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  • 面试必备!58道硬件考题汇总

    面对换工作,可能大家都比较发愁面试 不是因为能力不够,更不是因为专业知识欠缺 也许就是担心当下的紧张范围 担心发挥不好,担心准备的不够充分 ………… 今天帮大家整理了5个硬件面试题 我们不打无准备的仗 01 请列举您知道的电阻、电容、电感品牌(最好包括国内、国外品牌) ▶电阻 美国:AVX、VISHAY威世 日本:KOA兴亚、Kyocera京瓷、muRata村田、Panasonic松下、ROHM罗姆、susumu、TDK 台湾:LIZ丽智、PHYCOM飞元、RALEC旺诠、ROYALOHM厚生、SUPEROHM美隆、TA-I大毅、TMTEC泰铭、TOKEN德键、TYOHM幸亚、UniOhm厚声、VITROHM、VIKING光颉、WALSIN华新科、YAGEO国巨 新加坡:ASJ 大陆:FH风华、捷比信 ▶电容 美国:AVX、KEMET基美、Skywell泽天、VISHAY威世 英国:NOVER诺华 德国:EPCOS、WIMA威马 丹麦:JENSEN战神 日本:ELNA伊娜、FUJITSU富士通、HITACHI日立、KOA兴亚、Kyocera京瓷、Matsushita松下、muRata村田、NEC、nichicon(蓝宝石)尼吉康、Nippon Chemi-Con(黑金刚、嘉美工)日本化工、Panasonic松下、Raycon威康、Rubycon(红宝石)、SANYO三洋、TAIYO YUDEN太诱、TDK、TK东信 韩国:SAMSUNG三星、SAMWHA三和、SAMYOUNG三莹 台湾:CAPSUN、CAPXON(丰宾)凯普松、Chocon、Choyo、ELITE金山、EVERCON、EYANG宇阳、GEMCON至美、GSC杰商、G-Luxon世昕、HEC禾伸堂、HERMEI合美电机、JACKCON融欣、JPCON正邦、LELON立隆、LTEC辉城、OST奥斯特、SACON士康、SUSCON冠佐、TAICON台康、TEAPO智宝、WALSIN华新科、YAGEO国巨 香港:FUJICON富之光、SAMXON万裕 大陆:AiSHi艾华科技、Chang常州华威电子、FCON深圳金富康、FH广东风华、HEC东阳光、JIANGHAI南通江海、JICON吉光电子、LM佛山利明、R.M佛山三水日明电子、Rukycon海丰三力、Sancon海门三鑫、SEACON深圳鑫龙茂电子、SHENGDA扬州升达、TAI-TECH台庆、TF南通同飞、TEAMYOUNG天扬、QIFA奇发电子 ▶电感 美国:AEM、AVX、Coilcraft线艺、Pulse普思、VISHAY威世 德国:EPCOS、WE 日本:KOA兴亚、muRata村田、Panasonic松下、sumida胜美达、TAIYO YUDEN太诱、TDK、TOKO、TOREX特瑞仕 台湾:CHILISIN奇力新、Mag.Layers美磊、TAI-TECH 台庆、TOKEN德键、VIKING光颉、WALSIN华新科、YAGEO国巨 大陆:Gausstek丰晶、GLE格莱尔、FH风华、CODACA科达嘉、Sunlord顺络、紫泰荆、肇庆英达 02 请解释电阻、电容、电感封装的含义:0402、0603、0805 表示的是尺寸参数。 0402:40*20mil 0603:60*30mil 0805:80*50mil 03 请说明以下字母所代表的电容的精度:J、K、M、Z。 J:±5% K:±10% M:±20% Z:+80%~-20% 04 请问电阻、电容、电感的封装大小分别与什么参数有关? 电阻封装大小与电阻值、额定功率有关; 电容封装大小与电容值、额定电压有关; 电感封装大小与电感量、额定电流有关。 05 如果某CPU有很多IO端口需要接上下拉电阻,电阻范围1~10K 欧姆均可。以下规格的电阻,您会选择哪一种:1K/1%、4.99K/1%、10K/1%、1K/5%、2.2K/5%、4.7K/5%、8.2K/5%、10K/5%、3.9K/10%、5.6K/10%、4.7K/20%?说明你选择该电阻的理由。 从理论上来说,1~10K的电阻都可以采用,但如果从价格上考虑,当然是4.7K/20%的最合算。 06 请简述压敏电阻工作原理。 当压敏电阻上的电压超过一定幅度时,电阻的阻值降低,从而将浪涌能量泄放掉,并将浪涌电压限制在一定的幅度。 07 来源:网络 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-04-07 关键词: 硬件 电阻 电容 电感

  • 关于现在常见的电源适配器的一些保养方法解析

    关于现在常见的电源适配器的一些保养方法解析

    在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的电源适配器,那么接下来让小编带领大家一起学习电源适配器。现如今电子数码产品在我们的日常生活中随处可见,特别是“电源适配器”;我们平时都需要用电源适配器供电:手机要电源适配器充电,家用电器和电子产品也都需要电源适配器充电等等。但是如果使用不当,则有可能会酿成事故的发生。那么你知道常见的电源适配器保养方法嘛? 1.避免潮湿的环境:使用笔记本电源适配器时,请注意避免潮湿的环境。电源适配器的功能是将220伏特的家用直流电转换成直流电,因此切勿在潮湿的环境中使用。无论将电源适配器放在桌子上还是地面上,请注意不要将水杯放置在杯子上或周围弄湿东西,以免适配器被水烧坏。 2.防坠落和防振。尽管我们的电源在产品出厂之前已经通过了跌落测试,但是适配器的内部组件无法承受剧烈的敲打,这可能导致组件掉落,尤其是在使用过程中避免从高处掉下。 以免对电源适配器造成损坏。 3.注意高温环境下的散热:在室温较高的环境中,我们可以将适配器放在侧面,并注意电源适配器的散热。与膝上型计算机不同,电源适配器只是密封的精密电器,与也可以通过风扇消散的计算机不同。由于适配器本身的工作是一个耗散热量很大的过程,因此,如果室温仍然较高,则对于电源适配器的维护将是不利的。切记不要在高温下使用电源适配器太长时间。如果必须长时间使用,则需要注意其散热,例如使用风扇来辅助对流散热。也可以在适配器和台式计算机之间插入狭窄的塑料块或金属块,以提高适配器周围的空气对流速度并加快适配器的散热速度。 4.检查电容器,电阻和电感是否有问题。如果电容器鼓胀,最好及时更换以避免潜在的危险。请注意电源线,并在缠绕笔记本计算机电源线时要注意避免损坏内部电缆并导致电路中断。如果外部电源不供电,则可以插入笔记本电脑的电池以进行尝试。如果便携式计算机可以正常启动,则可能是便携式计算机的电源线或便携式计算机的电源适配器有问题。然后用万用表检查笔记本电源线是否有问题,以简化故障排除的难度。请勿在开始时尝试打开笔记本电源适配器外壳。 5.使用匹配型号的电源适配器:众所周知,笔记本电脑电源适配器通常由两部分组成,一个是电源线,一端是电源插头,一端可以插入适配器,然后另一部分是适配器主体,并连接到计算机。数据线。如果原始笔记本适配器已损坏,则应购买并使用与原始型号匹配的产品。如果您使用类似的模仿产品,则可能可以在短时间内使用它,但是由于制造工艺的不同,长期使用将具有更大的风险,甚至会造成短路,烧毁和其他危险。 6.如果原始笔记本电源适配器存在问题,并且无法修复,则只要输出电压和电流与接口相同,您可以先用另一个适配器替换它。另外,请勿尽可能地损坏外壳。外壳损坏后,会出现诸如电磁辐射增强之类的问题,这将影响笔记本计算机的稳定性。它对自己的身体也非常有害。如果外壳损坏,请尝试将其送去维修。打开外观并打开屏蔽层后,最好先检查焊脚,用肉眼可以观察到。该电路是间歇性的,通常是由于接触不良所致。 7.经常擦拭和清理灰尘:笔记本电源适配器的维护需要经常清洁灰尘,并小心操作以防止碰撞。如上所述,笔记本电源适配器是会产生大量热量并需要良好散热的电器。但是,由于其自身的设计,许多电源适配器的散热都很差。在日常使用和维护中,应经常使用干燥的软布或纸巾擦拭表面灰尘,以防止灰尘进入间隙并降低散热性能。 相信通过阅读上面的内容,大家对电源适配器有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

    时间:2021-04-05 关键词: 电源适配器 电阻 电感

  • 只需五张图!带你看懂电感的读法与分类

    电感定义:是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。 电感(Inductor):通常用字母“L”表示。 电感的单位是亨利,简称亨,符号是H,常用的电感单位有亨(H)、毫亨(mH)、微法(μH)。 换算关系是: 1H=1000mH 1mH=1000uH 电感在原理图中的符号表示如图1。 图1 在实际电子产品应用中,根据电感“通直流,阻交流”的特性,在电路中所起的作用主要是滤除高频干扰信号。 常用的电感根据安装方式大致可分为这么几类,如图2。 图2 电感的主要参数有标称电感量,直流电阻DCR,额定电流,有些直接把电感量标在电感的本体上,叠片电感除外,由于体积与工艺的关系没法标示,在实际更换中需直接LCR电桥测量。像其它的类型的电感读法,有数码标注法,文字符号标注法,如图3。 图3 别一种是色码标注法,前二位是阻值的有效数,第三位表示10的几次方(后面加几个0),默认单位是uH,如图4。 图4 这里再简单说下EMI中差模电感与共模电感的作用,如图5。 图5 差模电感:主要滤除骚扰电磁场在线-线之间产生差模电流,在负载上引起干扰。 共模电感:主要滤除骚扰电磁场在线-地之间产生共模电流,共模电流在负载上产生差模电压,引起干扰。 END 版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。 ▍ 推荐阅读 滤波器参数还在盲调?耐心看完这篇! 21种表面处理工艺,你都知道吗? 一文读懂电子电路图 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-04-02 关键词: 磁场 电感

  • 测量电感、变压器的饱和电流的方法

    在许多文章里面,经常反反复复的强调:不管是ACDC变换器,还是DCDC变换器,都要校核变压器或电感的饱和电流,其饱和电流必须大于系统设定的OCP电流,并保证足够的余量。 电感的厂家数据表通常会给出其产品的饱和电流,而ACDC的变压器,例如反激变换器变压器,基本上都是工程师自己设计的,设计过程中,基于圆整的初级匝数或电感,然后调整电感磁芯的气隙大小,很少校核变压器实际的饱和电流值。 那么,工程师在实验室,如何自己测量电感或变压器的饱和电流? 过去的数十年中,作者和很多的工程师交流过,把这个小技巧分享过给大家。现在,在这里详细的说明。 1、电感或变压器的饱和电流测量步骤 电感或变压器的饱和电流测量步骤如下: 图1:电感的饱和电流测量 1、用导线L1把直流电源的正端和电感的管脚A连接起来,导线L1的端点和电感的管脚A可以焊起来。 2、直流电源输出电压设定在10V,设定好直流电源的限流电流,可以先设定一个较小的值,如1A。 3、将电流探头连接在示波器的接口上,电流探头的卡口端卡在导线L1上,注意电流探头的方向,和测量的电流方向一致。 4、将导线L2的一端和和直流电源的负端连接好。 5、示波器调在电流探头连接的通道触发,触发值调在较低的值,如0.2A;同时,示波器调在单次触发。 6、按直流电源输出键,输出直流电压;用手拿着导线L2的另一端,让导线头去触碰电感的管脚B端,然后迅速拿开导线L2,让导线头和电感的管脚B端脱离接触。 7、适当缩小时基,观察示波器的波形,如果电感电流的波形后面变平,则增加直流电源的限流点,重复步骤5、步骤6,直到出现如图2的电感电流波形。 8、测量电感电流波形的拐点位置,即约为电感的饱和电流。图2中,拐点位置约为13A,电感的饱和电流约为13A。 时基(X轴)和电流刻度(Y轴)开始的时候可以先设定大一些的值,然后,依据测量波形的情况,逐渐的缩小到合适的范围,保证能看到完整的电流波形即可。 图2:电感的电流波形,L=10uH,Vin=10V 变压器初级的饱和电流的测量过程同上,只是测量的时候,所加的电压可以用高一些,如使用20V,或更高的电压。 2、测量原理 当电感二端加上电压,电感激磁,电感电流随着时间线性增加: L*dt/dt = V 电感饱和时,L突然急剧变小,激磁电压不变,那么,电感电流变化率di/dt会急剧变大: dt/dt = V/L 电感电流变化率di/dt急剧变大的拐点位置,即为电感的饱和电流。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-03-24 关键词: 变压器 饱和电流 电感

