司提供四台NC—2000数字控制装置,由东芝公司完成总装后,出口苏联。苏联为此还与康士堡公司单独签订了秘密合同。这种数控装置通常与不受“巴统”限制的两轴机床配套使用,但是只要改变一下配线和电路,就可作为九轴机床的数控装置。
苏联军方如获至宝
苏、日秘密协议签字一个月后,东芝公司即向日本通产省申领向苏联出口的许可证。申领书隐瞒了九轴机床的高性能,伪称产品是用于加工水力发电机叶片的简易TDP—70/110型两轴机床,从而获得了通产省的出口许可证。
这四台精密机床顺利到达苏联并很快发挥作用。到1985年,苏联制造出的新型潜艇噪音仅相当于原来潜艇的10%,使美国海军只能在20海里以内才能侦测出来。1986年10月,一艘美国核潜艇因为没有侦测到它正在追踪的苏联潜艇的噪音而与苏联潜艇相撞。
东窗事发 风波迭起
1985年12月,苏、日秘密协议当事人之一、日本和光公司的熊谷独因与他的雇主发生纠纷而辞职,并愤而向“巴统”主席盖尼尔·陶瑞格揭发了东芝事件。陶瑞格立即要求日方调查此事。日本通产省对东芝公司进行调查时,东芝公司以预先签署的假合同和其它技术文件为证,对此事矢口否认。经过进一步调查,1987年初,美国人掌握了苏联从日本获取精密机床的真凭实据。在美国的压力下,日本警视厅对东芝公司进行突击检查,查获了全部有关秘密资料,并逮捕了涉案人员。
在以后的几个月里,美国朝野群情激愤,再三谴责日本,并对东芝公司进行了制裁。当时的日本首相中曾根康弘不得不向美国表示道歉,日本方面还花1亿日元在美国的50多家报纸上整版刊登“悔罪广告”。
心惊胆颤的挪威政府除了向美国保证今后决不再发生类似事件外,还关闭了康士堡公司驻莫斯科办事处,并停止了该公司正在与东欧国家进行的全部贸易。不久后,挪威又以从事窃取科技情报的间谍活动为由,驱逐了苏联一名外交官和三名贸易代表。
B. 如何计算所设计的硬件电路通过的电流以及功耗等参数
在被测部分电路之前串联一个小阻值电阻,通过测量该电阻上的电压获得电流,电压则直接测电路入口对地电压,功率=电压*电流
C. 5000w的电鱼机怎么改装成家用220v逆变器
逆变器接入的直流电压标有正负极。一般情况下红色为正极(+),黑色为负极(—),蓄电池上也同样标有正负极,红色为正极(+),黑色为负极(—),连接时必须正接正(红接红),负接负(黑接黑)。连接线线径必须足够粗,并且应尽可能减少连接线的长度。
逆变器在选择和使用时必须注意以下几点:
1、直流电压一定要匹配。每台逆变器都有标称电压,如12V,24V等,要求选择蓄电池电压必须与逆变器标称直流输入电压一致。如12V逆变器必须选择12V蓄电池。
2、逆变器输出功率必须大于用电器的最大功率。尤其是一些启动能量需求较大的设备,如电机、空调等,需要额外留有功率裕量。
3、正负极必须接线正确。
(3)明裕电路机扩展阅读:
逆变器是一种DC to AC的变压器,它其实与转化器是一种电压逆变的过程。转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出,而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电;两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制(PWM)技术。
其核心部分都是一个PWM集成控制器,Adapter用的是UC3842,逆变器则采用TL5001芯片。TL5001的工作电压范围3.6~40V,其内部设一个误差放大器,一个调节器、振荡器、有死区控制的PWM发生器、低压保护回路及短路保护回路等。
D. 计算机主板电路图中各种字母代号的意思是什么要详细
主板基本元器件的介绍
摘要
本着大家共同提高看电路图的基本知识,现将电路中常见的原器件的原理并结合实际的电路图加以解释,达到理论结合实际的目的。该文没有涉及到复杂的计算公式,详细的理论,只是一些基本知识的总结和概述。
关键词:电阻,电容,电感,二极管,三极管,MOS管
第一章:电阻
概述:电阻总体可以分做两类:线性电阻和非线性电阻。该片文章中所提到的电阻均是贴片电阻。
1:线性电阻部分:
1.1:定义:
电阻两端的电压与通过它的电流成正比,其伏安特性曲线为直线这类电阻,称为线性电阻
1.2:线性电阻(单个电阻)的种类:
1. 5%精度的命名:RS-05K102JT 2.1%精度的命名:RS-05K1002FT
R----代表电阻
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---表示温度系数为100PPM
102-5%精度阻值表示法:前两位表示有效数字,第三位表示有多少个零,基本单位是Ω,102=10000Ω=1KΩ。1002是1%阻值表示法:前三位表示有效数字,第四位表示有多少个零,基本单位是Ω,1002=100000Ω=10KΩ。
J---表示精度为5%、F-表示精度为1%。
T---表示编带包装
常见的贴片电阻有(以下是按贴片电阻的大小划分)0402,0603,0805,1206,1210,1812,2010,2512
1.3:线性电阻(排阻)种类:
一般有2两种
A型排阻的引脚总是奇数的,它的左端有一个公共端(用白色的圆点表示)
B型排阻的引脚总是偶数的。它没有公共端
实际在电路中用到的基本上是B型排阻。
RN(resistor network)的测量方法:如下图所示,只要测量pin1 and pin2的阻值即可
怎么看排阻的大小:前2位是有效数字,后面一位是10的几次幂
比如:102=1000ohm,822=8200ohm
1.4:线性电阻的作用:
线性电阻的总体作用可以概述为:限流与降压
具体在电路中的应用有:
1. 在集成电路应用中有许多输入脚没有用到,需要预置一个电平值,使其稳定工作,值1就用一个电阻接高电平,叫做上拉电阻;值0就用一个电阻接地,叫下拉电阻.上拉电阻:上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平!电阻同时起限流作用!
下拉电阻:上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在低电平!电阻同时起限流作用!
2.在clock信号中增加电阻的作用:这个电阻的作用是减少信号的震荡,提高噪声裕量,但不用这个电阻一般也能工作.
