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  • 直流稳压电源

    2020-10-27 00:33:00
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    小功率整流滤波电路

    单相桥式整流电路
    滤波电路

    线性稳压电路

    稳压电源的质量指标
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    开关式稳压电路

    开关式稳压电路的工作原理

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  • 而目前常见的直流稳压电源,大都采用串联反馈式稳压原理,通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压。由于电位器阻值变化的非线性和调整范围窄(约300 ),使普通直流稳压电源难以实现输出电压的精确调整...
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  • 常用的稳压电源包括线性电源和开关电源。...由于负载或交流电变化等原因,因此引入可调节电阻(实际是晶体管,抗干扰较差)以负反馈的方式形成闭环调节回路,调整元件与负载串联即为串联式。因此电路包...

    常用的稳压电源包括线性电源和开关电源。

    线性电源LDO(LOW DROP OUT)分为串联式和并联式,串联式负载通过电阻分压方式获得稳定电压,因此效率较低,通常为60%,且动态性较差;并联式通过分流方式消耗一部分功率,效率更低,容易产生精准电压。由于负载或交流电变化等原因,因此引入可调节电阻(实际是晶体管,抗干扰较差)以负反馈的方式形成闭环调节回路,调整元件与负载串联即为串联式。因此电路包括主回路及控制回路。输出负载RL通过并联足够大电容滤波,电容取值(时间常数)与工作频率下限成反比,通常取10%f代入计算。

    开关电源常见拓扑包括降压型(Buck/Forward)、升压型(Boost)及Buck-Boost/Fly-Back型,又可分为隔离式(输入输出共地)和非隔离式(AC-DC)。Buck式串入L可使C充电电压比较缓慢,但L两端电动势较大,因此需要引入续流二极管(schottky可满足快恢复正向压降小)在开关断开时形成放电回路,开关与二极管反向工作,用开关替代电阻使得效率可提高至90%以上。Boost型中L感应电动势及电源同时向负载供电,实现升压。Buck-Boost二极管反向实现反压,效率较前两者低。纹波和稳定性之间要折中考虑。
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    高频与低频的区别

    高频电路的负载电路一般为选频电路。

    低频电路的负载电路一般为电阻。

    低频:

    1.半导体器件

    1.1.PN结:

    1.偏置时,电场增强。

    2.正偏和反偏:

    正向偏置,扩散电流,正向电流大。

    反向偏置,漂移电流,反向电流几乎没有。

    1.2.二极管

    典型电路:钳位电路

    二极管负极电位=max[正极电位,负极电位]。

    典型电路:整流滤波电路

    只保留上半区波形。

    典型电路:稳压二极管

    1.稳压时,工作在反向击穿区。

    2.并联稳压。

    1.3.BJT

    截止区:e反向偏置,c反向偏置。

    放大区:e正向偏置,c反向偏置。

    饱和区:e正向偏置,c正向偏置。

    2.温度越高,放大系数增大。

    低频:

    2.基本放大电路

    2.1.三种接法

    三种接法:共x->x极接地或经过电阻后接地

    共E:放大i,u

    共C:放大i

    共B:放大

    2.2.结构

    RB:提供iB

    RC:提供iC,将iC转换为uC

    VCC:提供能源,保证工作在放大区。

    2.3.等效电路

    直流等效:C开路。确定静态工作点。

    交流等效:C、uS短路。确定交流参数(rbe,Ri,Ro,Au)。

    2.4.失真

    截止失真:削正半周。静态工作点过低。减少RB。

    饱和失真:削负半周。静态工作点过高。增大RB。

    2.5.求静态工作点

    求静态工作点:

    通过RB求UBQ->通过UBQ和UBEQ求IEQ->通过IEQ求IBQ、UCEQ

    4.反馈

    4.1.电压/电流反馈

    电压xx:反馈电路接输出点和输出点在同一极

    4.2.串联/并联反馈

    xx串联:反馈信号与xS串联(u相加)

    xx并联:反馈信号与xS并联(i相加)