  • 一文让你看懂电感磁芯材料

    1、磁芯材料 基本概念 ui值 AL值:电感系数。表CORE成品所具备的帮助线圈产生电感的能力。其数值等于单匝电感值,单位是nH/N2。 磁滞回线:1﹕B-H  CURVES  (磁滞曲线) Bms:饱和磁束密度,表示材料在磁化过程中,磁束密度趋于饱和状态的物理量,磁感应强度单位﹕特斯拉=104高斯。 我们对磁芯材料慢慢外加电流,磁通密度(磁感应强度)也会跟着增加,当电流加至某一程度时我们会发现磁通密度会增加很慢,而且会趋近一渐进线,当趋近这一渐进线时这个时候的磁通密度我们就称为的饱和磁通密度(Bms) Bms高:表明相同的磁通需要较小的横截面积,磁性组件体积小。 Brms:残留磁束密度,也叫剩余磁束密度,表示材料在磁化过程结束以后,外磁场消失,而材料内部依然尚存少量磁力线的特性。 Hms:能够使材料达到磁饱和状态的最小外磁场强度,单位﹕A/m=104/2π奥斯特。 Hc:矫顽力,也叫保持力,是磁化过程结束以后,外磁场消失,因残留磁束密度而引起的剩余磁场强度。因为剩余磁场的方向与磁化方向一致,所以,必须施加反向的外部磁场,才可以使残留磁束密度减小到零。 从磁滞回线我们可以看出:剩磁大,表示磁芯ui值高。磁滞回线越倾斜,表示Hms越大磁芯的耐电流大。矫顽力越大,磁芯的功率损耗大。 铁粉芯: 铁粉芯是磁芯材料四氧化三铁的通俗说法,主要成分是氧化铁,价格比较低,饱和磁感应强度在1.4T左右:磁导率范围从22-100,初始磁导率ui值随频率的变化稳定性好,直流电流迭加性能好,但高频下消耗高。 该材料可以从涂装颜色来辨认材质,例如:26材:黄色本体/白色底面,52材:绿色本体/蓝色底面。该类材料价格便宜,如果感量不很高,该材料是首选。可以根据感量大小和IDC要求,选择所需材料,8材耐电流最好,26材最差,18材在两者之间,但8材AL值很低。铁粉芯材料一般都用来做小感量耐大电流的电感器。 该类材料最常用于TOROID CORE,一般有较好的耐电流特性。其表面阻抗介于Mn-Zn系与Ni-Zn系之间,有一定的导电能力,所以CORE体表面均有绝缘涂装层,TOROID CORE里的26.18.52材,均以铁粉为主要成分。该类材料除用于制作环形常态电感外,也常用于制作环形变压器。 另有TOROID CORE 里8材。SF53材,有超强的耐电流特性,常用于制作耐电流10A以上的低感组件。(主机板常用) 5、铁粉芯具有出色的噪音抑制和吸收能力,其性能优于金属迭片和铁氧体。 Mn-Zn类:(70%Fe2O3  17%MnO  13%ZnO) 该材料导电能力很强,一般需要涂装绝缘,涂装层一般为绿色,通常是根据特性要求来选择材料,对于较大感量通常选用Mn-Zn材料,Mn-Zn材料易磁饱和,即IDC1很小,通过厂商的产品目录查出对应的电感系数(AL值),再通过公式L=AL.N²算出所需要的圈数,Mn-Zn材料特性不稳定,通常感量范围要定为30%或以上!该材质受外界温度,压力的影响比较明显,因此一般我们在做该类样品的时候通常把感量定到XXuH MIN,如果客户有感量范围要求时,我们必须要用自干型胶水(1005A/1005B)来固定BASE或隔板,切记不可烘烤! 该类材质最常用于高感环形电感器。也广泛用于EI,EE,UU型磁芯所构成之滤波器。高频变压器等;DR CORE 偶尔有用到。 Mn-Zn系材料具有高ui值,适合做低圈高电感(环形电感耐电流差)其ui值常用Rxx表示,例如: R2.5K表示ui值为2500。 另外常用R5K,R7K,R8K,R10K,R12K,R15K等。 即使同等ui值材质,其规格尺寸大小不同时,反应出来的Al值亦不同,Al值正比于其有效横截面积。 Mn-Zn材质一般具有很小的表面阻抗,几乎相当于电的良导体,所以该类材质必须有良好的绝缘层以隔绝线圈本体,否则极易产生初次级线圈之间的高压击穿。Mn-Zn系材质,特别是其中的高ui材质,其特性受温度。应力的影响极其显着,并且无固定规律可循。待100℃~130℃烘烤后其L值一般升高10~15%。 Mn-Zn铁氧体材料系列是一种高频低功耗材料,它的特点是在高频高磁通密度的条件下具有低的功耗,该材料主要运用与开关电源,主变电源,主变压器和电视,计算器机显示器,CRT 管的变压器磁芯。 该类材料最为广泛地应用于CHOKE类电感线圈,其主要成分为三氧化二铁,外加少量氧化锌、氧化镍、氧化铜、氧化钴等微量元素构成,特性稳定,变异性小。各家协力厂商制造技术均已臻娴熟,价位较低,是普通扼流线圈的首选磁芯。其中因微量元素的不同而致使该类材料又呈现出不同的特性 。 Ni-Zn磁环通常不涂色,要求测阻抗,即Z值。有时也要求感量。我们厂用到的Ni-Zn磁环并不多。一般都是RH,R6H,RID等BEAD类型,主要供货商是优磁。TOROID产品有时也会用到Ni-Zn材料。一般涂绿色,跟MN-ZN材料颜色一样,要注意区分。 Ni-Zn材料具有很高的表面阻抗,是电的绝缘体,用来做EMI防磁干扰(低频低阻抗,高频高阻抗) Ni-Zn材料一般都是具有低的饱和磁束密度(BS)与高的矫顽力(HC),无法耐大电流与多的磁滞损失,具有高的表面阻抗。 韩国CSC金属磁粉磁环: MPP类 MPP CORES铁镍钼金属磁粉芯 Mn-Zn 电感器设计注意事项 电感器的频率特性主要由三个因素影响 A、磁芯材料损耗的影响是最主要的,它导致Q值从最大值后呈现负斜率。 B、介电损耗也是影响的因素,特别是在高频段尤为明显。 C、第三个影响因素是分布电容和电感的自谐振效应。 自谐振频率对电感器的性能起到负面影响,自谐振频率是由分布电容和自感所决定,而分布电容是由绕线方法所决定的。尽量减少分布电容是绕线设计中非常重要的考虑目标。对于环型磁粉芯的绕线,它的有效电容是与电感并联的,这个分布电容是线与线之间,层与层之间和绕线本身与磁粉芯之间的电容之和。 好的绕线设计技术就是要尽量缩小圈数之间的电压,力求尽量减少分布电容,比如将绕线划分成几组,或者使用绕线排更可以有效较少电容量。在绕线和内部分段连接技术中,应尽量避免使输入端与输出端靠的太近,因为在着两个部分具有圈与圈间最大的势能,并因此而分布最大的有效电容值。同时,湿度指标和灌封与封装材料的绝缘常数也会提高分布电容值。 在铁氧体磁芯内采用开气隙的方式,可降低磁芯的有效磁导率,从而降低工作的磁通密度,但这种气隙可以造成严重的局部化气隙损耗问题,当频率高于100KHz时,尤其显著,在很多的例子里,气隙损耗都会超过磁芯损耗,由于磁粉芯的气隙是均匀分布的,所以这类局部化气隙损耗基本上是不存在的。 如果选用任何不适当的磁芯材料或小于指定尺寸的磁芯,磁芯会因为进行过高频率的磁芯损耗而产生温升,从而更可能导致热衰败。 在选择适合的磁粉芯材料前,比寻确定电感器摆动的重要性,选取原则是保证磁粉芯不被磁饱和为前提。 判断磁粉芯温度的"过热点"的最佳方法是在磁芯打一个小的盲孔,并插入温差电偶丝,要求电偶丝与磁芯紧密接触才能得到精确结果,必须严密注意通风死角的温度情况,因为这些死角处的温度比冷风通道处的温度要高。建议单元组件在最恶劣条件下运行4-8小时,或运行导电感器达到热平衡为止。这样才能获得真正的磁粉芯的最高温度。要注意磁粉芯有不同的导热系数,会形成温度分级情况。 磁粉芯的原料磁粉有磁力格化现象,即是说当磁粉被磁化时,它们尺寸会发生轻微的变化,此情况在可听频率>20KHz以上应用中无关紧要,但在某些50Hz的用途中,磁芯会有蜂鸣噪音出现,这种情况在E形磁芯比在环形磁芯更明显,也会随着交流磁通密度的变化而改变。 来源:网络 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-03-23 关键词: 磁芯材料 电感

  • BUCK变换器输出电感的选择步骤

    BUCK变换器输出电感的选择步骤如下。 1、初步计算电感值 BUCK变换器通常利用下面的二个公式来选择电感: 输入电压Vin有一定的波动范围,Vin在最大值、也就是占空比D最小时,电感的电流纹波最大,为最恶劣的情况。在这个条件下,上管关断时间toff(max)、也就是下管开通时间最大。 其中,Ts为开关频率。 通常,设定电感的电流纹波系数r,得到电感的电流的变化值DI,由公式1就可以计算电感值。 其中,Io为输出电流,r通常取0.2-0.4倍的Io。 电感电流纹波系数r取值范围为什么要在0.2-0.4之间? (1)r过小,会产生如下问题: 磁芯的体积正比储存的能量,r过小导致电感尺寸、体积变大,成本变高。如果磁芯不变,电感值大,纹波小,需要更多匝数的线圈才能得到更大的电感值,同时,导致饱和电流降低。同样饱和电流,电感值加大,只有选用更大体积的磁芯。对于电流模式,电感值过大,电流纹波系数过小,系统的瞬态响应速度变慢。 (2)r过大,会产生如下问题: 电流模式的r取值增加,电感值小,瞬态响应速度快。但是,r过大,输出电流纹波加大,输出电压纹波也变大。电容的有效值电流、开关管的峰值和有效值电流都会增加。输入电容的体积取决于流过的纹波电流,电流有效值增大一倍,体积增大四倍。 同时,r在0.2-0.4之间,电感的能量曲线出现一个拐点,如图1所示。因此,r取在0.2-0.4之间,是多个因素优化折衷考虑的结果。 图1:电感电流纹波系数优化图 National Semiconductor Application Note 1197 电感的取值,总体需要考虑下面三个因素,然后取三个值中的最大电感值。 (1)计算Vin最大时,满足纹波和峰值限流点的最小电感值; (2)计算变换器在CCM连续模式下的最小电感值; (3)计算加入斜坡补偿后,避免次谐波振荡的最小电感值。 电感电流纹波系数的选择,就是考虑第一个条件的计算结果。第二个条件结合连续模式的最小电流,很容易计算出结果。很多IC内部加了斜坡补偿,斜坡补偿加入后,会影响最大峰值限流点,峰值限流点和Vin,Vo、Io和电感相关,很多IC内部已经考虑了斜坡补偿不影响最大的输出电流。 考虑斜坡补偿的最小电感值的计算公式: 其中,S为IC内部所加的斜坡补偿值,A/ms。Q为品质因素,通常取2。在占空比大于50%才使用上述公式。 上述的计算值要考虑电感值的误差和温度的变化,然后圆整为标称的电感值,如4.7mH 、10mH等;然后使用标称的电感值,回过去,计算相应的电感纹波和其他参数值。 2、校核电感的饱和电流 在电感的数据表中,电感的供应商提供的电感值,通常是在电流为0时的测量值,饱和电流是指电感值下降到标称值10%的工作电流。 图2:电感的数据表 图3:电感的饱和电流 电感的饱和电流会随着工作温度的增加而降低,所以,要在最极端的条件下,校核电感的饱和电流值,考虑的因素如下。 (1)最高的工作温度; (2)最大的输入电压; (3)IC在极端条件下,最大的过流保护点; (4)IC在极端条件下,最大的前沿消隐时间或电流检测信号的延时; 对于峰值电流模式,前沿消隐时间内,系统过流保护是不起作用的,如果此期间发生电感饱和,就必须考虑此时间结束后、OCP发生作用时,电感电流的最大值,这个电流通常会大于IC的数据表的OCP值。 设计原则:电感的饱和电流大于IC在最恶劣控制条件下电感可能工作的最大电流,而不是IC数据表中最大过流保护OCP值。 3、优化电感的工作温度和功率损耗 电感的损耗包括磁芯损耗(铁损)和线圈损耗(铜损),电感最理想的工作状态就是铁损和铜损相等。减小铜损耗方法有:减小绕组的匝数,或使用更粗的铜线;减小铁损耗方法就是减小磁感应强度B变化率或使用损耗更小的磁芯材料。 电感的损耗随温度的变化有一个温度拐点,温度升高,损耗降低;当到达某一个温度点后,温度升高,损耗反而增加。在超过拐点以上温度工作时为正温度系数区,电流增加,温度升高,电感减小,电流进一步增加,因此工作在正温度系数区比较危险,从设计角度,不希望电感工作在正温度系数区。 图4:电感的温度和损耗 最好的设计原则就是:电感的最高工作温度选在拐点附近靠左边的区域,这样电感的总损耗最小,系统的效率最高。 在实际应用中,如果电感的温度过低,可以在PCB上调整电感和功率MOSFET的距离,适当增加电感的温度,保证其工作在最优的状态。在一些低压大电流输入的逆变器中,可以把功率MOSFET的散热器贴在变压器上,适当增加变压器的温度,从而提高系统的效率。 4、选择电感的形状和封装 根据成本和系统要求,可以选择插脚或表贴的封装。非屏蔽电感的成本低,漏磁大,有EMI问题;屏蔽电感的成本高,EMI性能好。绕线电感要考虑载流能力,也就是线径和电流密度,以及交流集肤效应,高频大电流可以用多线并联,利兹线和扁平铜带,尽可能选用单层线圈。 附件:电感磁芯材料 电感磁芯材料有:铁氧体、铁镍钼合金粉MPP和铁粉芯。 铁氧体具有磁导率高的特点,磁导率在不同的磁通密度下基本保持不变,可以制做较大的电感值;而且它的饱和特性比较硬,就是饱和时,磁导率急剧的降低,电感值也快速的减小。 铁镍钼合金粉MPP的电感在不同的磁通密度时,磁导率变化范围大,损耗比铁氧体大,需要在最大工作电流时校核电感值。BUCK电路的功率电感有较大的直流分量,使用这种材料,电感量随着负载电流减小而增加,有利于在低负载电流时系统仍工作在连续模式。 铁粉芯的饱和特性介于铁氧体和MPP之间,磁导率最小,因此同样的电感值,体积最大,但铁粉芯的价格最便宜。 电感饱和电流的选择,如上图,问题虽然复杂,其实简单的说,就是IC数据表OCP和电感饱和电流降额系数的选择:OCP/IS=a,a取0.2,0.3,0.4,还是更高? 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-03-10 关键词: 变换器 BUCK 电感