3.普通的分压作用
4.普通的限流作用
5.0ohm电阻的作用:
5.1:跳线使用,美观整洁
5.2:数字和模拟混合电路,要求2个地分开,有利于大面积铺铜。
5.3:做保险丝用,厂家为了节约成本(PCB走线承受电流容量教大,不容易熔断.0ohm承受电流教小)
5.4:为调试预留的位置。
1.5:实际应用举例:
常见的上拉电阻,和下拉电阻在电路中的应用
图中pin26低电平有效,为保证该点在不工作时保证高电平,故加一个上来电阻R68,让该点在不工作状态是保持高电平。同时,当Q91MOS管导通时,R68还取到限流的作用。
下拉电阻:
因为ICGPIO3/GPIO2保持在一个低电位,下拉电阻的目的是为了让整个电阻实现一个回路,从而可以定位GPIO3/GPIO2的电位保持在一个准位。
常见在clock信号中加电阻的应用,:
普通的分压作用:
PinAJ22,PinAJ19的电压由电阻分压得来
普通限流作用:
当PWRSW#拉拉低时,R71取到限制电流的作用。
常见排阻的作用(基本和单个电阻的作用相同):
如上拉电阻:
2.非线性电阻部分:
2.1:定义:电阻两端的电压与通过它的电流不成正比,其伏安特性曲线不为直线这类电阻,称为非线性电阻。
常用的非线性电阻有:热敏电阻,光敏电阻,气敏电阻,压敏电阻。在主板中常用到的是热敏电阻,下面着重介绍热敏电阻在主板中的应用。
2.2热敏电阻的种类和命名规则:
热敏电阻是敏感元件的一类,其电阻值会随着热敏电阻本体温度的变化呈现出阶跃性的变化,具有半导体特性。
热敏电阻分作正温度热敏系数电阻和负温度热敏系数电阻
正温度热敏系数电阻:简称PTC,电阻阻值随温度升高而升高
负温度热敏系数电阻:简称NTC,电阻阻值随温度升高而降低
实用举例:
MZ73A-1(消磁用正温度系数热敏电阻器) MF53-1(测温用负温度系数热敏电阻器)
M——敏感电阻器 M——敏感电阻器
Z——正温度系数热敏电阻器 F——负温度系数热敏电阻器
7——消磁用 5——测温用
3A-1——序号 3-1——序号
3.3:热敏电阻的应用:
热敏电阻的作用有很多,在主板中主要是用到热敏电阻的过载保护特性。主板通常用“RT”表示
该电路图中有12个热敏电阻,分布在主板的各处,侦测主板的各处温度,如果温度过高,热敏电阻电阻变大,电流变小,芯片通过侦测电流来控制芯片是否正常工作。
热敏电阻有时候也用在shutdown信号或者thermal信号上
第2章:电容
概述:
电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。
由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:
按结构可分为:
固定电容,可变电容,微调电容。
按介质材料可分为:
气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容。
按极性分为:
有极性电容和无极性电容。
电容的种类多种多样,本文着重介绍电解电容(极性电容),陶瓷电容(无极性电容)
2.1:陶瓷电容部分
2.1.1:陶瓷电容的命名规则和种类:
各家电容命名规则不尽相同:
现举一例(vendor:Walsin):
由于电路图中不会描述得详细:
该电容的容值为2200PF,电压为50V
由于电容体积要比电阻大,所以一般都使用直接标称法。如果数字是0.001,那它代表的是0.001uF=1nF,如果是10n,那么就是10nF,同样100p就是100pF。
陶瓷电容一般按大小分类常用的电容种类有:0402,0603,0805,1210,1206,1812,等
2.2.2:陶瓷电容的常见作用:
陶瓷电容的结构是由薄瓷片两面渡金属膜银而成。其特性是体积小,耐压高,频率高(有一种
是高频电容),缺点是容易碎,容量小。
陶瓷电容的特性决定了其场见应用:该电容主要适合滤高频信号,不适合作为存储能量的电容来使用。
陶瓷电容主要是滤波,记时,调谐,的作用。主要是应用于高频电路,要求不高的低频电路
滤波:去掉高频信号,一般使用在电源部分比较多,音效部分,vedio部分
调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐记时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数
2.2.3:实际应用举例:
滤波:
在电路图中经常看到若干个小电容并联在一起,当然起作用是滤波,具体表现为多个电容并联可以防止趋附效应,并且可以提高滤波电路的可靠性,增加电容的使用寿命。
在实际电路中电容滤波作用随处可见,就不多举例说明
2.2:电解电容部分:
电解电容常见的有铝电解电容和钽电解电容
2.2.1电解电容的作用:
铝电解电容的主要特性是:容量大,但是漏电大,稳定性差,有正负极性,高频特性不好,适宜用于电源滤波或者低频电路中。主要作用有储能,滤波,耦合等
铝电解电容的主要特性是:体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好,高频特性好。 造价高。重要作用是储能,滤波,耦合,一般使用于高端机器或者重要地方
电解电容一般在电路中用“TC”表示
2.2.2:实际应用举例:
在主板电路中常见的是储能,滤波两大特性
在电路+12V下有一个电解电容(TC28)和一个C466(陶瓷电容)并联,该电路正好说明了陶瓷电容在储能方面的不足,而电解电容又出现高频特性不好的情况。二者正好互补。在电路中有很多地方会有一个大电容和一个小电容并联的情况。
该电路中TC22是一个典型的储能原器件,其工作原理是:该IC是一个比较器,当pin10高于等于pin11时,pin8为高电平,Q15导通,给TC21充电,当pin10低于pin9时,pin8为低电平,Q15直截,TC21放电。VCC2.5A完全是TC22放电产生的。
第三章:电感
概述:
电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比
电感的作用主要是:滤波、振荡、延迟、储能,陷波。形象可以概括为“通直流,隔交流”。
3.1:常用的电感
由于电感种类繁多,现将主板中常见的电感描述一下,有利于在分析主板能迅速找到相关器件:
1:贴片叠层电感:
电感量:10NH~1MH
尺寸: 0402 0603 0805 1008 1206 1210
1812 1008=2.5mm*2.0mm 1210=3.2mm*2.5mm
2.功率电感
电感量:1NH~20MH
尺寸:SMD43,SMD54,SMD73、SMD75、SMD104、SMD105;
RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124;CD43/54/73/75/104/105;
3.片状磁珠:
种类:CBG(普通型) 阻抗:5Ω~3KΩ/CBH(大电流) 阻抗:30Ω~120Ω/CBY(尖峰型) 阻抗:5Ω~2KΩ
规格:0402/0603/0805/1206/1210/1806(贴片磁珠)
规格:SMB302520/SMB403025/SMB853025(贴片大电流磁珠)
4.空气芯电感:
3.2:电感的作用
上文提到了电感主要有4个主要的功能,在主板线路中滤波,震荡,延迟三个功能,本节主要介绍三个方面的功能。
3.2.1:电感的滤波作用:
电感工作的原理:
当电感中通过交变电流时,电感两端便产生出一反电势阻碍电流的变化:当电流增大时,反电势会阻碍电流的增大,并将一部分能量以磁场能量储存起来;当电流减小时,反电势会阻碍电流的减小,电感释放出储存的能量。这就大大减小了输出电流的变化,使其变得平滑,达到了滤波目的。
用图说明实现的原理:
该图表示:由于电感的特殊属性,当电流减小时,阻止减少,上升时,阻止上升,从而达到滤掉尖峰电流,达到平稳的目的。
实战案例:
该图中电感主要是两个作用:储能和滤波
滤波实现原理:L14 pin2端是一个不规则的锯齿波(理想方波),利用电感工作的原理,很容易理解该处的滤波功能
储能实现原理:当上下桥切换的时候,有一个很短的切换时间,此时为了维持VCC5M,电感放电。其实该处也是利用了电感的工作原理。
3.2.2:震荡电路:
通常使用的震荡电路是LC震荡电路:其效果是输出波形效果更好,更为平滑
3.2.3:延时