    4.3.反馈的影响

    电压xx:稳定uo,Ro减小

    xx串联:Ri增大

    5.振荡器

    5.1.概念

    直流(VCC)变交流震荡,无需外加激励。

    5.2.平衡与稳定条件

    振荡平衡条件:幅度AF=1,相位2n·pi

    起振平衡条件:幅度AF>1

    振幅平衡稳定条件:放大器的放大倍数随振幅的增大而下降,即有源器件处于非线性状态

    相位平衡稳定条件:相频特性曲线在谐振频率附近具有负的斜率,即LC并联谐振回路

    5.3.组成

    放大电路,正反馈,选频,稳幅

    正反馈:等效于引入负电阻,抵消LC回路电阻到0,从而获得等幅振荡。

    5.4.类型:

    <几兆Hz(低频):RC(文氏电桥)

    几十k~几百兆Hz(高频):LC

    石英晶体振荡电路:

    核心是晶振。原理是压电效应。

    优点:频率高度稳定,高振荡频率

    LC反馈性振荡电路:

    起振条件

    E两端同为L或C,B两端一个L一个C

    电感反馈式三端振荡器(哈特莱振荡器)

    特点:C与B接于LC回路两端,E接于L中部

    优点:容易起振,改变C不影响F。

    缺点:波形不够好,工作频率升高影响F。

    电容反馈式三端振荡器(考毕兹振荡器)

    特点:与哈特莱类似,但LC互换,E接于两个C之间

    优点:波形好,适用于高工作频率,加大C可使频率稳定。

    缺点:改变C影响F,但可通过L并联一个可变C来解决。

    克拉泼振荡器

    特点:与考毕兹类似,但L额外串联一个C。

    优点:串联C和L决定f,并联C决定F

    缺点:若串联C过小会导致难以起振

    6.稳压电源

    组成

    整流电路、滤波电路、稳压电路

    整流电路

    单相桥式整流:二极管方向都是从左指向右

    滤波电路

    电容并联滤波

    稳压电路

    稳压二极管并联稳压

    高频:

    1.高频小信号放大器

    1.1.组成

    负载(选频电路),放大器

    分类:

    负载:谐振放大器(LC谐振回路),集中选频放大器(石英晶体)

    1.2.性能指标

    Au和Ap

    BW:3dB

    选择性Kr0.1:

    工作稳定性:

    噪声系数SNR:越接近

    1.3.选频电路

    LCR串联:f,Q,BW。大于f呈L。

    LCR并联:f,Q,BW。大于f呈C。

    集中选频放大器

    1.4.放大电路

    单管共E电路:

    差动电路:

    2.高频功率放大器

    2.1.区别

    器件 增益 晶体管工作状态 输入信号
    高频小信号放大器 U 线性 高频小信号
    高频功率放大器 P 非线性 高频大信号

    2.2.典型电路:丙类

    组成

    谐振回路:选基频,阻抗匹配

    丙类放大器:正半周放大管导通,导通角<90

    为什么选丙类

    丙类的导通角,使得它在同样输出P的情况下C耗散P最小。

    1.放大器原理都是利用输入到B的信号,控制C的VCC所提供的直流P,将直流P转变为交流输出P。

    2.VCC所提供的直流P总有一部分成为C耗散P。设法降低C耗散P,则交流输出P会增大。

    3.C耗散P总是等于uC·iC。只要谐振回路对基频呈纯电阻型阻抗(即谐振),则iC只在uC很低的时间内通过,C耗散P就能减小。

    分析方法

    折线法:

    工作状态

    1.欠压:

    过压:RP变化时,uO比较平稳

    临界:输出P最大

    2.VCC增加,进入欠压状态,Icm与输出P影响不大,因此要在过压区C调幅。

    3.Vbm增加,进入过压状态,Icm与输出P影响不大,因此要在欠压区B调幅或已调波放大。

    功率

    Po=IC1·IC1·R/2

    Pe=VCC·IC0

    3.混频/变频/超外差

    含义

    将调幅波的载波频率从高频变为中频。

    输入:高频调幅波fs

    本地:本振等幅波fo

    输出:中频调幅波fi=fo-fs

    原理

    1.由于器件在非线性状态下,i-u特性曲线非线性,可通过傅里叶变换分解成正弦函数之和,导致通过该器件的正弦波会产生基波f以外的谐波。

    2.谐波最高次数n为3,即一般不超过三次谐波。

    3.非线性电路不满足叠加原理。

    4.混频统一变为固定中频,使中频放大器的性能指标与载波频率无关,从而使接收机的灵敏度和选择性稳定。

    电路

    共E,B接输入fs,E接本地fo。

    放大器完成混频和振荡器的工作。

    优点:波形好,失真小。

    干扰

    p+q≤谐波次数n

    组合频率干扰

    fsp±1qpfi f_s\approx \frac{p\pm 1}{q-p}f_i

    表现:哨叫声

    副波道干扰

    fn1q(pfo±fi) f_n\approx \frac{1}{q}\left( pf_o\pm f_i \right)

    表现:哨叫声

    中频干扰

    副波道干扰中,p=0,q=1

    表现:哨叫声

    镜像干扰

    副波道干扰中,p=1,q=1

    交调

    克服干扰

    1.最关键:提高前端电路选择性

    2.合理选择fi

    3.合理选用电子器件与工作点

    4.调幅AM的调制与解调

    4.1.调制

    利用信号控制载波的某一参数,使载波的该参数随信号而变化。

    调制前的是调制信号,调制后的是调幅波。

    连续波调制:AM、FM、PM。控制载波的A、f、θ。

    脉冲波调制:

    4.2.调幅波的性质

    调幅度越高,上下边带功率越大,而边带包含信号,因此传输能力越强。

    1.调制信号的频谱被搬移到以载波频率为中心的位置,有上边带和下边带。

    2.载波功率占调幅波功率的绝大部分,但并不包含信号。

    3.调幅度越高,载波功率占调幅波功率的比重越低。

    4.3.1.平方律调幅

    原理

    调制信号与载波相加,同时加入非线性器件(二极管或BJT),然后通过BPF

    特点

    调幅度低

    4.3.2.平衡调幅BM/DSB调幅

    特点

    输出DSB,即只有上下边带,没有载波

    4.3.3.SSB调幅

    原理

    BM后抑制一个边带(例如通过滤波器或移相)

    4.3.4.高电平条幅

    4.5.检波/解调

    还原信号与AM信号的包络变化规律一致。

    组成:非线性器件,LPF

    4.5.1.包络检波

    输入

    除了SSB

    原理

    非线性器件(二极管或BJT)完成频率变换,然后通过LPF

    4.5.2.同步检波

    输入

    DSB和SSB

    原理

    输入信号与本地载频信号(与输入信号载频完全相同)相乘,然后通过LPF

    5.调频FM的调制与解调

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    扩展资料:

    电磁炉使用注意事项

    1、功率输出稳定性:优质的电磁炉应具备输出功率自动调整功能,这一功能可改善电源适应性和负载适应性。有些电磁炉不具备这一功能,电源电压升高时,输出功率急剧上升。

    2、可靠性与有效寿命:电磁炉的可靠性指标一般用MTBF表示,单位为“小时”,优质产品应在1万小时以上。电磁炉寿命主要取决于使用环境、维护保养及主要元器件的寿命。

    3、外观与结构:优质产品一般外观整洁挺括、图案字形清晰、色泽鲜艳,塑料配件无明显的凹凸不平,上下盖配合紧密,给人以舒适感,内部结构布局合理、安装牢固、通风良好、接触可靠。

    参考资料:百度百科-电磁炉

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串联反馈式稳压电路