  • 关于UPS电源的常见的故障以及常见的解决办法

    关于UPS电源的常见的故障以及常见的解决办法

    随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如UPS电源。UPS不间断电源主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。UPS不间断电源常见故障有市电时UPS输出正常,而无市电时蜂鸣器长鸣,无输出。蓄电池电压偏低,但开机充电十多小时,蓄电池电压仍充不上去。UPS开机后,面板上无任何显示,UPS不工作。UPS不间断电源发生故障时如何排查修复呢? 1、利用供电高峰充电 对于长期使用低压电源或UPS电源经常断电的用户,为防止电池因长期不足充电而过早损坏,应在电源峰值时对电池进行完全充电供电(例如深夜),以确保每次都将电池放电。此后有足够的充电时间。通常,电池深度放电后,至少需要10到12个小时才能充电到额定容量的90%。注意充电器的选择。 UPS电源的免维护密封电池无法用SCR型“快速充电器”充电。这是因为这种充电器将导致电池同时处于“瞬时过电流充电”和“瞬时过电压充电”状态。这种状态会大大降低电池的可用容量,严重时会报废电池。当使用具有恒定电压截止充电电路的UPS电源时,请注意不要将电池电压设置得太低,保护工作点也不能太低,否则,在充电的早期阶段很容易引起过电流充电。当然,最好使用现有的恒定电流,有一个恒定电压充电器对其进行充电。 2、停电时逆变器不工作,红色指示灯长亮 当UPS电源出现此类故障时,分析是由电池电压低引起的。 执行电压检测。 如果电压太低,则在供电后电压没有变化,表明充电电路存在问题。 可以在稳定电压后将其发送到可调稳压器U8(MG317T)为电池充电。 在检测到C21两端的直流电压正常后,滤波电路后出现故障。 测量MG317T的输出引脚。 输出电压异常。 您可以检查输出负载。 如果正常,请调整VR3的输出电压,看是否有变化。 如果没有变化,则表示U8已损坏。 更换为相同型号的MG317T,断开电池,调整VR3,使U8的输出电压稳定在28V左右,以消除故障。 3、定期检查 定期检查各单元电池的端子电压和内阻。对于12V的电池,如果在检查过程中电池之间的端电压差超过0.4V或电池的内部电阻超过80mΩ,则应均衡地对电池进行充电,以恢复电池的内部电阻。并消除每个单元电池之间的端子电压不平衡。均衡充电时,充电电压可以为13.5〜13.8V。平衡并充满电的绝大多数电池可将其内部电阻恢复到30mΩ以下。 在UPS电源的操作期间,不能通过UPS电源内部的充电电路来消除由每个单元电池的特性随时间的变化而引起的上述不平衡。因此,具有该特性的电池具有明显的不平衡。如果组不及时进行离线均衡过程,则其失衡将变得越来越严重。 4、供电正常,工作正常;切断供电,无220V电压输出且伴有长鸣报警声 针对这种现象,首先检查电池电压是否正常; 其次,检查两个逆变器,它们的大功率输出管和相应的驱动器是否正常。 如果以上检查均无问题,则认为电池电压检测电路中存在故障。 正常情况下,正常电压维持在1.2V左右; 当电池的正常电压为26V时,计算得出pin引脚的电压约为1.4V,而①引脚的电压为12V高。 接下来,切断电源并测量IC1的引脚①,⑥和⑦。 如果其中一个电压低于引脚the的电压,则可以推断出R3和R4的部分电压有故障。 测量R3和R4的电阻后,将发现开路。 发现故障后,请更换开路电阻以进行故障排除。 在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

    时间:2021-03-06 关键词: UPS电源 额定容量 电感

  • 你知道现在的电容式接近开关的工作原理以及特点吗?

    你知道现在的电容式接近开关的工作原理以及特点吗?

    在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的电容式接近开关,那么接下来让小编带领大家一起学习电容式接近开关。一般来说, 接近开关常见的有电容式、电感式和霍尔接近开关三种,电容式传感器可用无接触的方式来检测任意一一个物体。 与只能检测金属物体的电感式传感器相比,电容式传感器还可以检测非金属材料,并且电感式接近开关必须检测金属材料。霍尔接近开关由霍尔元件组成,具有能耗低,无损,寿命长的特点。接近开关具有技术指标来指示开关的检测距离或作用距离。可以根据不同的应用选择该参数。如果检测距离不确定,并且需要粗略的范围,则建议使用接近传感器。 接近开关是一种位置开关,可以通过机械直接接触来操作,而没有移动部件。当物体在开关传感器表面上的移动距离很短时,将不会发生机械接触,并且无法施加任何压力来使开关动作,从而驱动直流电气设备或计算机(PLC)设备。控制指令。接近开关是一种开关类型的传感器(即非接触式开关)。它不仅具有限位开关和微动开关的特性,而且具有传感性能,动作可靠,性能稳定,频率响应快,使用寿命长,抗干扰能力强,防水,抗冲击,耐腐蚀等特性。产品包括感应,电容,霍尔,AC和DC。 电容式接近开关的测量端子是电容器的一块板,另一块板是开关的外壳。当物体移至电容式接近开关时,无论物体是否导电,由于其介电常数始终与原始环境介质(空气,水,油等)不同,因此电容会发生变化,这使得物体开关内部电路参数发生变化,可以识别是否有物体在靠近,然后控制开关的接通或断开。电容式接近开关可以检测任何介质,包括导体,半导体,绝缘体,甚至可以检测液体和粉末状材料。 电容式接近开关通常通过形成电容器的一块板来测量,而另一块板是开关的外壳。在实际测量过程中,外壳通常接地或连接到机器的外壳。当物体接近开关时,无论是导体还是非导体,电容器的介电常数都会或多或少地发生变化。当然,电容也将相应地改变。因此,连接到测量头的电路状态也会改变。从而控制电容接近开关。 电容式接近开关不仅可以检测金属,还可以检测非金属物质,例如塑料,玻璃,水,油和其他物质。当检测非金属物体时,相应的检测距离受检测体的电导率,介电常数,体积吸水率和其他参数影响。相应的检测距离不同,并且接地金属导体的检测距离最大。在实际应用中,电容式接近开关主要用于检测非金属物质。 电容式接近开关的灵敏部分与电感式接近开关的灵敏部分不同。它是一个电容器。两者之间在其他国家有很多差异。例如,如果可以使用电感式接近开关,我们的存储版本可用于黄金策略和导磁物体的识别,但是电容式接近开关的时间将直接用于分析检测盒以识别电介质。小常数,例如空气。 高输出阻抗和较差的负载能力:由于电极几何形状的限制,电容式传感器通常不会太大(对于数十到数百种皮肤方法,传感器的输出阻抗非常高)。因此,电容式传感器的负载能力较差并且容易受到外部干扰,从而导致不稳定。在严重的情况下,它甚至无法工作,必须采取屏蔽措施。传感器绝缘部分的电阻值也必须很高(超过几十兆欧),否则绝缘部分将起到旁路电阻和传感器性能(例如降低灵敏度)的作用。 因此,应特别注意周围环境(例如温度,湿度,清洁度等)对绝缘性能的影响。尽管高频电源可以降低传感器的输出阻抗,但是放大和传输盒比低频电源复杂得多,并且寄生电容大,并且难以确保传感器的稳定性。相信通过阅读上面的内容,大家对电容式接近开关有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