电感延时也是用到电感的工作原理来实现的,当电流上升时,电感有一个反向电流的作用,从而实现了延时的作用
点评:综合上面几个电路图的分析可以发现电感的原理几乎解释所有的电感在电路中的作用。了解基本原器件的作用很重要。
第四章:二极管
概述:
二极管按照制造材料分为硅二极管和锗二极管。
管子的结构来分有:点接触型二极管和面接触型二极管
二极管的逻辑逻辑符号为:通常用字母D表示:
电路中常用到的二极管有普通二极管,稳压管,发光二极管,也是本章主要介绍的内容。
4.1普通二极管
4.1.1:二极管的特性:
正向特性:
当正向电压低于某一数值时,正向电流很小,只有当正向电压高于某一值时,二极管才有明显的正向电流,这个电压被称为导通电压。我们又称它为门限电压或死区电压,一般用UON表示,在室温下,硅管的UON约为0.6----0.8V,锗管的UON约为0.1--0.3v,我们一般认为当正向电压大于UON时,二极管才导通。否则截止。
反向特性:
二极管的反向电压一定时,反向电流很小,而且变化不大(反向饱和电流),但反向电压大于某一数值时,反向电流急剧变大,产生击穿。
温度特性:
二极管对温度很敏感,在 室温附近,温度每升高1度,正向压将减小2--2.5mV,温度每升高10度,反向电流约增加一倍。
4.1.2:二极管的作用:
利用二极管的单向导电性,主要有以下作用:整流,开关,限幅,低电压稳压电路,二极管门电路。在主板的电路中常用到整流,开关,二极管门电路。下面着重介绍这三个作用:
二极管门电路的实现:
该电路指在说明,VORE_ON成立的条件是VCPU_CORE_ON and SHUTDOWN2#,要保持高电平,该作用是典型的二极管单向导电性的作用,R551将D55 pin3(VCORE_ON)的电位保持在高电平,一旦VCPU_CORE_ON and SHUTDOWN2#任何一个变低电平后,VCORE_ON立即变成低电平
二极管ESD电路的实现:
该处二极管的具体作用防止ESD:具体解释为:当D1 Pin3为高电压, 该二极管导通,使pin3电压被拉为CRT_VCC,当D1 PIN3为负高压时, 该二极管导通,将pin3电压拉到0V,从而做到ESD保护作用
同时,电路图中D16还取到一个power的延时作用。
二极管的开关功能实现:
该电路实现的是侦测风扇的转速,众所周知,风扇转速的计算是靠super IO 或者KBC来记数的,采用的是2进制记数方式(0/1),当CPU_FAN pin3为地电平时,二极管导通,此时计数器记数为0,当CPU_FAN pin3为高电平时,,此时二极管关断,记数器为1。
整流电路的功能实现:
若v2处于正半周,二极管D1、D3导通,当负半周时,D2,D4导通,显然也是利用了二极管的单向导电性
点评:二极管在电路中的功能始终是利用其正向导通的特性不断变换,只要抓住这个特性,其在电路中的解释就迎刃而解,同时也要懂得该电路在实际中的应用。
4.2:特殊二极管
概述:特殊二极管主要有稳压管(齐纳二极管),变容二极管,光电子器件(发光二极管,光电二极管,激光二极管),在主板电路中经常使用的是稳压管和发光二极管,也是本节介绍的重点内容。
4.2.1:稳压二极管
4.2.1.1:稳压二极管:是利用特殊工艺制造的面结型硅半导体二极管,在电路中常用“ZD”加数字表示。
4.2.1.2:稳压二极管的原理:
稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变。这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。
该图片可以通俗的解释为:当电流I突然增加时,△Vz变化很小。
稳压二极管的作用是相当于钳制住负载两端的电压保持不变。
4.2.2:发光二极管
发光二极管原理很简单,当二极管中有一定的电流流过时,发光二极管灯亮
二极管的正极接5V,当CAP_LED#, NUM_LED#, MEDIA_LED#为地电平时,LED亮,其中的三个电阻为限制电流作用,因为二极管导通后阻抗很小,如不安装电阻,LED灯温度很高
第五章:三极管
概述:
三极管按结构通常可以分为两种三极管,即PNP,NPN两种形式
5.1:三极管的结构及类型
(1)是NPN结构 (2)是PNP结构
三极管的常用Q表示,电路图中3个脚的原器件不一定是三极管,特别是由2个二极管组成的器件。
5.2:三极管的常用特性:
三极管在电路中的主要作用是:开关,放大,缩小信号作用。在电脑主板电路中经常使用的是三极管的特性是开关特性,也是本节重点介绍的特性
5.2.1:三极管导通原理:
下面是NPN三极管可以分为:(1):共基极,(2):共发射极,(3):共集电极
NPN三极管导通的原理很简单,单纯对看电路来说:我们只需要知道UBE>0.7V,该三极管导通,即在实际电路中当b点电压高于e点0.7V时,三极管导通,电流方向为Ice
PNP类三极管可以分为:(1):共基极,(2):共发射极,(3):共集电极
PNP三极管导通的原理很简单,单纯对看电路来说:我们只需要知道UBE<0.7V,该三极管导通,即在实际电路中当b点电压低于e点0.7V时,三极管导通。电流方向为Iec
5.2.2:三极管的放大特性:
我们知道,把两个二极管背靠背的连在一起,是没有放大作用的,要想使它具有放大作用,必须做到一下几点:
1. 发射区中掺杂
2. 基区必须很薄
3. 集电极的面积很大
4. 工作时,发射结正向偏置,集电结反向偏置
5.3:案例实战
上图是一个典型的多个三极管组成的集成电路,当BATMON_En输入为↑时,Q37作为(NPN)导通,即D6 pin3↓,即D36 pin1 and pin2都为↓,由于Q38,Q7均是PNP 三极管,当D6 PIN1 AND PIN2 都为↓,两个三极管导通,从而得到M_BATVOLT and S_BATVOLT为高电平
点评:从上面的电路图中我们可以得到启发,电路图中向外箭头的并不一定是输出信号,一定要根据实际情况,D6是一个由2个二极管组成的3脚零件,利用了二极管的单向导电性,pin1 and pin2始终和3点电位保持一致。
第六章:场效应管
概述:
场效应管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOS管),在主板电路中我们常见的场效应管为MOS管,本章着重介绍MOS管的应用。
场效应管相比较前面提到的三极管相比具有以下特点:
(1)场效应管是电压控制器件,它通过UGS来控制ID;
(2)场效应管的输入端电流极小,因此它的输入电阻很高;
(3)它是利用多数载流子导电,因此它的温度稳定性较好;
(4)它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数;
(5)场效应管的抗辐射能力强。
6.1:MOS管部分
概述:
主板电路中常见的MOS管可以概述为两类MOS管,P—MOS 和N—MOS。
6.1.1:P—MOS:
PMOS根据又可以分作3pin的MOS和8pin的MOS,但是工作原理是一致的
MOS管的原理很简单,主要是在电路中的应用显得很重要,常见的作用主要是开关作用。
我们从图中可以看到:
对于增强型来说,只有当Ugs<Ut时,Id才有电流。
对于耗尽型来说,只有当Ugs<Up时,Id才有电流。
对我们分析电路来说,Ugs<U(导通电压),MOS导通。没有必要记许多复杂的概念和知识。
6.1.2:N-MOS:
N-MOS根据又可以分作3pin的MOS和8pin的MOS,但是工作原理是一致的
我们从图中可以看到:
对于增强型来说,只有当Ugs>Ut时,Id才有电流。
对于耗尽型来说,只有当Ugs>Up时,Id才有电流。
对我们分析电路来说,Ugs>U(导通电压),MOS导通。没有必要记许多复杂的概念和知识。
6.1.3:MOS实战案例:
该电路是P-MOS,N-MOS,三极管的综合电路
从该电路中我们可以看出是一个产生VDIMM电压的电路
分析之前请预先知:DUALSW是S0 power,-susc_S5是代表低电平有效
当开机后:
DUALSW↑,此时Q36由于S点电压低于G点电压,Q36是N-MOS,该MOS导通,产生了VIDIMM,由于-SUSC_S5是低电平有效,可以肯定的是-SUSC_S5在开机时高电平,Q33 B点和E点都是↑,Q33截止。而此时Q32的G点电压也为↑,Q32是P-MOS,该MOS是截止的。===从而可以知道在这个电路中开机后只有一个MOS来产生VDIMM
那么Q32是否显得多余?请看下面分析:
众所周知:S3时将数据暂存在memory里,当系统在S3时,DUALSW↓,-SUSC_S5V↑,
Q33截止,而此时Q32 G点↓,Q32为P-MOS,该MOS导通,产生VIDIMM。
由此可见,此处利用双MOS来产生VIDIMM是完全有必要的,也是很合理的
点评:MOS的原理很好实现,关键的是相关信号在什么状态下是high是low,相关信号的意义
6.2:JFET部分:
结型场效应管可以分作结构型N沟道和结型P沟道
2.结型场效应管的工作原理(以N沟道结型场效应管为例)
在D、S间加上电压UDS,则源极和漏极之间形成电流ID,我们通过改变栅极和源极的反向电压UGS,就可以改变两个PN结阻挡层的(耗尽层)的宽度,这样就改变了沟道电阻,因此就改变了漏极电流ID。
E. 电力电子课程设计 基于集成电路的电流可逆斩波电路仿真(电源:220V;电机:110V, 10A,IGBT)
电气原理图设计为满足生产机械及工艺要求进行的电气控制电路的设计电气工艺设计为电气控制装置的制造,使用,运行,维修的需要进行的生产施工设计第一节电气控制设计的原则和内容一,电气控制设计的原则1)最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求2)在满足要求的前提下,使控制系统简单,经济,合理,便于操作,维修方便,安全可靠3)电器元件选用合理,正确,使系统能正常工作4)为适应工艺的改进,设备能力应留有裕量二,电气控制设计的基本内容1.电气原理图设计内容1)拟定电气设计任务书2)选择电力拖动方案和控制方式3)确定电动机的类型,型号,容量,转速4)设计电气控制原理图5)选择电器元件及清单6)编写设计计算说明书2.电气工艺设计内容1)设计电气设备的总体配置,绘制总装配图和总接线图2)绘制各组件电器元件布置图与安装接线图,标明安装方式,接线方式3)编写使用维护说明书第二节电力拖动方案的确定和电动机的选择一,电力拖动方案的确定1,拖动方式的选择2,调速方案的选择3,电动机调速性质应与负载特性相适应二,拖动电动机的选择(一)电动机选择的基本原则1)电动机的机械特性应满足生产机械的要求,与负载的特性相适应2)电动机的容量要得到充分的利用3)电动机的结构形式要满足机械设计的安装要求,适合工作环境4)在满足设计要求前提下,优先采用三相异步电动机(二)根据生产机械调速要求选择电动机一般---三相笼型异步电动机,双速电机调速,起动转矩大---三相笼型异步电动机调速高---直流电动机,变频调速交流电动机(三)电动机结构形式的选择根据工作性质,安装方式,工作环境选择(四)电动机额定电压的选择(五)电动机额定转速的选择(六)电动机容量的选择1,分析计算法:此外,还可通过对长期运行的同类生产机械的电动机容量进行调查,并对机械主要参数,工作条件进行类比,然后再确定电动机的容量.第三节电气控制电路设计的一股要求一,电气控制应最大限度地满足生产机械加工工艺的要求设计前,应对生产机械工作性能,结构特点,运动情况,加工工艺过程及加工情况有充分的了解,并在此基础上设计控制方案,考虑控制方式,起动,制动,反向和调速的要求,安置必要的联锁与保护,确保满足生产机械加工工艺的要求.二,对控制电路电流,电压的要求应尽量减少控制电路中的电流,电压种类,控制电压应选择标准电压等级.电气控制电各常用的电压等级如表10-2所示.三,控制电路力求简单,经济1.尽量缩短连接导线的长度和导线数量设计控制电路时,应考虑各电器元件的安装立置,尽可能地减少连接导线的数量,缩短连接导线的长度.如图10-l.2.尽量减少电器元件的品种,数量和规格同一用途的器件尽可能选用同品牌,型号的产品,并且电器数量减少到最低限度.3.尽量减少电器元件触头的数目.在控制电路中,尽量减少触头是为了提高电路运行的可靠性.例如图10-2a所示.4.尽量减少通电电器的数目,以利节能与延长电器元件寿命,减少故障.如图10-3a所示.四,确保控制电路工作的安全性和可靠性1.正确连接电器的线圈在交流控制电路中,同时动作的两个电器线圈不能串联,两个电磁线圈需要同时吸合时其线圈应并联连接,如图10-4b所示.在直流控制电路中,两电感值相差悬殊的直流电压线圈不能并联连接.2正确连接电器元件的触头设计时,应使分布在电路中不同位置的同一电器触头接到电源的同一相上,以避免在电器触头上引起短路故障.3防止寄生电路在控制电路的动作过程中.意外接通的电路叫寄生电路.4.在控制电路中控制触头应合理布置.5.在设计控制电路中应考虑继电器触头的接通与分断能力.6,避免发生触头"竞争","冒险"现象竞争:当控制电路状态发生变换时,常伴随电路中的电器元件的触头状态发生变换.由于电器元件总有一定的固有动作时间,对于一个时序电路来说,往往发生不按时序动作的情况,触头争先吸合,就会得到几个不同的输出状态,这种现象称为电路的"竞争".冒险:对于开关电路,由于电器元件的释放延时作用,也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出,这种现象称为"冒险".7.采用电气联锁与机械联锁的双重联锁.五,具有完善的保护环节电气控制电路应具有完善的保护环节,常用的有漏电保护,短路,过载,过电流,过电压,欠电压与零电压,弱磁,联锁与限位保护等.六,要考虑操作,维修与调试的方便第四节电气控制电路设计的方法与步骤一,电气控制电路设计方法简介设计电气控制电路的方法有两种,一种是分析设计法,另一种是逻辑设计法.分析设计法(经验设计法):根据生产工艺的要求选择一些成熟的典型基本环节来实现这些基本要求,而后再逐步完善其功能,并适当配置联锁和保护等环节,使其组合成一个整体,成为满足控制要求的完整电路.逻辑设计法:利用逻辑代数这一数学工具设计电气控制电路.在继电接触器控制电路中,把表示触头状态的逻辑变量称为输人逻辑变量,把表示继电器接触器线圈等受控元件的逻辑变量称为输出逻辑变量.输人,输出逻辑变量之间的相互关系称为逻辑函数关系,这种相互关系表明了电气控制电路的结构.所以,根据控制要求,将这些逻辑变量关系写出其逻辑函数关系式,再运用逻辑函数基本公式和运算规律对逻辑函数式进行化简,然后根据化简了的逻辑关系式画出相应的电路结构图,最后再作进一步的检查和优化,以期获得较为完善的设计方案.二,分析设计法的基本步骤分析设计法设计电气控制电路的基本步骤是:l)按工艺要求提出的起动,制动,反向和调速等要求设计主电路.2)根据所设计出的主电路,设计控制电路的基本环节,即满足设计要求的起动,制动,反向和调速等的基本控制环节.3)根据各部分运动要求的配合关系及联锁关系,确定控制参量并设计控制电路的特殊环节.4)分析电路工作中可能出现的故障,加入必要的保护环节.5)综合审查,仔细检查电气控制电路动作是否正确关键环节可做必要实验,进一步3.设计控制电路的特殊环节第五节常用控制电器的选择一,接触器的选择一般按下列步骤进行:1.接触器种类的选择:根据接触器控制的负载性质来相应选择直流接触器还是交流接触器;一般场合选用电磁式接触器,对频繁操作的带交流负载的场合,可选用带直流电磁线圈的交流按触器.2.接触器使用类别的选择:根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器.如负载是一般任务则选用AC—3使用类别;负载为重任务则应选用AC-4类别,如果负载为一般任务与重任务混合时,则可根据实际情况选用AC—3或AC-4类接触器,如选用AC—3类时,应降级使用.3.接触器额定电压的确定:接触器主触头的额定电压应根据主触头所控制负载电路的额定电压来确定.4.接触器额定电流的选择一般情况下,接触器主触头的额定电流应大于等于负载或电动机的额定电流,计算公式为式中I.——接触器主触头额定电流(A);H——经验系数,一般取l~1.4;P.——被控电动机额定功率(kw);U.——被控电动机额定线电压(V).当接触器用于电动机频繁起动,制动或正反转的场合,一般可将其额定电流降一个等级来选用.5.接触器线圈额定电压的确定:接触器线圈的额定电压应等于控制电路的电源电压.为保证安全,一般接触器线圈选用110V,127V,并由控制变压器供电.但如果控制电路比较简单,所用接触器的数量较少时,为省去控制变压器,可选用380V,220V电压.6.