    时间:2021-03-03 关键词: 电容式 接近开关 电感

  • 电阻、电容、电感、二极管、三极管、mos管超详细知识总结

    电阻 1概念 电阻元件的电阻值大小一般与温度,材料,长度,还有横截面积有关,衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。 导体的电阻通常用字母R表示,电阻的单位是欧姆(ohm),简称欧,符号是Ω(希腊字母,读作Omega),1Ω=1V/A。比较大的单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)(兆=百万,即100万)。 1TΩ=1000GΩ;1GΩ=1000MΩ;1MΩ=1000KΩ;1KΩ=1000Ω(也就是一千进率) 串联:R=R1+R2+...+Rn 定义式:R=U/I 电阻元件的电阻值大小一般与温度有关,还与导体长度、横截面积、材料有关。衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。多数(金属)的电阻随温度的升高而升高,一些半导体却相反。 如:玻璃,碳在温度一定的情况下,有公式R=ρl/s其中的ρ就是电阻率,l为材料的长度,单位为m,s为面积,单位为平方米。可以看出,材料的电阻大小正比于材料的长度,而反比于其面积。 2电阻应用 电阻通常分为三大类:固定电阻,可变电阻,特种电阻。 RX型线绕电阻,近年来还广泛应用的片状电阻。 按照功率可以分为小功率电阻和大功率电阻。大功率电阻通常是金属电阻,实际上应该是在金属外面加一个金属(铝材料)散热器,所以可以有10W以上的功率;在电子配套市场上专门卖电阻的市场上可以很容易地看到。  电阻在电路中起到限流、分压等作用。通常1/8W电阻已经完全可以满足使用。但是,在作为7段LED中,要考虑到LED的压降和供电电压之差,再考虑LED的最大电流,通常是20mA(超高亮度的LED),如果是2×6(2排6个串联),则电流是40mA。 电位器又分单圈和多圈电位器。单圈的电位器通常为灰白色,面上有一个十字可调的旋纽,出厂前放在一个固定的位置上,不在2头;多圈电位器通常为蓝色,调节的旋纽为一字,一字小改锥可调;多圈电位器又分成顶调和侧调2种,主要是电路板调试起来方便。  排电阻 ,光敏电阻 ,使用光敏电阻可以检测光强的变化。  电阻的封装有表面贴和轴向的封装。轴向封装有:axial0.4、axial0.6、axial0.8等等;axial在英语中就是轴的意思;表面贴电阻的封装最常用的就是0805;当然还有更大的;但是更大的电阻不是很常用的。 电阻作为限流应该是最常用的应用之一,对于单片机外围设计来说,电阻的应用非常重要,在很多时候,我们必须在单片机的I/O端口上连接一个限流电阻,保证外围电路不会应用短路、过载等原因烧坏单片机的I/O端口,甚至整个单片机。 面对这些问题,恐怕很多人都是知其然不知其所以然,完全凭靠经验获取,并没有完全按照电路的要求计算取值。为此,在这里提出这些问题,并不想教大家怎么去计算这些值,知道欧姆定律的人都应该知道该怎么计算吧,所以,只是希望大家在选择之前,先了解单片机的这些参数,然后,根据参数进行计算。在计算时一定要留一定的预留空间。 在看一些元器件的DATASHEET文件时,经常会碰到元器件的参数,IOL,IOH,IIL,IIH,我也知道他们指的是输入输出高低电平时的最大最小电流,但在连接时他们之间的匹配问题一直很模糊,如:IOL=1.5MA;     IOH=-300UA IIL=-100UA;    IIH=10UA; 参考答案: IOL和IOH表示输出为低、高电平时的电流值,同样-号表示从器件流出的电流。 4上下拉电阻 上拉是对器件输入电流,下拉是输出电流;强弱只是上拉电阻的阻值不同,没有什么严格区分;对于非集电极(或漏极)开路输出型电路(如普通门电路)提升电流和电压的能力是有限的,上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。 ►►3 为增强输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。 ►►5 芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限,增强抗干扰能力。 ►►7 长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上、下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。 就是从电源高电平引出的电阻接到输出端 ►►2 如果输出电流比较大,输出的电平就会降低(电路中已经有了一个上拉电阻,但是电阻太大,压降太高),就可以用上拉电阻提供电流分量, 把电平“拉高”。(就是并一个电阻在IC内部的上拉电阻上,这时总电阻减小,总电流增大)。当然管子按需要工作在线性范围的上拉电阻不能太小。当然也会用这个方式来实现门电路电平的匹配。 一般作单键触发使用时,如果IC本身没有内接电阻,为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态,必须在IC外部另接一电阻。 一般说的是I/O端口,有的可以设置,有的不可以设置,有的是内置,有的是需要外接,I/O端口的输出类似于一个三极管的C,当C接通过一个电阻和电源连接在一起的时候,该电阻成为上拉电阻,也就是说,该端口正常时为高电平;C通过一个电阻和地连接在一起的时候,该电阻称为下拉电阻。 5典型应用 在外设没有收到控制时,我们需要把某一外设或单片机I/O端口固定在某一固定电平上时,需要根据需要接上下拉电阻,例如:上图中,对于按键输入来说,在没有按下按键时,如果没有上拉电阻的存在,单片机端口将处于悬乎状态,没有确定电平,当然如果有内部上拉电阻的单片机除外,加上上拉电阻会,在没有按键时,单片机端口保持高电平,有按键时,单片机端口将输入低电平。 而对于蜂鸣器来说,由于和按键有同样的效果,不加上拉电阻,无法区别在没有单片机控制时,三极管的工作状态,所以,必须加上上拉电阻以保障无单片机控制时,三极管截止,蜂鸣器不工作。 有时候由于器件自身设计的原因,如果不接外部上下拉电阻,设备无法正常实现高低电平的转换。例如,对于开漏输出的I2C总线来说,如果不接上拉电阻,其只能输出低电平,无法实现高电平输出,加上上拉电阻,保证在没有控制信号时,通过上拉电阻实现高电平。 电容 1概念 电容(或称电容量)是表现电容器容纳电荷本领的物理量。 电容从物理学上讲,它是一种静态电荷存储介质,可能电荷会永久存在,这是它的特征,它的用途较广,它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、滤波、补偿、充放电、储能、隔直流等电路中。 电容的符号是C。在国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,由于法拉这个单位太大,所以常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)等,换算关系是: 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。 1伏安时=1瓦时=3600焦耳 一个电容器,如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏,这个电容器的电容就是1法,即:C=Q/U 但电容的大小不是由Q(带电量)或U(电压)决定的,即:C=εS/4πkd 。其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d(ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离)。 定义式:C=Q/U 多电容器并联计算公式:C=C1+C2+C3+…+Cn 三电容器串联:C=(C1*C2*C3)/(C1*C2+C2*C3+C1*C3) 2电容的应用 ►►1  按照结构分三大类:固定电容器、可变电容器和微调电容器; ►►3 按用途分有:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器; ►►5 低频旁路:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器; ►►7 调谐:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器; ►►9 低耦合:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器; 电容作用 耦合电容:用在耦合电路中的电容称为耦合电容,在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流作用。 退耦电容:用在退耦电路中的电容器称为退耦电容,在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路,退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。 谐振电容:用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容,LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。 中和电容:用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音机高频和中频放大器,电视机高频放大器中,采用这种中和电容电路,以消除自激。 积分电容:用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电势场扫描的同步分离电路中,采用这种积分电容电路,可以从场复合同步信号中取出场同步信号。 补偿电容:用在补偿电路中的电容器称为补偿电容,在卡座的低音补偿电路中,使用这种低频补偿电容电路,以提升放音信号中的低频信号,此外,还有高频补偿电容电路。 分频电容:在分频电路中的电容器称为分频电容,在音箱的扬声器分频电路中,使用分频电容电路,以使高频扬声器工作在高频段,中频扬声器工作在中频段,低频扬声器工作在低频段。 调谐电容:连接在谐振电路的振荡线圈两端,起到选择振荡频率的作用。 中和电容:并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管极间电容造成的自激振荡。 定时电容:在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。 缩短电容:在UHF高频头电路中,为了缩短振荡电感器长度而串联的电容。 锡拉电容:在电容三点式振荡电路中,与电感振荡线圈两端并联的电容,起到消除晶体管结电容的影响,使振荡器在高频端容易起振。 预加重电容:为了避免音频调制信号在处理过程中造成对分频量衰减和丢失,而设置的RC高频分量提升网络电容。 移相电容:用于改变交流信号相位的电容。 降压限流电容:串联在交流回路中,利用电容对交流电的容抗特性,对交流电进行限流,从而构成分压电路。 S校正电容:串接在偏转线圈回路中,用于校正显像管边缘的延伸线性失真。 消亮点电容:设置在视放电路中,用于关机时消除显像管上残余亮点的电容。 启动电容:串接在单相电动机的副绕组上,为电动机提供启动移相交流电压,在电动机正常运转后与副绕组断开。 3去耦电容 电容的阻抗为1/(2π*f*C),频率越高,阻抗应该越小。在结构上,小容量的电容器在高的频率处,而大容量的电容器则在较低的频率处,电容的阻抗变得最低。因此,在电源上并联一个小容量电容和一个大容量电容是很有必要的,这样在很宽的频率范围降低电源对地的阻抗。 小容量的电容器是在高频情况下降低阻抗的,所以如果不配置在电路附近,则电容器的引线增长,由于引线本身的阻抗,电源的阻抗不能降低。使用在使用小电容时,一定将尽量靠近器件的电源输入脚,否则就算添加了这个电容也没有任何意义。大容量电容器由于其低频特性,在布局时可以适当离器件远些也没有问题。在低频电路上即使没有小电容C1,电路也能正常工作。但是在高频电路中,比起大电容C2来说,C1起着更为重要的作用。 从习惯上来说,旁路电容也有大小两个电容,形成两条通路,也保证电路的可靠性。 4耦合电容 电容耦合的作用是将交流信号从前一级传到下一级。耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合的方法。直接耦合效率最高,信号又不失真,但是,前后两级工作点的调整比较复杂,相互牵连。为了使后一级的工作点不受前一级的影响,就需要在直流方面把前一级和后一级分开。 同时,又能使交流信号从前一级顺利的传递到后一级,同时能完成这一任务的方法就是采用电容传输或者变压器传输来实现。他们都能传递交流信号和隔断直流,使前后级的工作点互不牵连。但不同的是,用电容传输时,信号的相位要延迟一些,用变压器传输时,信号的高频成分要损失一些。一般情况下,小信号传输时,常用电容作为耦合元件,大信号或者强信号传输时,常用变压器作为耦合元件。 在AD于DA电路上,我们需要把数字信号和模拟信号进行相互转换,为保障数字喜欢与模拟喜欢的互不干涉,我们往往需要在单片机的输入端或输出端串联一个电容,对电路进行耦合。 用于振荡回路中,与电感或电阻配合,决定振荡频率(时间)的电容称之为振荡电容。 Fx = F0(1+C1/(C0+CL))^(1/2); 具体公式不用细想,我们可以从中得知负载电容的减小可以使实际频率Fx变大, 原有电路使用的是33pF的两个电容,则并联起来是16.5pF,我们的贴片电容只有27pF,33pF,39pF,所以我们选用了27pF和39pF并联,则电容为15.95pF。电容焊好后,测量比原来大了200多赫兹,落在了设计范围内。 对于这电容来说,大家应该再熟悉不过了,基本上,没有一个带有微处理器的电路都至少有一个带有起振电容的电路。虽然,大多是情况下,我们都是按照经验选择这两个电容。实际上,这样不科学,有的时候晶振并不会工作。所以,选择合适是起振电容还是很有必要的。实际上,不同的晶振,起需要的起振电容是不同的,在购买晶振时应该选择合适的晶振,一般来说在晶振的数据手册上也提供了选择起振电容的依据。 6复位电容 随着+5V直流电压的充电,Al的①脚上的电压达到了一定值,集成电路Al内部所有电路均可建立起初始状态,复位工作完成,CPU进入初始的正常工作状态。这一复位电路的目的:使集成电路Al的复位引脚①脚上直流电压的建立滞后于集成电路Al的+5V直流工作电压规定的时间,如图5-69所示的电压波形可以说明这一问题。 电感 1.电感作为一种能够改变电流的特殊器件,在数字电路中应用相对比较少,一般都应用在与电源相关的部分。 电感(inductance of an ideal inductor)是闭合回路的一种属性。当线圈通过电流后,在线圈中形成磁场感应,感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗,也就是电感,单位是“亨利(H)”。 自感,互感电感符号:L 1H=10^3mH=10^6μH=10^9nH。 除此外还有一般电感和精密电感之分 精密电感:误差值为5%,用J表示;误差值为1%,用F表示。 2电感应用 电感的作用:通直流阻交流这是简单的说法,对交流信号进行隔离,滤波或与电容器,电阻器等组成谐振电路. 磁环电感的作用:磁环与连接电缆构成一个电感器(电缆中的导线在磁环上绕几圈作为电感线圈),它是电子电路中常用的抗干扰元件,对于高频噪声有很好的屏蔽作用,故被称为吸收磁环,由于通常使用铁氧体材料制成,所以又称铁氧体磁环(简称磁环)。 在图中,上面为一体式磁环,下面为带安装夹的磁环。磁环在不同的频率下有不同的阻抗特牲。一般在低频时阻抗很小,当信号频率升高后磁环的阻抗急剧变大。可见电感的作用如此之大,大家都知道,信号频率越高,越容易辐射出去,而一般的信号线都是没有屏蔽层的,这些信号线就成了很好的天线,接收周围环境中各种杂乱的高频信号,而这些信号叠加在原来传输的信号上,甚至会改变原来传输的有用信号,严重干扰电子设备的正常工作。 因此降低电子设备的电磁干扰(EM)已经是必须考虑的问题。在磁环作用下,即使正常有用的信号顺利地通过,又能很好地抑制高频于扰信号,而且成本低廉。电感的主要参数有电感量、允许偏差、品质因数、分布电容及额定电流等。 电感量也称自感系数,是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。 电感量的基本单位是亨利(简称亨),用字母“H”表示。常用的单位还有毫亨(mH)和微亨(μH),它们之间的关系是: 1mH=1000μH 允许偏差是指电感器上标称的电感量与实际电感的允许误差值 品质因数 它是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。 3储能电感 例如,在单片机系统中最常使用的开关电源LM2576电源电路中,所有的开关调节器都有两种基本的工作方式:即连续型和非连续型,两者之间的区别主要在于流过电感的电流不同,即电感电流若是连续的则称为连续型; 若电感电流在一个开关周期内降到零则为非连续型。每一种工作模式都可以影响开关调节器的性能和要求。当负载电流较小时,在设计中可采用非连续模式。LM2576 既适用于连续型也适用于非连续型。 通常情况下,连续型工作模式具有好的工作特性且能提供较大的输出功率、较小的峰峰值电流和较小的纹波电压。一般应用时可根据下面公式进行电感的选择:(电压单位:V 电流单位:A) 二极管 在单片机外围电路中,二极管的应用也非常广泛,而且二极管根据其应用不同,种类非常繁多,下面我们主要谈谈发光二极管、续流二极管、整流二极管、限幅二极管等。 二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode),另外,还有早期的真空电子二极管;它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子,这种电子器件按照外加电压的方向,具备单向电流的转导性。 一般来讲,晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。当外加电压等于零时,由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的二极管特性。 大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流(Rectifying)”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断 (称为逆向偏压)。 因此,二极管可以想成电子版的逆止阀。然而实际上二极管并不会表现出如此完美的开与关的方向性,而是较为复杂的非线性电子特征——这是由特定类型的二极管技术决定的。二极管使用上除了用做开关的方式之外还有很多其他的功能。 外加正向电压时,在正向特性的起始部分,正向电压很小,不足以克服PN结内电场的阻挡作用,正向电流几乎为零,这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后,PN结内电场被克服,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内,导通时二极管的端电压几乎维持不变,这个电压称为二极管的正向电压。 当二极管两端的正向电压超过一定数值Vth,内电场很快被削弱,电流迅速增长,二极管正向导通。Vth叫做门坎电压或阈值电压,硅管约为0.5V,锗管约为0.1V。硅二极管的正向导通压降约为0.6~0.8V,锗二极管的正向导通压降约为0.2~0.3V。 外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。 一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反响饱和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激发,少数截流子数目增加,反向饱和电流也随之增加。 二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。 按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”。 由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。 点接触型二极管 面接触型二极管 键型二极管 合金型二极管 扩散型二极管 台面型二极管 平面型二极管 合金扩散型二极管 外延型二极管 肖特基二极管 发光二极管 有的网友可能已经使用过多种LED了吧,不过,不知道你是否知道LED的工作电压?不同颜色的LED,由于使用的材料不同,其工作电压是不同的。一般来说红色、黄色的LED,其工作电压在2V左右;而蓝色、绿色和白色的LED,其工作电压在3V左右。 如果设计的产品的专门的LED发光类的产品(LED护栏管、LED照明灯等),应该保证LED的工作电压在其正常工作的电压范围,具体的LED灯的工作电压可以通过LED厂家提供的LED参数确定。同时,如果要让LED正常工作,一般其工作电流在20mA左右。当然,如果我们使用的LED是用来作为指示用,那么并不需要LED发太亮的光,在这种情况下,一般认为LED的工作电压在2V左右,工作电流4mA即可,如果需要调节亮度,可以通过改变限流电阻确定。 上图是最简单的LED应用电路,在这个电路中需要注意的是限流电阻R1的选择。如果该电路用于指示用,而且单片机的I/O端口可以输出4mA左右的电流,则可以直接通过单片机端口控制,则R1的计算公式如下: 但是,如果这个电路用作照明用,显然是单片机的I/O端口是无法输出这么大电流的,这是,我们可以考虑用三级管或FET来开关控制。当然,如果作为一般指示电路使用时,如果单片机无法输出4mA的电流时,也可用于使用三极管货FET来驱动LED。 我们通常所说的“续流二极管”由于在电路中起到续流的作用而得名,一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管来作为“续流二极管”,它在电路中一般用来保护元件不被感应电压击穿或烧坏,以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端,并与其形成回路,使其产生的高电动势在回路以续电流方式消耗,从而起到保护电路中的元件不被损坏的作用。 例如:下面的继电器开关电路 当开关的负载为继电器或电动机等电感性负载时,在截断流过负载的电流时(晶体管进入截止状态)会产生反向电动势。这时产生的电压非常大。当这种电压超过晶体管的集电极-基极间、集电极-发射机间电压的最大额定值Vcbo、Vceo时,晶体管将会被击穿。 整流二极管 整流二极管一般为平面型硅二极管,用于各种电源整流电路中。 普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管,对截止频率的反向恢复时间要求不高,只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。例如,1N系列、2CZ系列、RLR系列等。 整流二极管一般应用在电源电路中,常见的有交流变直流时的电桥。防止电源接反时的,保护二极管等等。对于这类二极管,主要应用的是其单向导电性。在实际的应用中,比较常用的系列是1N系列。 稳压二极管,英文名称Zener diode,又叫齐纳二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很小的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用.其伏安特性见图1,稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压。 这类二极管往往应用在对电压有一定的特殊要求的地方,高于稳压二极管的电压将会被二极管吃掉,从而起到稳压的作用,当然也可也到限幅的作用。这种二极管一般在单片机电路中,常用用于对输入高电压的信号进行处理,以整输入电压在一个合理的范围,确保不对单片机的I/O端口进行破坏。 三极管 1概述 晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管,(其中,N表示在高纯度硅中加入磷,是指取代一些硅原子,在电压刺激下产生自由电子导电,而p是加入硼取代硅,产生大量空穴利于导电)。两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。 对于NPN管,它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。 2三极管工作原理 由于三极管大多工作在放大状态,这也是三极管应用的基础,下面我们将从三极管放大开始,逐步了解三极管的工作原理。 三极管是只具有“放大”的单功能器件,这个“放大”功能是非常有用的,在初学者看来三极管的放大工作原理应该是如下图所示: 实际上不是这样的,从能量守恒可以知道,信号是不可能无缘无故被放大的,放大的信号也必定有来源。输入小的信号,要变成放大的信号,这个能量只能来源于电源供电,即由电源输出一个被放大的形状相同的信号。所以,在外部看来,可以看成输入信号被“放大”了,这就是三极管的放大原理。 工作原理 三极管实际上可以这样理解,在三极管的基极和发射极之间加入了二极管,当三极管工作时,基极与发射极之间的二极管的正向压降为0.6~0.7V。反过来可以这样理解,要让三极管工作,实际上可以让三极管里边的二极管工作,当这个二极管工作了,那么三极管以就工作了。 而且从上图可以看出,由箭头可以看出PN极的方向,同时由这个PN结就可以确定管子的类型为NPN,还是PNP了。例如上图的第一个三极管基极的PN结的P,发射极是PN结的N,故集电极应该为N,所以,第1个三极管为NPN型,同样的方法可以确定第2个三极管为PNP。 实际上三极管的NPN和PNP都是由两PN结构成。所以,我们可以认为,三极管的基极和发射机间与基极和集电极之间连接2个二极管。在一般的放大电路中,使基极和发射极之间的二极管导通,使基极和集电极之间的二极管截止来设置三极管各端电位。 3三极管开关电路 上图左边是正常的放大电路,右边是我们需要的开关电路。从这两个波形不难看出,其状态很像,只是一个是正弦波,一个是方波。如果我们把放大倍数调大,或者把输入信号增大,那么会导致什么现象呢?这一点不难想象,输入输出信号的增大,放大波形的上下均会被切掉。切掉后的正弦波是不是很像我们的方波呢?由此可以看出,我们只需要修改这个放大电路,让其进入两个极端就可以得到开关电路了。 从发射极放大电路演变掉开关电路的示意图如下:从图中可以看出,电路(a)去掉输入输出两个耦合电容后得到了电路(b),由于放大倍数是有Rc和Re两个电阻决定的,所以去掉Re后,得到了电路(c),同时,基极偏置电路也没有什么必要,当输入信号为0V时三极管处于截止状态,如图(d)。 上图上边是开路集电极电路,跟负载使用电源没有关系,只要基极有电压,电路就能工作;而上图下边的是开路发射极,基极电压与负载电源是有关系的,输出电压要比输入电压低0.6V。所以,这两种开关电路各有优缺点。上边电路的开关速度不够高,还必须通过添加其他器件来提高其开关速度。而下边电路的开关速度却非常快,但输入电源和输出电源有关联。所以,在实际的应用中,比较常用的还是左边的那种方式,本人也建议尽量采用上边的(b)图,而尽量不要应用右边的这两种方式。 上面提到开路集电极电路的最大缺点就是开关速度不够快,在需要快速开关时,达不到我们的要求,为此下面我们看看怎么来提高其开关速度。 肖特基箍位 提高三极管开关速度的另外一种方法是添加肖特基二极管箍位。这里利用的是这种二极管是采用金属与半导体接触形成具有整流作用,这种二极管的开关速度很快。 三级管的开关应用非常多,常见的有控制继电器、控制LED、控制LCD背光、控制光耦等,一切开关电路几乎都可以使用三极管或者需要三极管协助完成。 继电器是磁性机械开关元件,是用逻辑信号开关各种信号时使用的元件。继电器工作电流相对比较大,直接使用单片机的I/O端口控制是无法实现的,在这种情况下,一般需要使用三极管来驱动控制。在选择三极管时,可以使用NPN,也可以使用PNP。对于这两种三级管来说,唯一不同的就是驱动电平而已,其他完全一致。 驱动常见电路,这里使用的是NPN三极管,高电平控制。为保证没有控制信号时,三极管处于截止状态,继电器不工作,这里加了一个10K的下拉电阻。为了限制基极的输入电流,这里使用了4.3K的限流电阻,保证在单片机控制下,最大输入电流Ib=(5-0.6)/4.3K=1mA。同时,我们再次强调,在继电器端必须并联一个续流二极管,否则开关继电器的同时可能会损坏三极管,这一点我们在讲述二极管时已经说明。 对于需要提供大电流才工作的LED电路,我们也必须考虑使用三极管来驱动,有时甚至会需要多个三极管同时才能驱动。 对于上图来说,每一路LED的显示和每一个LED数码管的驱动,都会使用大的电流。7段数码管的每一段LED需要打电流大概是30mA,而其电流的控制由其串联的限流电阻确定。我们之前也说过,一般LED的工作压降为2V,所以LED的工作电流I=5-2-0.6/82=30mA。 场效应晶体管 对于场效应管来说,在大学期间老师基本没有讲,让自己自学。到了工作的时候,我们发现场效应管应用还是比较广泛的。其实场效应管和三极管还是很相似的。在很多应用中,甚至可以直接贴换三极管。 场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管。由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高(10^7~10^12Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 1.与双极型晶体管相比,场效应管具有如下特点。 (1)场效应管的控制输入端电流极小,因此它的输入电阻(Ω)很大。 (2)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; (3)由于不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声,所以噪声低。 2.工作原理 场效应管的开关电路和三极管的开关电路一样,都是可以从放大电路变化而得。这里不在说明其变化过程。同样把负载放置在Rd的位置。 对于偏置电阻的确定,需要注意:其作用和三极管的上下拉电阻一样,用于确定栅极的电平状态,取值一般没有要求,大都取1M。 场效应管的开关电路应用非常广泛,由于其为电压控制型,而且内阻非常小,常常应用在各种大电流开关控制电路中。例如,热敏微型打印机电源开关、外部电源输出开关等等。简单的说,一般小电流开关电路可以适用三极管,大电流开关电路使用场效应管,这里就不在列举实例了。 和三极管一样,其开关并不是绝对的,虽然说,在一定的工作电压下,场效应管就处于开关状态。但它的开关状态并不是没有内阻,其内阻的变化一般都是跟随其外部电压的大小而变化。所以,为了减小其内阻,应尽量加大其开关电压值。具体多大合适一定要查询芯片资料。 END 版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。 ▍ 推荐阅读 资深工程师分享7种常见二极管应用电路解析 34个动控制原理图,老电工看了都说好! 学EMC避不开的10大经典问题 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-02-25 关键词: 二极管 mos管 三极管 电阻 电容 电感