接触器触头数目:在三相交流系统中一般选用三极接触器,即三对常开主触头,当需要同时控制中胜线时,则选用四极交流接触器.在单相交流和直流系统中则常用两极或三极并联接触器.交流接触器通常有三对常开主触头和四至六对辅助触头,直流接触器通常有两对常开主触头和四对辅助触头.7.接触器额定操作频率交,直流接触器额定操作频率一般有600次/h,1200次/h等几种,一般说来,额定电流越大,则操作频率越低,可根据实际需要选择.二,电磁式继电器的选择应根据继电器的功能特点,适用性,使用环境,工作制,额定工作电压及额定工作电流来选择.1.电磁式电压继电器的选择根据在控制电路中的作用,电压继电器有过电压继电器和欠电压继电器两种类型.表10-3列出了电磁式继电器的类型与用途.交流过电压继电器选择的主要参数是额定电压和动作电压,其动作电压按系统额定电压的1.l-1.2倍整定.交流欠电压继电器常用一般交流电磁式电压继电器,其选用只要满足一般要求即可,对释放电压值无特殊要求.而直流欠电压继电器吸合电压按其额定电压的0.3-0.5倍整定,释放电压按其额定电压的0.07-0.2倍整定.2.电磁式电流继电器的选择根据负载所要求的保护作用,分为过电流继电器和欠电流继电器两种类型.过电流继电器:交流过电流继电器,直流过电流继电器.欠电流继电器:只有直流欠电流继电器,用于直流电动机及电磁吸盘的弱磁保护.过电流继电器的主要参数是额定电流和动作电流,其额定电流应大于或等于被保护电动机的额定电流;动作电流应根据电动机工作情况按其起动电流的1.回一1.3倍整定.一般绕线型转子异步电动机的起动电流按2.5倍额定电流考虑,笼型异步电动机的起动电流按4-7倍额定电流考虑.直流过电流继电器动作电流接直流电动机额定电流的1.1-3.0倍整定.欠电流继电器选择的主要参数是额定电流和释放电流,其额定电流应大于或等于直流电动机及电磁吸盘的额定励磁电流;释放电流整定值应低于励磁电路正常工作范围内可能出现的最小励磁电流,一般释放电流按最小励磁电流的0.85倍整定.3.电磁式中间继电器的选择应使线圈的电流种类和电压等级与控制电路一致,同时,触头数量,种类及容量应满足控制电路要求.三,热继电器的选择热继电器主要用于电动机的过载保护,因此应根据电动机的形式,工作环境,起动情况,负载情况,工作制及电动机允许过载能力等综合考虑.1.热继电器结构形式的选择对于星形联结的电动机,使用一般不带断相保护的三相热继电器能反映一相断线后的过载,对电动机断相运行能起保护作用.对于三角形联结的电动机,则应选用带断相保护的三相结构热继电器.2.热继电器额定电流的选择原则上按被保护电动机的额定电流选取热继电器.对于长期正常工作的电动机,热继电器中热元件的整定电流值为电动机额定电流的0.95-1.05倍;对于过载能力较差的电动机,热继电器热元件整定电流值为电动机额定电流的0.6一0.8倍.对于不频繁起动的电动机,应保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作,若电动机起动电流不超过其额定电流的6倍,并且起动时间不超过6S,可按电动机的额定电流来选择热继电器.对于重复短时工作制的电动机,首先要确定热继电器的允许操作频率,然后再根据电动机的起动时间,起动电流和通电持续率来选择.四,时间继电器的选择1)电流种类和电压等级:电磁阻尼式和空气阻尼式时间继电器,其线圈的电流种类和电压等级应与控制电路的相同;电动机或与晶体管式时间继电器,其电源的电流种类和电压等级应与控制电路的相同.2)延时方式:根据控制电路的要求来选择延时方式,即通电延时型和断电延时型.3)触头形式和数量:根据控制电路要求来选择触头形式(延时闭合型或延时断开型)及触头数量.4)延时精度:电磁阻尼式时间继电器适用于延时精度要求不高的场合,电动机式或晶体管式时间继电器适用于延时精度要求高的场合.5)延时时间:应满足电气控制电路的要求.6)操作频率:时间继电器的操作频率不宜过高,否则会影响其使用寿命,甚至会导致延时动作失调.五,熔断器的选择1.一般熔断器的选择:根据熔断器类型,额定电压,额定电流及熔体的额定电流来选择.(1)熔断器类型:熔断器类型应根据电路要求,使用场合及安装条件来选择,其保护特性应与被保护对象的过载能力相匹配.对于容量较小的照明和电动机,一般是考虑它们的过载保护,可选用熔体熔化系数小的熔断器,对于容量较大的照明和电动机,除过载保护外,还应考虑短路时的分断短路电流能力,若短路电流较小时,可选用低分断能力的熔断器,若短路电流较大时,可选用高分断能力的RLI系列熔断器,若短路电流相当大时,可选用有限流作用的Rh及RT12系列熔断器.(2)熔断器额定电压和额定电流:熔断器的额定电压应大于或等于线路的工作电压,额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流.(3)熔断器熔体额定电流1)对于照明线路或电热设备等没有冲击电流的负载,应选择熔体的额定电流等于或稍大于负载的额定电流,即IRN≥IN式中IRN——熔体额定电流(A);IN——负载额定电流(A).2)对于长期工作的单台电动机,要考虑电动机起动时不应熔断,即IRN≥(1.5~2.5)IN轻载时系数取1.5,重载时系数取2.5.3)对于频繁起动的单台电动机,在频繁起动时,熔体不应熔断,即IRN≥(3~3.5)IN4)对于多台电动机长期共用一个熔断器,熔体额定电流为IRN≥(1.5~2.5)INMmax+∑INM式中INMmax——容量最大电动机的额定电流(A);∑INM——除容量最大电动机外,其余电动机额定电流之和(A).(4)适用于配电系统的熔断器:在配电系统多级熔断器保护中,为防止越级熔断,使上,下级熔断器间有良好的配合,选用熔断器时应使上一级(干线)熔断器的熔体额定电流比下一级(支线)的熔体额定电流大1-2个级差.2.快速熔断器的选择(l)快速熔断器的额定电压:快速熔断器额定电压应大于电源电压,且小于晶闸管的反向峰值电压U.,因为快速熔断器分断电流的瞬间,最高电弧电压可达电源电压的1.5-2倍.因此,整流二极管或晶闸管的反向峰值电压必须大于此电压值才能安全工作.即UF≥KIURE式中UF-一硅整流元件或晶闸管的反向峰值电压(V);URE——快速熔断器额定电压(V);KI——安全系数,一般取1,5-2.(2)快速熔断器的额定电流:快速熔断器的额定电流是以有效值表示的,而整流M极管和晶闸管的额定电流是用平均值表示的.当快速熔断器接人交流侧,熔体的额定电流为IRN≥KIIZmax式中IZmax——可能使用的最大整流电流(A);KI——与整流电路形式及导电情况有关的系数,若保护整流M极管时,KI按表10-4取值,若保护晶闸管时,KI按表10-5取值.当快速熔断器接入整流桥臂时,熔体额定电流为IRN≥1.5IGN式中IGN——硅整流元件或晶闸管的额定电流(A).六,开关电器的选择(一)刀开关的选择刀开关主要根据使用的场合,电源种类,电压等级,负载容量及所需极数来选择.(1)根据刀开关在线路中的作用和安装位置选择其结构形式.若用于隔断电源时,选用无灭弧罩的产品;若用于分断负载时,则应选用有灭弧罩,且用杠杆来操作的产品.(2)根据线路电压和电流来选择.刀开关的额定电压应大于或等于所在线路的额定电压;刀开关额定电流应大于负载的额定电流,当负载为异步电动机时,其额定电流应取为电动机额定电流的1.5倍以上.(3)刀开关的极数应与所在电路的极数相同.(二)组合开关的选择组合开关主要根据电源种类,电压等级,所需触头数及电动机容量来选择.选择时应掌握以下原则:(1)组合开关的通断能力并不是很高,因此不能用它来分断故障电流.对用于控制电动机可逆运行的组合开关,必须在电动机完全停止转动后才允许反方向接通.(2)组合开关接线方式多种,使用时应根据需要正确选择相应产品.(3)组合开关的操作频率不宜太高,一般不宜超过300次/h,所控制负载的功率因数也不能低于规定值,否则组合开关要降低容量使用.(4)组合开关本身不具备过载,短路和欠电压保护,如需这些保护,必须另设其他保护电器.(三)低压断路器的选择低压断路器主要根据保护特性要求,分断能力,电网电压类型及等级,负载电流,操作频率等方面进行选择.(1)额定电压和额定电流:低压断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路的额定电压和额定电流.(2)热脱扣器:热脱扣器整定电流应与被控制电动机或负载的额定电流一致.
F. 我想做个超大功率ZVS电路升压,用EE85变压器,次级电压做到1500V,整流后加电解电容达到20
工作原理
原理简介
开关电源是利用现代电力技术,控制开关晶体管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
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值。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。
控制器的主要目的是保持输出电压稳定,其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器,可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于,误差放大器的输出(误差电压)在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。
开关电源有两种主要的工作方式:正激式变换和升压式变换。尽管它们各部分的布置差别很小,但是工作过程相差很大,在特定的应用场合下各有优点。
电路原理
所谓开关电源[1],顾名思义,就是这里有一扇门,一开门电源就通过,一关门电源就停止通过,那么什么是门 开关电源电路图[1]呢,开关电源里有的采用可控硅,有的采用开关管,这两个元器件性能差不多,都是靠基极、(开关管)控制极(可控硅)上加上脉冲信号来完成导通和截止的,脉冲信号正半周到来,控制极上电压升高,开关管或可控硅就导通,由220V整流、滤波后输出的300V电压就导通,通过开关变压器传到次级,再通过变压比将电压升高或降低,供各个电路工作。振荡脉冲负半周到来,电源调整管的基极、或可控硅的控制极电压低于原来的设置电压,电源调整管截止,300V电源被关断,开关变压器次级没电压,这时各电路所需的工作电压,就靠次级本路整流后的滤波电容放电来维持。待到下一个脉冲的周期正半周信号到来时,重复上一个过程。这个开关变压器就叫高频变压器,因为他的工作频率高于50HZ低频。那么推动开关管或可控硅的脉冲如何获得呢,这就需要有个振荡电路产生,我们知道,晶体三极管有个特性,就是基极对发射极电压是0.65-0.7V是放大状态,0.7V以上就是饱和导通状态, -0.1V- -0.3V就工作在振荡状态,那么其工作点调好后,就靠较深的负反馈来产生负压,使振荡管起振,振荡管的频率由基极上的电容充放电的时间长短来决定,振荡频率高输出脉冲幅度就大,反之就小,这就决定了电源调整管的输出电压的大小。那么变压器次级输出的工作电压如何稳压呢,一般是在开关变压器上,单绕一组线圈,在其上端获得的电压经过整流滤波后,作为基准电压,然后通过光电耦合器,将这个基准电压返回振荡管的基极,来调整震荡频率的高低,如果变压器次级电压升高,本取样线圈输出的电压也升高,通过光电耦合器获得的正反馈电压也升高,这个电压加到振荡管基极上,就使振荡频率降低,起到了稳定次级输出电压的稳定,太细的工作情况就不必细讲了,也没必要了解的那么细的,这样大功率的电压由开关变压器传递,并与后级隔开,返回的取样电压由光耦传递也与后级隔开,所以前级的市电电压,是与后级分离的,这就叫冷板,是安全的,变压器前的电源是独立的,这就叫开关电源。说到这里吧。
开关条件
电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态
高频条件
电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频
直流条件
开关电源输出的是直流而不是交流 也可以输出高频交流如电子变压器
各种功能
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开关电源的发展
开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体(Mn-Zn)材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的磁性能,而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新,实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源工作效率。对于高可靠性指标,美国的开关电源生产商通过降低运行电流,降低结温等措施以减少器件的应力,使得产品的的可靠性大大提高。
模块化是开关电源发展的总体趋势,可以采用模块化电源组成分布式电源系统,可以设计成N+1冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点,若单独追求高频化其噪声也必将随着增大,而采用部分谐振转换电路技术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,以使得该项技术得以实用化。
电力电子技术的不断创新,使开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度,就必须走技术创新之路,走出有中国特色的产学研联合发展之路,为我国国民经济的高速发展做出贡献。
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功能
DC/DC变换
DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种,一是脉宽调制方式Ts不变,改变ton(通用),二是频率调制方式,ton不变,改变Ts(易产生干扰)。其具体的电路由以下几类:
Buck电路
——降压斩波器,其输出平均电压
U0小于输入电压Ui,极性相同。
Boost电路
——升压斩波器,其输出平均电压 开关电源及电路图U0大于输入电压Ui,极性相同。
Buck-Boost电路
——降压或升压斩波器,其
输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,电感传输。
Cuk电路
——降压或升压斩波器,其输出平均电
压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,电容传输。
还有Sepic、Zeta电路。
隔离型电路
上述为非隔离型电路,隔离型电路有正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路。
当今软开关技术使得DC/DC发生了质的飞跃,美国VICOR公司设计制造的多种ECI软开关DC/DC变换器,其最大输出功率有300W、600W、800W等,相应的功率密度为(6.2、10、17)W/cm3,效率为(80~90)%。日本NemicLambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块RM系列,其开关频率为(200~300)kHz,功率密度已达到27W/cm3,采用同步整流器(MOSFET代替肖特基二极管),使整个电路效率提高到90%。
AC/DC变换
AC/DC变换是将交流变换为直流,其功率流向可以是双向的,功率流由电源流向负载的称为“整流”,功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流电,因必须经整流、滤波,因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的,同时因遇到安全标准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、、FCC、CSA),交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件,这样就限制AC/DC电源体积的小型化,另外,由于内部的高频、高压、大电流开关动作,使得解决EMC电磁兼容问题难度加大,也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求,由于同样的原因,高电压、大电流开关使得电源工作损耗增大,限制了AC/DC变换器模块化的进程,因此必须采用电源系统优化设计方法才能使其工作效率达到一定的满意程度。
AC/DC变换按电路的接线方式可分为,半波电路、全波电路。按电源相数可分为,单相、三相、多相。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。
开关电源的选用
开关电源在输入抗干扰性能上,由于其自身电路结构的特点(多级串联),一般的输入干扰如浪涌电压很难通过,在输出电压稳定度这一技术指标上与线性电源相比具有较大的优势,其输出电压稳定度可达(0.5~1)%。开关电源模块作为一种电力电子集成器件,要注意选择。
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使用指南