  • 强悍总结!电感最重要、最常见的几个作用

    不要看一个小小的电感,它所蕴含的原理可谓是“浩如烟海”,电感涉及到了两门霸王学科电与磁,到现在为止真正把电与磁完全搞懂的人可以说是屈指可数。如果真要地毯式的讲电感的作用,我想7、8本书能把电感讲透都绝非易事。在这里笔者把电感最重要的、常用的几个作用介绍给大家。 电感器俗称电感,本质上是一个线圈,有空心线圈也有实心线圈,实心线圈有铁芯或者其它材料制成的芯,电感的单位是“H”,简称“亨”。此外,更小的单位是mH,uH,他们的换算方式为1H=1000mH=1000000uH。 电感的常见作用 ▶ 阻交通直 对于直流电,电感是相当于短路的;而对于交流电,电感是对其有阻碍作用的,交流电的频率越高,电感对它的阻碍作用越大。 ▶ 变压器 对我们来说最熟悉的电感应用莫过于变压器了,如图1所示为变压器的电路符号。假如左侧线圈匝数为100,右侧匝数为50,如果左侧接220V交流电,那么右侧感应出来的电压为110V,即“匝数比=电压比”而电流却会截然相反;如果左侧流进1A电流,那么右侧会流出2A的电流,即“匝数比=电流的反比”,因为电感只会对电压、电流进行变化,而不能对功率进行变化,如果电压和电流都为正比显然是不合情理的。 图1 ▶ RL低通滤波器 所谓低通滤波器是:低频信号可以通过,而高频信号不能通过,电路原理图如图2。输入信号如果是直流电,那么电感相当于一根导线;现在是短路,信号会经过电感,直接输出,而不经过电阻。如果我们逐渐升高电流的频率,由于电感对交流电有阻碍作用,通过电感的信号会慢慢变小,直到达到某一个频率,当高于这个频率之后的电流再也无法通过,这时候就形成了低通滤波器,这个频率就叫做截止频率,公式为 f=R/(2πL)。 图2 ▶ RL高通滤波器 高通滤波器的道理和低通的类似,只不过电阻和电感的位置变了,如图3。如果是直流电,会经过电感流回去,这时候如果改变频率,当频率逐渐升高,由于电感对交流电的阻碍作用,当频率达到截止频率时,高频信号不经过电感,而直接把我们需要的高频信号输出。截止频率的计算也是 f=R/(2πL)。 图3 以上列举了一些常用的电感应用,当然电感的作用远远不止这些,以上讲的都是基础,应用的时候考虑的远比以上所说的要多。 电感的分类 按电感形式分类:固定电感、可变电感。 按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。 按工作性质分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。 按绕线结构分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。 按工作频率分类:高频线圈、低频线圈。 按结构特点分类:磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等。 十种电感的特性 1)工字型电感 它的前身是挠线式贴片电感,工字型电感是它们的改良,挡板有效加强储能能力,改变EMI方向和大小,亦可降低RDC。它可以说是讯号通讯电感跟POWER电感的一种妥协。 贴片式的工字型电感主要用于几百kHz至一两MHz的较小型电源切换,如数字相机的LED升压、ADSL等较低频部份的讯号处理或POWER用途。它的Q值有20、30,做为讯号处理颇为适合。RDC比挠线式贴片电感低,作为POWER也是十分好用。当然,很大颗的工字型电感,那肯定是POWER用途了。 工字型电感最大的缺点仍是开磁路,有EMI的问题;另外,噪音的问题比挠线式贴片电感大。个人认为,工字型电感肯定不是最佳化的结构,改良空间仍是十分大。 2)色环电感 色环电感是最简单的棒形电感的加工,主要是用作讯号处理。本身跟棒形电感的特性没有很大的差别,只是多了一些固定物,和加上一些颜色方便分辨感值。因单价算是十分便宜,现时比较不注重体积,以及仍可用插件的电子产品,使用色环电感仍多。因为是插件式,而且太传统了,被时代淘汰是时间的早晚。 3)空芯电感 空心电感主要是讯号处理用途,用作共振、接收、发射等。空气可应用在甚高频的产品,故此很多变异要求不太高的产品仍在使用。因为空气不是固定线圈的最佳材料,故此在要求越来越严格的产品趋势上,发展有限。 4)环形线圈电感 环形线圈电感,是电感理论中很理想的形状。闭磁路,很少EMI的问题,充分利用磁路,容易计算,几乎理论上的好处,全归环形线圈电感。可是,有一个最大的缺点,就是不好挠线,制程多用人工处理。 现在中国人多,女孩子眼明手细,不过谁愿意让年轻活泼的女孩子浪费青春,早晚请不到人。但用机器的话,环形挠线的竞争力,仍有待做机械和电子控制的工程师来提升。环形线圈电感虽然是电感中很理想的形状,但因为主要是人工挠线,作为讯号处理,因为要求较高,所以比较少用。但很小很小的环形线圈电感,却仍是用量十分大,主要是用在高频、高感的通讯产品上。 环形线圈电感最大量的,是用铁粉芯作材料跟树脂等混在一起,使得Air gap均匀分布在铁粉芯内部。做电感的,有一定的敏感度。当我们看到Air gap二字,就知道是用在power上,故此铁粉芯环形线圈电感是power电感最常用的一种,IDC可以达到20多安培。 我觉得环形线圈电感的改良空间是十分大的,不妨往这方向研发和思考。 铁粉芯环形线圈电感的优点是环形,但缺点亦是环形。我前面曾说,使用者最喜欢的形状是方形,故此在妥协下环形线圈电感并不是最具优势。 5)贴片迭层高频电感 贴片迭层高频电感,其实就是空心电感。特性完全相同,不过因为容易固定,可以小型化。 贴片迭层高频电感跟空心电感比较,因为空气不是好的固定物,但空气的相对导磁率是一,在高频很好用,因此找一些相对导磁率是一,又是很好的固定物,那不是很好。 事实,世间绝大部分的物质,对导磁率都是一,最便宜的就是石头。贴片迭层高频电感的材质就是石头,石头就是硅啦。三氧化二铝等等的材质,也是一样的用意啦。 总之,贴片迭层高频电感材质的目的,是可以做成积层贴片,方便印刷线路。我们不单不希望贴片迭层高频电感的材质有特性,我们希望它完全没有特性更佳,使得贴片迭层高频电感特性完全像空心线圈,而且因为能固定,所以变异很小很小。在制程上,因为迭层制程,更可以尽量小型化。 Z=2*圆周率*频率*电感值 ,2和圆周率是常数,不管它们。相同的阻抗,频率越高,代表电感值可以越小。现时通讯产品的频率就是越来越高,这代表感值需求越来越小。 感值越小,代表我们可以做得更小颗,更不用高导磁率的磁性材料,用空气,用石头就可以了。所以,贴片迭层高频电感的使用量一定会越来越多,这是人类发展的必然趋势。 贴片迭层高频电感跟贴片挠线式高频电感的比较,贴片迭层高频电感的Q值不够高,是最大的缺点,。但我可以确定,现在市面上的贴片迭层高频电感Q值,肯定不是这产品的极限,改善的空间仍是十分宽广。另外,因为高频产品的变异要求十分严格,所以材质对温度的变化,也是台湾和中国贴片迭层高频电感,尚无法跟日系强烈对抗的重要原因。 唉,那些大老板真不知是吃甚么长大的,怎么说他们才会听。老是想着杀价! 杀价只是竞争手段之一,为什么不想想看从技术去提升竞争力呢。 最后,因为感值会越来越小,精准度要求越来越高,贴片迭层高频电感会取代贴片挠线式高频电感。南海十一郎预测,5年到10年后,贴片薄膜高频电感,也会取代贴片迭层高频电感。研究和市场方向,要抓对啊。 6)磁棒电感 磁棒电感是空心电感的加强,电感值跟导磁率成正比,塞磁性材料进空心线圈,电感值、Q值等都会大为增加。好处,就自己想象了。如果想不通,或者不想思考,要早点改行喔。磁棒电感是最简单、最基本的电感;30年到100年前,电感有什么应用,它就有什么应用,特性亦是如此。 7)SMD贴片功率电感 SMD贴片功率电感最主要是强调储能能力,以及LOSS要少。 8)穿心磁珠 穿心磁珠,就是阻抗器啦,电感是低通组件,可让低频通过,阻挡高频。 9)贴片磁珠 贴片磁珠就是穿心磁珠的下一代。 10)贴片高频变压器、插件高频变压器 高频变压器嘛,一般用于开关电源。 END 来源:爱上半导体、电子维修、卧龙会 版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。 ▍ 推荐阅读 资深工程师分享7种常见二极管应用电路解析 34个动控制原理图,老电工看了都说好! 学EMC避不开的10大经典问题 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-02-23 关键词: 磁场 电感

  • 电感的失效分析

    本文来源于硬件十万个为什么 1、电感本质 我们通常所说的电感指的是电感器件,它是用绝缘导线(例如漆包线,沙包线等)绕制而成的电磁感应元件。 在电路中,当电流流过导体时,会产生电磁场,电磁场的大小除以电流的大小就是电感。 电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。给一个线圈通入电流,线圈周围就会产生磁场,线圈就有磁通量通过。通入线圈的电源越大,磁场就越强,通过线圈的磁通量就越大。实验证明,通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的,它们的比值叫做自感系数,也叫做电感。 1.2 电感分类 按电感形式 分类:固定电感、可变电感。 按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。 按工作性质 分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。 按绕线结构 分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。 按工作频率 分类:高频线圈、低频线圈。 按结构特点 分类:磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等。 空心电感,磁芯电感和铜芯电感一般为中频或高频电感而铁心电感多数为低频电感 1.3电感的材质及工艺 电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心等组成。 1)骨架:泛指绕制线圈的支架。通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成,根据实际需要可以制成不同的形状。小型电感器一般不使用骨架,而是直接将漆包线绕在磁心上。空心电感器不用磁心、骨架和屏蔽罩等,而是先在模具上绕好后再  脱去模具,并将线圈各圈之间拉开一定距离。 2)绕组:指具有规定功能的一组线圈,有单层和多层之分。单层有密绕和间绕两种形式;多层有分层平绕、乱绕、蜂 房式绕法等多种。 3)磁心:一般采用镍锌铁氧体或锰锌铁氧体等材料,它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状。 铁心:主要有硅钢片、坡莫合金等,其外形多为“E”型。 4)屏蔽罩:用于为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件正常工作。采用屏蔽罩的电感器,会增加线圈的损耗,使Q值降低。 5)封装材料:有些电感器(如色码电感器、色环电感器等)绕制好后,用封装材料将线圈和磁心等密封起来。封装材料采用塑料或环氧树脂等。 1.4 电感主要参数 1.电感量:也称自感系数,是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。 电感量的大小,主要取决于线圈的圈数、绕制方式、有无磁心及磁心的材料等等。通常,线圈圈数越多、绕制的线圈越密集,电感量就越大。有磁心的线圈比无磁心的线圈电感量大;磁心导磁率越大的线圈,电感量也越大。 应用的工作频率越高电感的尺寸可以越小 同样的阻抗值,频率越高,感值越小 感值小,圈数可减小,电感的尺寸就可以做小 感值小,材质的导磁率亦不用太高 (材质的导磁率越高,越不适合在高频工作) 2)允许偏差:指电感上标称的电感量与实际电感的允许误差值。一般用于振荡或滤波等电路中的电感要求精度较高, 允许偏差为±0.2%~±0.5%;而用于耦合、高频阻流等线圈的精度要求不高;允许偏差为±10%~15%。 3)固有频率:电感的等效电路实际上是电感与电容的并联谐振电路,其震荡频率 f0=   即是固有频率。 也定义为感抗和容抗相等时对应的自谐振频率。使用电感线圈时,为保障线圈的电感量稳定,应使线 圈的工作频率远低于固有频率。 4)分布电容:指线圈的匝与匝之间、线圈与磁心之间存在的电容。电感的分布电容越小,其稳定性越好。 减小分布电容的方法: 1)如果磁性是导体,用介电常数低的材料 2)起始端与终止端远离(夹角>40°) 3)尽量单层绕制,并增加匝间距离 4)多层绕制时,采用渐进方式绕,避免来回绕制 5)直流电阻Rdc:指直流状态下测量器件的电阻值为直流电阻,表征器件内部线圈的质量状况。 6)阻抗Z:表征的是给定频率下元件对流经其本身的交流电流的总抵抗能力。 7)品质因数:也称Q值,是衡量电感质量的主要参数。它是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。 电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。在实际当中,Q不仅只与线圈的 直流电阻有关,还包括线圈骨架的介质损耗,铁芯和屏蔽的损耗以及在高频条件下工作时的趋肤效应等因素有关,提高线圈的Q值,并不是一件很容易的事情。 实际电感的应用选择必须同时兼顾较小的电感量波动与较高的Q值。 8)额定电流Ir:指电感正常工作时反允许通过的最大电流。若工作电流超过额定电流,则电感器就会因发热而使性能参数发生改变,甚至还会因过流而烧毁。 电感失效分析 电感器失效模式:电感量和其他性能的超差、开路、短路 模压绕线片式电感失效机理: 1.磁芯在加工过程中产生的机械应力较大,未得到释放 2.磁芯内有杂质或空洞磁芯材料本身不均匀,影响磁芯的磁场状况,使磁芯的磁导率发生了偏差; 3.由于烧结后产生的烧结裂纹; 4.铜线与铜带浸焊连接时,线圈部分溅到锡液,融化了漆包线的绝缘层,造成短路; 5.铜线纤细,在与铜带连接时,造成假焊,开路失效 1、耐焊性 低频片感经回流焊后感量上升 < 20% 由于回流焊的温度超过了低频片感材料的居里温度,出现退磁现象。片感退磁后,片感材料的磁导率恢复到最大值,感量上升。一般要求的控制范围是片感耐焊接热后,感量上升幅度小于20%。 耐焊性可能造成的问题是有时小批量手工焊时,电路性能全部合格(此时片感未整体加热,感量上升小)。但大批量贴片时,发现有部分电路性能下降。这可能是由于过回流焊后,片感感量会上升,影响了线路的性能。在对片感感量精度要求较严格的地方(如信号接收发射电路),应加大对片感耐焊性的关注。 检测方法:先测量片感在常温时的感量值,再将片感浸入熔化的焊锡罐里10秒钟左右,取出。待片感彻底冷却后,测量片感新的感量值。感量增大的百分比既为该片感的耐焊性大小 2、可焊性 电镀简介 当达到回流焊的温度时,金属银(Ag)会跟金属锡(Sn)反应形成共熔物,因此不能在片感的银端头上直接镀锡。而是在银端头上先镀镍(2um 左右) ,形成隔绝层,然后再镀锡(4-8um )。 可焊性检测 将待检测的片感的端头用酒精清洗干净,将片感在熔化的焊锡罐中浸入4秒钟左右,取出。如果片感端头的焊锡覆盖率达到90%以上,则可焊性合格。 可焊性不良 1)端头氧化:当片感受高温、潮湿、化学品、氧化性气体(SO2、NO2等)的影响, 或保存时间过长,造成片感端头上的金属Sn氧化成SnO2,片感端头变暗。由于SnO2不和Sn、 Ag、Cu等生成共熔物,导致片感可焊性下降。片感产品保质期:半年。如果片感端头被污染,比如油性物质,溶剂等,也会造成可焊性下降 2)镀镍层太薄,吃银:如果镀镍时,镍层太薄不能起隔离作用。回流焊时,片感端头上的Sn和自身的Ag首先反应,而影响了片感端头上的Sn和焊盘上的焊膏共熔,造成吃银现象,片感的可焊性下降。 判断方法:将片感浸入熔化的焊锡罐中几秒钟,取出。如发现端头出现坑洼情况,甚至出现瓷体外露,则可判断是出现吃银现象的。 3、焊接不良 内应力 如果片感在制作过程中产生了较大的内部应力,且未采取措施消除应力,在回流焊过程中,贴好的片感会因为内应力的影响产生立片,俗称立碑效应。 判断片感是否存在较大的内应力,可采取一个较简便的方法: 取几百只的片感,放入一般的烤箱或低温炉中,升温至230℃左右,保温,观察炉内情况。如听见噼噼叭叭的响声,甚至有片子跳起来的声音,说明产品有较大的内应力。 元件变形 如果片感产品有弯曲变形,焊接时会有放大效应。 焊接不良、虚焊 焊接正常 焊盘设计不当 a.焊盘两端应对称设计,避免大小不一,否则两端的熔融时间和润湿力会不同 b.焊合的长度在0.3mm以上(即片感的金属端头和焊盘的重合长度) c.焊盘余地的长度尽量小,一般不超过0.5mm。 d.焊盘的本身宽度不宜太宽,其合理宽度和MLCI宽度相比,不宜超过0.25mm 贴片不良 当贴片时,由于焊垫的不平或焊膏的滑动,造成片感偏移了θ角。由于焊垫熔融时产生的润湿力,可能形成以上三种情况,其中自行归正为主,但有时会出现拉的更斜,或者单点拉正的情况,片感被拉到一个焊盘上,甚至被拉起来,斜立或直立(立碑现象)。目前带θ角偏移视觉检测的贴片机可减少此类失效的发生 焊接温度 回流焊机的焊接温度曲线须根据焊料的要求设定,应该尽量保证片感两端的焊料同时熔融,以避免两端产生润湿力的时间不同,导致片感在焊接过程中出现移位。如出现焊接不良,可先确认一下,回流焊机温度是否出现异常,或者焊料有所变更。 电感在急冷、急热或局部加热的情况下易破损,因此焊接时应特别注意焊接温度的控制,同时尽可能缩短焊接接触时间 回流焊推荐温度曲线 手工焊推荐温度曲线 4、上机开路 虚焊、焊接接触不良 从线路板上取下片感测试,片感性能是否正常 电流烧穿 如选取的片感,磁珠的额定电流较小,或电路中存在大的冲击电流会造成电流烧穿,片感或磁珠   失效,导致电路开路。从线路板上取下片感测试,片感失效,有时有烧坏的痕迹。如果出现电流烧穿,失效的产品数量会较多,同批次中失效产品一般达到百分级以上。 焊接开路 回流焊时急冷急热,使片感内部产生应力,导致有极少部分的内部存在开路隐患的片感的缺陷变大,造成片感开路。从线路板上取下片感测试,片感失效。如果出现焊接开路,失效的产品数量一般较少,同批次中失效产品一般小于千分级。 5、磁体破损 磁体强度 片感烧结不好或其它原因,造成瓷体强度不够,脆性大,在贴片时,或产品受外力冲击造成瓷体破损 附着力 如果片感端头银层的附着力差,回流焊时,片感急冷急热,热胀冷缩产生应力,以及瓷体受外力冲击,均有可能会造成片感端头和瓷体分离、脱落;或者焊盘太大,回流焊时,焊膏熔融和端头反应时产生的润湿力大于端头附着力,造成端头破坏。片感过烧或生烧,或者制造过程中,内部产生微裂纹。回流焊时急冷急热,使片感内部产生应力,出现晶裂,或微裂纹扩大,造成瓷体破损 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-01-17 关键词: 失效分析 电感