提高待机效率的方法
切断启动电阻
对于反激式电源,启动后控制芯片由辅助绕组供电,启动电阻上压降为300V左右。设启动电阻取值为47kΩ,消耗功率将近2W。要改善待机效率,必须在启动后将该电阻通道切断。TOPSWITCH,ICE2DS02G内部设有专门的启动电路,可在启动后关闭该电阻。若控制器没有专门启动电路,也可在启动电阻串接电容,其启动后的损耗可逐渐下降至零。缺点是电源不能自重启,只有断开输入电压,使电容放电后才能再次启动电路。
降低时钟频率
时钟频率可平滑下降或突降。平滑下降就是当反馈量超过某一阈值,通过特定模块,实现时钟频率的线性下降。
切换工作模式
1.QR→PWM对于工作在高频工作模式的开关电源,在待机时切换至低频工作模式可减小待机损耗。例如,对于准谐振式开关电源(工作频率为几百kHz到几MHz),可在待机时切换至低频的脉宽调制控制模式PWM(几十kHz)。
IRIS40xx芯片就是通过QR与PWM切换来提高待机效率的。当电源处于轻载和待机时候,辅助绕组电压较小,Q1关断,谐振信号不能传输至FB端,FB电压小于芯片内部的一个门限电压,不能触发准谐振模式,电路则工作在更低频的脉宽调制控制模式。
2.PWM→PFM
对于额定功率时工作在PWM模式的开关电源,也可以通过切换至PFM模式提高待机效率,即固定开通时间,调节关断时间,负载越低,关断时间越长,工作频率也越低。将待机信号加在其PW/引脚上,在额定负载条件下,该引脚为高电平,电路工作在PWM模式,当负载低于某个阈值时,该引脚被拉为低电平,电路工作在PFM模式。实现PWM和PFM的切换,也就提高了轻载和待机状态时的电源效率。
通过降低时钟频率和切换工作模式实现降低待机工作频率,提高待机效率,可保持控制器一直在运作,在整个负载范围中,输出都能被妥善的调节。即使负载从零激增至满负载的情况下,能够快速反应,反之亦然。输出电压降和过冲值都保持在允许范围内。
可控脉冲模式(BurstMode)
可控脉冲模式,也可称为跳周期控制模式(SkipCycleMode)是指当处于轻载或待机条件时,由周期比PWM控制器时钟周期大的信号控制电路某一环节,使得PWM的输出脉冲周期性的有效或失效,这样即可实现恒定频率下通过减小开关次数,增大占空比来提高轻载和待机的效率。该信号可以加在反馈通道,PWM信号输出通道,PWM芯片的使能引脚(如LM2618,L6565)或者是芯片内部模块(如NCP1200,FSD200,L6565和TinySwitch系列芯片)。
输出计算
因开关电源工作效率高,一般可达到80%以上,故在其输出电流的选择上,应准确测量或计算用电设备的最大吸收电流,以使被选用的开关电源具有高的性能价格比,通常输出计算公式为:
Is=KIf
式中:Is—开关电源的额定输出电流;
If—用电设备的最大吸收电流;
K—裕量系数,一般取1.5~1.8;
接地
开关电源比线性电源会产生更多的干扰,对共模干扰敏感的用电设备,应采取接地和屏蔽措施,按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制,开关电源均采取EMC电磁兼容措施,因此开关电源一般应带有EMC电磁兼容滤波器。如利德华福技术的HA系列开关电源,将其FG端子接大地或接用户机壳,方能满足上述电磁兼容的要求。
保护电路
开关电源在设计中必须具有过流、过热、短路等保护功能,故在设计时应首选保护功能齐备的开关电源模块,并且其保护电路的技术参数应与用电设备的工作特性相匹配,以避免损坏用电设备或开关电源。
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产品特点
特点介绍
●电压输入范围宽,56VAC到650VAC;
●输入输出间隔离电压达4KVAC;●输出电压可调3-20v
●高效率、低噪音、稳定可靠; MSH微型开关电源●选用低阻抗长寿命电解电容;
●内置过流保护,输出可持续短路;
●输入、输出采用直焊式引脚,整体环保真空封装;
●成本低、体积小、重量轻、外围电路设计简单。
●优质的EMC指数,使本开关电源可以放心的应用到各种对EMC要求高的场合,减少对环境的电磁污染,更加节能环保,利用高频脉冲变压器内置屏蔽罩来提高EMC指数。
开关电源的三个条件
1、开关:电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态
2、高频:电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频
3、直流:开关电源输出的是直流而不是交流
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产品测试
耐压测试
(HI.POT,ELECTRIC STRENGTH ,DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND)KV
于指定的端子间,例如:I/P-O/P,I/P-FG,O/P-FG间,可耐交流之有效值,漏电流一般可容许10毫安,时间1分钟。
测试条件Ta:25℃;RH:室内湿度;测试回路。
说明耐压测试主要为防止电气破坏,经由输入串入之高压,影响使用者安全。
测试时电压必须由0V开始调升,并于1分钟内调至最高点。
放电时必须注意测试器之Timer设定,于OFF前将电压调回 0V。
安规认证测试时,变压器需另行加测,室内 ,温度25℃,RH:95℃,48HR,后测试变压器初/次级与初级/CORE。
生产线测试时间为1秒钟。
纹波测试
(涟波杂讯电压)
(Ripple & Noise)%,mv
直流输出电压上重叠之交流电压成份最大值(P-P)或有效值。
测试条件I/P: Nominal
开关电源伯特图O/P : Full Load
Ta : 25℃
测试回路
测试波形
说明示波器之GND线愈短愈好,测试线得远离PUS。
使用1:1之Probe。
Scope之BW一般设定于20MHz,但是对于目前的网络产品测试纹波噪声最好将BW设为最大。
Noise与使用仪器,环境差异极大,因此测试必须表明测试地点。
测试纹波噪声以不超过原规格值 +1%Vo。
漏电流测试
(洩漏电流) 开关电源电路示意图(Leakage Current)mA
输入一机壳间流通之电流(机壳必须为接大地时)。 测试条件I/P:Vin max.×1.06(TUV)/60Hz
Vin max.(UL1012)/60Hz
O/P: No Load/Full Load
Ta: 25 ℃
测试回路
说明L,N均需测。
UL1012 R值为1K5。
TUV R值为2K/0。15uF。
漏电流规格TUV:3。5mA,UL1012:5mA。
温度测试
(Temperature Test)
温度测试指PSU于正常工作下,其零件或Case温度不得超出其材质规
格或规格定值。
测试条件
I/P: Nominal
O/P: Full Load
Ta : 25℃
测试方法
将Thermo Coupler(TYPE K)稳固的固定于量测的物体上
(速干、Tape或焊接方式)。
Thermo Coupler于末端绞三圈后焊成一球状测试。
我们一般用点温计测量。
测试零件
热源及易受热源影响部分
例如:输入端子、Fuse、输入电容、输入电感、滤波电容、桥整、热
敏、突波吸收器、输出电容、输出电容、输出电感、变压器、铁芯、
绕线、散热片、大功率半导体、Case、热源零件下之P.C.B.……。
零件温度限制
零件上有标示温度者,以标示之温度为基准。
其他未标示温度之零件,温度不超过P.C.B.之耐温。
电感显示个别申请安规者,温升限制65℃Max(UL1012),75℃
Max(TUV)。
输入电压调节率测试
(Line Regulation), %
输入电压在额定范围内变化时,输出电压之变化率。
Vmax-Vnor
Line Regulation(+)=Vnor 开关电源适配器Vnor-Vmin
Line Regulation(-)=Vnor
Vmax-Vmin
Line Regulation=Vnor
Vnor:输入电压为常态值,输出为满载时之输出电压。
Vmax:输入电压变化时之最高输出电压。
Vmin:输入电压变化时之最低输出电压。
测试条件
I/P:Min./Nominal/Max
O/P:Full Load
Ta:25℃
测试回路
说明
Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor与Vmin-Vnor之±最大
值以mV表示,再配合Tolerance%表示。
负载调节率测试
(Load Regulation)%
输出电流于额定范围内变化(静态)时,输出电压之变化率。
|Vminl-Vcent|
Line Regulation(+)=×100%Vcent
|Vcent-VfL|
Line Regulation(-)=×100%Vcent