  • 中国电感行业Top1制造商顺络电子签约世强,授权其代理全线产品

    据悉,近日中国电感行业Top1制造商顺络电子与世强硬创电商签订合作协议,授权其代理旗下所有产品,品类涵盖EMC元件、电感、变压器、无线充电线圈等。 深圳顺络电子股份有限公司成立于2000年,是专业从事各类片式电子元件研发、生产和销售的高新技术企业。产品广泛运用于通讯、消费类电子、计算机、汽车电子、新能源、网通和工业电子等领域。2019年旗下的叠层电感产能位于全球第二位,片式绕线电感产能全球第三位,片式电感产品全球市场份额超过10%,是中国电感行业TOP 1。 目前,顺络电子已将其全线产品介绍、应用方案、选型指南、数据手册、测试报告等资料发布至世强硬创电商平台上供工程师查阅、下载,工程师也可在平台上申请顺络电子全线产品的免费样品。本次顺络的入驻,不仅为世强硬创电商平台增加了国产高精密电感的品类选择,同时也为平台工程师提供了性价比更高的选型方案。世强数百位技术专家将帮助工程师快速完成产品选型,免费提供服务,48小时内响应。 用户可前往世强官网,获取更多顺络最新最全面的技术、产品和资讯。

    时间:2021-01-14 关键词: 世强 顺络电子 电感

  • 值得学习的电感型升压DC/DC转换器的工作过程

    值得学习的电感型升压DC/DC转换器的工作过程

    什么是电感型升压DC/DC转换器?相信很多电子工程师都知道电感型升压DC/DC转换器,因为在很多电路设计中都会用到,那么你知道它的原理吗?下面就让小编带领大家一起来学习。 电感的作用:是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件,当MOS开关管闭合后,电感将电能转换为磁场能储存起来,当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能,且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载,由于这个电压是输入电源电压和电感的磁砀能转换为电能的叠加后形成的,所以输出电压高于输入电压,既升压过程的完成; 实际电路中,带集成功率MOSFET的IC代替了机械开关,MOSFET的开、关由脉宽调制(PWM)电路控制。输出电压始终由PWM占空比决定,占空比为50%时,输出电压为输入电压的两倍。将电压提高一倍会使输入电流大小达到输出电流的两倍,对实际的有损耗电路,输入电流还要稍高。 肖特基二极管主要起隔离作用,即在MOS开关管闭合时,肖特基二极管的正极电压比负极电压低,此时二极管反偏截止,使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电;因在MOS管断开时,两种叠加后的能量通过二极向负载供电,此时二极管正向导通,要求其正向压降越小越好,尽量使更多的能量供给到负载端!! 电感值如何影响电感型升压转换器的性能? 因为电感值影响输入和输出纹波电压和电流,所以电感的选择是感性电压转换器设计的关键。等效串联电阻值低的电感,其功率转换效率最佳。要对电感饱和电流额定值进行选择,使其大于电路的稳态电感电流峰值。 电感升压原理: 什么是电感型升压DC/DC转换器? 如图1所示为简化的电感型DC-DC转换器电路,闭合开关会引起通过电感的电流增加。打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容。因储存来自电感的电流,多个开关周期以后输出电容的电压升高,结果输出电压高于输入电压。 电感型升压转换器应用在哪些场合? 电感型升压转换器IC电路输出二极管选择的原则是什么? 升压转换器要选快速肖特基整流二极管。与普通二极管相比,肖特基二极管正向压降小,使其功耗低并且效率高。肖特基二极管平均电流额定值应大于电路最大输出电压。 电感型升压转换器的一个主要应用领域是为白光LED供电,该白光LED能为电池供电系统的液晶显示(LCD)面板提供背光。在需要提升电压的通用直流-直流电压稳压器中也可使用。 决定电感型升压的DC-DC转换器输出电压的因素是什么? 在图2所示的实际电路中,带集成功率MOSFET的IC代替了机械开关,MOSFET的开、关由脉宽调制(PWM)电路控制。输出电压始终由PWM占空比决定,占空比为50%时,输出电压为输入电压的两倍。将电压提高一倍会使输入电流大小达到输出电流的两倍,对实际的有损耗电路,输入电流还要稍高。 怎样选择电感型升压转换器IC电路的输入电容? 升压调节器的输入为三角形电压波形,因此要求输入电容必须减小输入纹波和噪声。纹波的幅度与输入电容值的大小成反比,也就是说,电容容量越大,纹波越小。如果转换器负载变化很小,并且输出电流小,使用小容量输入电容也很安全。如果转换器输入与源输出相差很小,也可选小体积电容。如果要求电路对输入电压源纹波干扰很小,就可能需要大容量电容,并(或)减小等效串联电阻(ESR)。 电感值如何影响电感型升压转换器的性能? 因为电感值影响输入和输出纹波电压和电流,所以电感的选择是感性电压转换器设计的关键。等效串联电阻值低的电感,其功率转换效率最佳。要对电感饱和电流额定值进行选择,使其大于电路的稳态电感电流峰值。 电感型升压转换器IC电路输出二极管选择的原则是什么? 升压转换器要选快速肖特基整流二极管。与普通二极管相比,肖特基二极管正向压降小,使其功耗低并且效率高。肖特基二极管平均电流额定值应大于电路最大输出电压。 在电感型升压转换器IC电路中,选择输出电容时要考虑哪些因素? 输出电容的选择决定于输出电压纹波。在大多数场合,要使用低ESR电容,如陶瓷和聚合物电解电容。如果使用高ESR电容,就需要仔细查看转换器频率补偿,并且在输出电路端可能需要加一额外电容。 1 怎样选择电感型升压转换器IC电路的输入电容? 升压调节器的输入为三角形电压波形,因此要求输入电容必须减小输入纹波和噪声。纹波的幅度与输入电容值的大小成反比,也就是说,电容容量越大,纹波越小。如果转换器负载变化很小,并且输出电流小,使用小容量输入电容也很安全。如果转换器输入与源输出相差很小,也可选小体积电容。如果要求电路对输入电压源纹波干扰很小,就可能需要大容量电容,并(或)减小等效串联电阻(ESR)。 进行电感型升压转换器IC电路布局时需要考虑哪些因素? 首先,输入电容应尽可能靠近IC,这样可以减小影响IC输入电压纹波的铜迹线电阻。其次,将输出电容置于IC附近。连接输出电容的铜迹线长会影响输出电压纹波。第三点是,尽量减小连接电感和输出二极管的迹线长度,减小功耗并提高效率。最后一点是,输出反馈电阻远离电感可以将噪声影响降至最小。 在电感型升压转换器IC电路中,选择输出电容时要考虑哪些因素?输出电容的选择决定于输出电压纹波。在大多数场合,要使用低ESR电容,如陶瓷和聚合物电解电容。如果使用高ESR电容,就需要仔细查看转换器频率补偿,并且在输出电路端可能需要加一额外电容。 2 进行电感型升压转换器IC电路布局时需要考虑哪些因素? 首先,输入电容应尽可能靠近IC,这样可以减小影响IC输入电压纹波的铜迹线电阻。其次,将输出电容置于IC附近。连接输出电容的铜迹线长会影响输出电压纹波。第三点是,尽量减小连接电感和输出二极管的迹线长度,减小功耗并提高效率。最后一点是,输出反馈电阻远离电感可以将噪声影响降至最小。 电感型升压转换器应用在哪些场合? 电感型升压转换器的一个主要应用领域是为白光LED供电,该白光LED能为电池供电系统的液晶显示(LCD)面板提供背光。在需要提升电压的通用直流-直流电压稳压器中也可使用。 在很多的移动设备中经常需要将电池电压提升到设备电路需要的电压值,因此直流对直流的升压电路应用比较广泛,在很多数码产品中都存在应用,以上就是电感型升压DC/DC转换器解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-11-06 关键词: 转换器 升压电路 电感

  • 初学者需要学习的升压式DC-DC变换器电路,你会吗?

    初学者需要学习的升压式DC-DC变换器电路,你会吗?

    相信很多电子工程师都会接触到各种各样的电路,根据不同的要求来设计不同的电路,那么很多时候也会接触到DC-DC电路,那么你知道怎么设计吗?那就让我带领大家来学习一下吧。 DC-DC转换器分为三类:Boost升压型DC-DC转换器、BUCK降压型DC-DC转换器以及 Boost-BUCK升降压型DC-DC转换器三种,如果电路低压采用DC-DC转换电路,应该是Boost升压型DC-DC转换电路,并且输入电压、输出电压都是直流电压,而且输入电压比输出电压低,基本拓扑结构如图 对于刚刚开始接触和学习电路设计的新人来说,扎实的了解和掌握DC-DC变换器的运行情况,是非常有必要的。在平时的工作中,升压式DC-DC变换器作为一种比较常见的能量转换器,常常被应用在电力、光伏变电等系统中。本文将会就该种DC-DC变换器的电路运行原理,进行简要的分析和介绍,希望能够对各位设计人员的工作有所帮助。 工作原理分为两个步骤: 步骤一:开关管闭合(MOS管导通,相当于一根导线),这时输入的直流电压流过电感L。二极管D1作用是防止电容C对地放电,同时起到续流作用。由于输入的电压是直流电,因此电感上的电流以一定的比率线性的增加,这个比率跟电感因素有关,随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。 这里我们以最基础的升压式DC-DC变换器作为对象进行分析,以便于大家理解。在正常工作的前提下,该种转换器的工作电路主要由升压电路及电压调节电路两大部分组成,下面我们将会分别为设计研发人员进行这两大部分电路的工作运行情况介绍。 步骤二:,当开关管断开时候,由于电感的电流不能突变,也就是说流经电感L的电流不会马上变为零,而是缓慢的由充电完毕时的值变为零,这需要一个过程,而原来的电路回路已经断开,于是电感只能通过新电路放电,即电感开始给电容C2充电,电容两端电压升高,此时电压已经高于输入电压了,升压过程中,电容要足够大,这样在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流,这两个步骤不断重复,在输出两端就得到高于输入电压的电压。 电感式DC-DC的升压器原理 电感是我们在变压器设计当中较长使用的一种元件,它的主要作用是把电能转化为磁能再存储起来。需要注意的是,虽然电感的结构类似于变压器,但是其只有一个绕组。本篇文章主要介绍了电感式DC-DC的升压器原理,并且本文属于基础性质,适合那些对电感的特性并不了解,但同时又对升压器感兴趣的朋友们。文中的一些原理性知识都能在网上查到,所以这里就不多家赘述了。 该种升压DC-DC转换器的升压电路图,该种升压电路由输出方波(脉冲)的振荡器、开关管vT、储能元件电感器L、单向导通二极管VD及储能元件电容器C组成。由于开关管工作于开关状态,可用开关s来表示示。 想要充分理解电感式升压原理,我们就必须首先知道电感的特性,包括电磁的转换与磁储能。这两点非常重要,因为我们所需要的所有参数都是由这两个特性引出来的。各位朋友都知道,上图是电磁铁,一个电池对一个线圈通电。有人可能会奇怪,这么简单的图有什么好分析的呢?我们就是要用这张简单的图来分析它通电和断电的瞬间发生了什么。线圈(以后叫作电感了)有一个特性---电磁转换,电可以变成磁,磁也可以变回电。当通电瞬间,电会变为磁并以磁的形式储存在电感内。而断电瞬磁会变成电,从电感中释放出来。 在转换器正常运行的状态下,当振荡器输出脉冲高电平时,开关管vT导通,相当于开关闭合,其发生过程如图2所示。此时,输入电压VI经电感器L及开关s到地形成电感电流iL,其运行过程如图3所示。到开关管关闭时,电感器电流到最大值PK, 电感器中储存了能量。在开关管上有极小的导通电阻RDS(on),所以开关管上有一个小的管压降Von(sw)。 前面我说过了,电感内的磁能会在电感断电时重新变回电,然而问题来了:此时回路已经断开,电流无处可以,磁如何能转换成电流呢?很简单,电感两端会出现高压!电压有多高呢?无穷高,直到击穿任何阻挡电流前进的介质为止。这里我们了解了电感的第二个特性----升压特性。当回路断开时,电感内的能量会以无穷高电压的形式变换回电,电压能升多高,仅取决于介质变的击穿电压。 当该系统中的振荡器输出脉冲低电平时,开关管vT将会截止,相当于开关断开。输入电压VIN叠加上储能元件电感器上的感应电压VL(右正左负),经二极管VD向储能元件电容器C充电(充电电流iC),电感器中的能量释放,如图4所示。由于振荡器频率较高一般几十千赫至上百千赫,所以经过一定时间,电容器上的电压VC=VIN+VL-VF。式中VF为二极管的正向压降。电感器上产生的感应电压VL一般可达几十伏,所以VC上的电压往往可达几十伏,VIN一般仅1.5-3V。这就是升压电路的基本工作原理。开关管上的最高电压等于VL+VIN。这里二极管VD主要起到一个堵塞作用,防止开关管导通时,充了电的电容器通过开关管对地放电。从图3可看出电感器的峰值电流IPK要比供负载的平均电流大得多,一般为IOUT的2-3倍。 现在我们对以上的内容作一下小结: 下面是正压发生器,你不停地扳动开关,从输入处可以得到无穷高的正电压。电压到底升到多高,取决于你在二极管的另一端接了什么东西让电流有处可去。如果什么也不接,电流就无处可去,于是电压会升到足够高,将开关击穿,能量以热的形式消耗掉。然后是负压发生器,你不停地扳动开关,从输入处可以得到无穷高的负电压。 在了解了升压式DC-DC变换器的升压电路后,接下来我们再来看一下其电压调节电路的运行工作原理。该电路在正常运行时并不稳压,如加上负载后,电压VOUT会下降,并且其输出电压受振荡器的工作频率及电感器L大小的影响,输出电压VOUT变化较大。为达到输出电压稳定,增加电压调节电路是必不可少的,增加稳压电路后的转换器电路系统如图5所示。它由检测输出电压的电阻分压器(R1、R2)、基准电压Vref、误差放大器、脉冲宽度调制电路组成。 上面说的都是理论,现在来点实际的电子线路图,看看正/负压发生器的最小系统到底什么样子:你可以很清楚看到演变,电路中仅仅把开关换成了三极管换而已。事实上,所以开关电源都是由这两个图组合变换而来。以上就是DC-D从的工作原理解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-11-06 关键词: DC-DC 转换电路 电感