|VminL-VfL|
Line Regulation(%)=×100%Vcent
VmilL:最小负载时之输出电压 开关电源外壳VfL:满载时之输出电压
Vcent:半载时之输出电压
测试条件
I/P:Nominal
O/P:Min./Half/Full Load
Ta:25℃6.3测试回路:
6.4Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent与Vcent-Vmax.之±最大
值以mV表示,再配合Tolerance%表示。
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开关电源维修步骤
1、修理开关电源时,首先用万用表检测各功率部件是否击穿短路,如电源整流桥堆,开关管,高频大功率整流管;抑制浪涌电流的大功率电阻是否烧断。再检测各输出电压端口电阻是否异常,上述部件如有损坏则需更换。
2、第一步完成后,接通电源后还不能正常工作,接着要检测功率因数模块(PFC)和脉宽调制组件(PWM),查阅相关资料,熟悉PFC和PWM模块每个脚的功能及其模块正常工作的必备条件。
3、然后,对于具有PFC电路的电源则需测量滤波电容两端电压是否为380VDC左右,如有380VDC左右电压,说明PFC模块工作正常,接着检测PWM组件的工作状态,测量其电源输入端VC ,参考电压输出端VR ,启动控制Vstart/Vcontrol端电压是否正常,利用220VAC/220VAC隔离变压器给开关电源供电,用示波器观测PWM模块CT端对地的波形是否为线性良好的锯齿波或三角形,如TL494 CT端为锯齿波,FA5310其CT端为三角波。输出端V0的波形是否为有序的窄脉冲信号。
4、在开关电源维修实践中,有许多开关电源采用UC38××系列8脚PWM组件,大多数电源不能工作都是因为电源启动电阻损坏,或芯片性能下降。 当R断路后无VC,PWM组件无法工作,需更换与原来功率阻值相同的电阻。当PWM组件启动电流增加后,可减小R值到PWM组件能正常工作为止。在修一台GE DR电源时,PWM模块为UC3843,检测未发现其他异常,在R(220K)上并接一个220K的电阻后,PWM组件工作,输出电压均正常。有时候由于外围电路故障,致使VR端5V电压为0V,PWM组件也不工作,在修柯达8900相机电源时,遇到此情况,把与VR端相连的外电路断开,VR从0V变为5V,PWM组件正常工作,输出电压均正常。
5、当滤波电容上无380VDC左右电压时,说明PFC电路没有正常工作,PFC模块关键检测脚为电源输入脚VC,启动脚Vstart/control,CT和RT脚及V0脚。修理一台富士3000相机时,测试一板上滤波电容上无380VDC电压。VC,Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常,测量场效应功率开关管G极无V0 波形,由于FA5331(PFC)为贴片元件,机器用久后出现V0端与板之间虚焊,V0信号没有送到场效应管G极。将V0端与板上焊点焊好,用万用表测量滤波电容有380VDC电压。当Vstart/control 端为低电平时,PFC亦不能工作,则要检测其端点与外围相连的有关电路。
总之,开关电源电路有易有难,功率有大有小,输出电压多种多样。只要抓住其核心的东西,即充分熟悉开关电源的基本结构以及PFC及PWM模块的特性,它们工作的基本条件,按照上述步骤和方法,多动手进行开关电源的维修,就能迅速地排除开关电源故障,达到事半功倍的效果。
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开关电源维修技巧
开关电源的维修可分为两步进行:
断电情况下,“看、闻、问、量”
看:打开电源的外壳,检查保险丝是否熔断,再观察电源的内部情况,如果发现电源的PCB板上有烧焦处或元件破裂,则应重点检查此处元件及相关电路元件。资产管理
闻:闻一下电源内部是否有糊味,检查是否有烧焦的元器件。
问:问一下电源损坏的经过,是否对电源进行违规操作。
量:没通电前,用万用表量一下高压电容两端的电压先。如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障,则大多数情况下,高压滤波电容两端的电压未泄放悼,此电压有300多伏,需小心。用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况,电阻值不应过低,否则电源内部可能存在短路。电容器应能充放电。脱开负载,分别测量各组输出端的对地电阻,正常时,表针应有电容器充放电摆动,最后指示的应为该路的泄放电阻的阻值。
加电检测
通电后观察电源是否有烧保险及个别元件冒烟等现象,若有要及时切断供电进行检修。
测量高压滤波电容两端有无300伏输出,若无应重点查整流二极管、滤波电容等。
测量高频变压器次级线圈有无输出,若无应重点查开关管是否损坏,是否起振,保护电路是否动作等,若有则应重点检查各输出侧的整流二极管、滤波电容、三通稳压管等。
如果电源启动一下就停止,则该电源处于保护状态下,可直接测量PWM芯片保护输入脚的电压,如果电压超出规定值,则说明电源处于保护状态下,应重点检查产生保护的原因。[2]
G. 比亚迪秦Pro怎么样值得买吗
比亚迪秦作为一款国产的全电动汽车,在空间内饰和外观上都是不错的,是值得购买的混动汽车。比亚迪秦5.9秒的百公里加速,也让不少车友表示惊叹不已。
(7)明裕电路机扩展阅读:
比亚迪秦采用“双擎双模”混合动力,由1.5T涡轮发动机和110千瓦电动机结合组成,80公里纯电续航里程,随传随到的动力,带来了无可比拟的绿色出行体验。动力电池移至车身地板下,采用更高性能的后多连杆独立悬架,车辆整体的操控感有提升。只是没有备胎这一点,让人心里未免会有些担忧。
比亚迪秦适合在纯电模式下可满足短途下班代步使用,零排放,零污染;长途可用混合动力模式,根据国际标准测量核算,秦百公里油耗仅1.4升。
H. 电源裕量怎么计算
电源裕量计算是Pe=Pρeak-Pt。
裕量指的是特意为比正常要求量留出的富余量,但是这个量远远少于正常要求量。
电源是将其它形式的能转换成电能的装置,电源自磁生电原理,由水力、风力、海潮、水坝水压差、太阳能等可再生能源,及烧煤炭、油渣等产生电力来源,常见的电源是干电池直流电与家用的110V220V交流电源。
发电机能把机械能转换成电能,干电池能把化学能转换成电能,发电机、电池本身并不带电,它的两极分别有正负电荷,由正负电荷产生电压电流是电荷在电压的作用下定向移动而形成的,电荷导体里本来就有,要产生电流只需要加上电压即可。
,当电池两极接上导体时为了产生电流而把正负电荷释放出去,当电荷散尽时,也就荷尽流压消了。干电池等叫做电源,通过变压器和整流器,把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。能提供信号的电子设备叫做信号源。
晶体三极管能把前面送来的信号加以放大,又把放大了的信号传送到后面的电路中去,晶体三极管对后面的电路来说,也可以看做是信号源,整流电源、信号源有时也叫做电源。
I. 12v转220v逆变器2000W电路图
通常逆变器的输入电压为12V、24V、36V、48V也有其他输入电压的型号,而输出电压一般多为220V,当然也有其他型号的可以输出不同需要的电压。逆变器的价格和好坏主要是下面参数决定的:输出功率、转换效率、输出波形质量。只要比较一下这些参数就知道这款逆变器质量如何了。逆变器是一种常用设备,只要是属于常用型号,一般在电气维修点以及几乎所有的电子市场都会有售的,而且只要是技术还可以的电气维修店都是可以维修的,电子市场就更可以维修了。如果是非常用型号或者功率很大的情况下就只能去电子市场或者网上定制了。逆变器是把直流电能转换为交流电能(一般情况下为220V,50Hz的正弦波)的设备。它与整流器的作用相反,整流器是将交流电能转换为直流电能。逆变器由逆变桥、控制单元和滤波电路组成。广泛应用于空调、电动工具、电脑、电视、洗衣机、冰箱,、按摩器等电器中。
逆变器在选择和使用时必须注意以下几点:
1)直流电压一定要匹配;
每台逆变器都有标称电压,如12V,24V等,
要求选择蓄电池电压必须与逆变器标称直流输入电压一致。如12V逆变器必须选择12V蓄电池。
2)逆变器输出功率必须大于用电器的最大功率;
尤其是一些启动能量需求较大的设备,如电机、空调等,需要额外留有功率裕量。
3)正负极必须接线正确
逆变器接入的直流电压标有正负极。一般情况下红色为正极(+),黑色为负极(—),蓄电池上也同样标有正负极,红色为正极(+),黑色为负极(—),连接时必须正接正(红接红),负接负(黑接黑)。连接线线径必须足够粗,并且应尽可能减少连接线的长度。
4)充电过程与逆变过程不能同时进行,以避免损坏设备,造成故障。
5)逆变器外壳应正确接地,以避免因漏电造成人身伤害。
6)为避免电击伤害,严禁非专业人员拆卸、维修、改装逆变器。