  • 关于在开关模式电源印刷电路板上放置电感的指南

    关于在开关模式电源印刷电路板上放置电感的指南

    问题: 线圈应该放在哪里? 回答: 用于电压转换的开关稳压器使用电感来临时存储能量。这些电感的尺寸通常非常大,必须在开关稳压器的印刷电路板(PCB)布局中为其安排位置。这项任务并不难,因为通过电感的电流可能会变化,但并非瞬间变化。变化只可能是连续的,通常相对缓慢。 开关稳压器在两个不同路径之间来回切换电流。这种切换非常快,具体切换速度取决于切换边缘的持续时间。电流流经的走线称为热回路或交流电流路径,其在一个开关状态下传导电流,在另一个开关状态下不传导电流。在PCB布局中,应使热回路面积小且路径短,以便最大限度地减小这些走线中的寄生电感。寄生走线电感会产生无用的电压失调并导致电磁干扰(EMI)。 图1.用于降压转换的开关稳压器(带如虚线所示的关键热回路)。 图1所示为一个降压调节器,其中关键热回路显示为虚线。可以看出,线圈L1不是热回路的一部分。因此,可以假设该电感器的放置位置并不重要。使电感器位于热回路以外是正确的——因此在第一个实例中,安放位置是次要的。不过,应该遵循一些规则。 不得在电感下方(PCB表面或下方都不行)、在内层里或PCB背面布设敏感的控制走线。受电流流动的影响,线圈会产生磁场,结果会影响信号路径中的微弱信号。在开关稳压器中,一个关键信号路径是反馈路径,其将输出电压连接到开关稳压器IC或电阻分压器。 图2.带有线圈安放位置的ADP2360降压转换器的示例电路。 还应注意,实际线圈既有电容效应,也有电感效应。第一个线圈绕组直接连接到降压开关稳压器的开关节点,如图1所示。结果,线圈里的电压变化与开关节点处的电压一样强烈而迅速。由于电路中的开关时间非常短且输入电压很高,PCB上的其他路径上会产生相当大的耦合效应。因此,敏感的走线应该远离线圈。 图2所示为ADP2360的示例布局。在本图中,图1中的重要热回路标为绿色。从图中可见,黄色反馈路径离线圈L1有一定距离。它位于PCB的内层。 一些电路设计者甚至不希望线圈下的PCB中有任何铜层。例如,它们会在电感下方提供切口,即使在接地平面层中也是如此。其目标是防止线圈下方接地平面因线圈磁场形成涡流。这种方法没有错,但也有争论认为,接地平面要保持一致,不应中断: · 用于屏蔽的接地平面在不中断时效果最佳。 · PCB的铜越多,散热越好。 · 即使产生涡流,这些电流也只能局部流动,只会造成很小的损耗,并且几乎不会影响接地平面的功能。 因此,我同意接地平面层,甚至是线圈下方,也应保持完整的观点。 总之,我们可以得出结论,虽然开关稳压器的线圈不是临界热回路的一部分,但不在线圈下方或靠近线圈处布敏感的控制走线却是明智的。PCB上的各种平面——例如,接地平面或VDD平面(电源电压)——可以连续构造,无需切口。

    时间:2020-11-04 关键词: PCB 开关稳压器 电感

  • “电感饱和”到底是什么意思?

    “电感饱和”这个我一直听到的词汇竟然是如此陌生——我不知道它到底意味着什么,除了电流弯曲失真,烧坏器件这些表象,在物理上“饱和”到底是什么意思? 感值,耐温,饱和电流,尺寸,价格,这五个是我们电感选型的基本坐标系,当然我们还会考虑线圈和磁心的形态,磁材,安装焊接方式。选型过程中最恼火的无过于在数十个电感中找到合适的,却发现其中一个参数不满足要求,或者仅仅因为发生概率极低的峰值功率而导致的饱和电流不足而带来过大的设计裕量。 感性的秘密 电感之所以呈现感性,即流过电感的电流会滞后于施加在电感上的电流(事实上是滞后90度相角),是因为楞次定律。电感就像熊孩子抓住家里的宠物,阻碍宠物的前进(电流的变化),你得给熊孩子一些压力,他先会不大情愿,然后再让宠物(电流)走一下(我们充分利用了这个不听话的特性来实现我们扼流Choke的目的);电感又像一个弹簧,当你施加压力的时候,它把一部分能量存在自己体内,剩下的一部分能量传输出去,当弹簧被压缩到极限时,它没办法再存储更多的能量了,即发生饱和,所有增加的能量都被悉数传递出去,电感失去了它的滞后作用。 在物理上弹簧这个例子或许更加恰当,就像下面这段我在网上找到的教科书般的答案: 电子在原子外层绕著数层轨道旋转,每一层电子旋转都会依愣次定律产生一微弱的磁场,每一层的磁力不同、方向也不同,但合力为零,没有磁性。当一线圈通电流,同样的依愣次定律产生一磁场,磁力线穿过磁性材料(铁心),磁性材料内原子的电子旋转轨道开始转向,以抵消线圈产生的磁力线,线圈电流越大,越多磁性材料电子的旋转方向改变,最后所有磁性材料电子旋转方向都相同时,就是磁饱和。 电感磁饱和原因与理论分析 当我们在所有电子上都叠加一个共同的旋转方向,就像整齐划一的军队方阵,它的磁力就达到了最大,不能再增加磁力就被成为饱和。 这种说明足够形象,可以定性解释饱和的概念,但是定性并不能让我满足,物理的魅力远远不止在定性分析。 电感饱和的物理意义 当我们谈论电感饱和的时候,实际上是在谈论铁心饱和——空心的电感永远不会饱和。这时候很直观的问题就是:为什么不使用空心电感呢? 因为磁饱和,铁磁性材料的磁导率μf会随磁场强度增加,上升到一最大值,之后渐渐下降。 用麦克斯韦方程组计算一切! ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧  END  ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 免责声明:本文系网络转载,版权归原作者所有。如有问题,请联系我们,谢谢! 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-11-04 关键词: 磁场 电感

  • 关于逆变器中的二极管,你真的知道它的作用吗?

    关于逆变器中的二极管,你真的知道它的作用吗?

    二极管大家都知道,那么你知道逆变器中的二极管有什么作用吗?在家电应用中,最主要的就是高效率和节能,三相无刷直流电机正是因为具有效率高、尺寸小的优点,被广泛的应用在家电设备及其他很多应用中。除此之外,由于还将机械换向装置替换成电子换向器,三相无刷电机进而被认为可靠性比原来更高了。 标准的三相功率级(power stage)被用来驱动一个三相无刷直流电机,如图1所示。功率级产生一个电场,为了使电机很好地工作,这个电场必须保持与转子磁场之间的角度接近 90°。六步序列控制产生6个定子磁场向量,这些向量必须在一个指定的转子位置下改变。霍尔效应传感器扫描转子的位置。为了向转子提供6个步进电流,功率级利用6个可以按不同的特定序列切换的功率MOSFET。下面解释一个常用的切换模式,可提供6个步进电流。 MOSFET Q1、Q3和Q5高频(HF)切换,Q2、Q4和Q6低频(LF)切换。当一个低频MOSFET处于开状态,而且一个高频MOSFET 处于切换状态时,就会产生一个功率级。 步骤1) 功率级同时给两个相位供电,而对第三个相位未供电。假设供电相位为L1、L2,L3未供电。在这种情况下,MOSFET Q1和Q2处于导通状态,电流流经Q1、L1、L2和Q4。 步骤2) MOSFET Q1关断。因为电感不能突然中断电流,它会产生额外电压,直到体二极管D2被直接偏置,并允许续流电流流过。续流电流的路径为D2、L1、L2和Q4。 步骤3) Q1打开,体二极管D2突然反偏置。Q1上总的电流为供电电流与二极管D2上的恢复电流之和。  显示出其中的体-漏二极管。电流流入到体-漏二极管D2(见图1),该二极管被正向偏置,少数载流子注入到二极管的区和P区。 当MOSFET Q1导通时,二极管D2被反向偏置, N区的少数载流子进入P+体区,反之亦然。这种快速转移导致大量的电流流经二极管,从N-epi到P+区,即从漏极到源极。电感L1对于流经Q2和Q1的尖峰电流表现出高阻抗。Q1表现出额外的电流尖峰,增加了在导通期间的开关损耗。 为改善在这些特殊应用中体二极管的性能,研发人员开发出具有快速体二极管恢复特性MOSFET。当二极管导通后被反向偏置,反向恢复峰值电流Irrm较小。 结合一种简单的逆变器电路图分析PWM逆变器电路的工作原理 电阻R2和电容C1套集成电路内部振荡器的频率。预设R1可用于振荡器的频率进行微调。14脚和11脚IC内部驱动晶体管的发射极终端。的驱动晶体管(引脚13和12)的集电极终端连接在一起,并连接到8 V轨(7808输出)。可在IC的引脚14和15两个180度,淘汰50赫兹脉冲列车。 这些信号驱动器在随后的晶体管阶段。当14脚的信号为高电平,晶体管Q2接通,就这反过来又使晶体管Q4,Q5,Q6点从目前的+12 V电源(电池)连接流一个通过的上半部分(与标签的标记)变压器(T1)中,小学通过晶体管Q4,Q5和Q6汇到地面。 因此诱导变压器二次电压(由于电磁感应),这个电压220V输出波形的上半周期。在此期间,11脚低,其成功的阶段将处于非活动状态。当IC引脚 11云高的第三季度结果Q7的获取和交换,Q8和Q9将被打开。从+12 V电源通过变压器的初级下半部和汇到地面通过晶体管的Q7,Q8,Q9,以及由此产生的电压,在T2次级诱导有助于的下半部周期(标签上标明)电流流 220V输出波形。 逆变电路的输出电压调节部分的工作原理 逆变器输出(T2的输出)挖掘点的标记为B,C,并提供给变压器T2的主。在变压器T2的下降这个高电压的步骤,桥梁D5整流它和这个电压(将逆变器的输出电压成正比)是提供的PIN1通过奥迪R8,R9,R16和(该IC的内部错误放大器的反相输入)这个电压与内部参考电压比较。 此误差电压成正比的输出电压所需的值和IC调节占空比的驱动信号(引脚14和12)为了使输出电压为所需的值的变化。R9的预设,可用于调节逆变器输出电压,因为它直接控制变频器的输出电压误差放大器部分的反馈量。 二极管D3和D4续流二极管,保护驱动级晶体管的开关变压器(T2)初选时产生的电压尖峰。R14和R15限制基地的第四季度和Q7。R12和 R13为第四季度和Q7防止意外的开关ON下拉电阻。C10和C11是绕过从变频器的输出噪声。C8是一个滤波电容的稳压IC 7805。R11的限制限制了电流通过LED指示灯D2的。 电力逆变器中的二极管作用 高效率和节能是家电应用中首要的问题。三相无刷直流电机因其效率高和尺寸小的优势而被广泛应用在家电设备中以及很多其他应用中。此外,由于采用了逆变器电子换向器代替机械换向装置,三相无刷直流电机被认为可靠性更高。 标准的三相功率级(power stage)被用来驱动一个三相无刷直流电机。功率级产生一个电场,为了使电机很好地工作,这个电场必须保持与转子磁场之间的角度接近90°。六步序列控制产生6个定子磁场向量,这些向量必须在一个指定的转子位置下改变。霍尔效应传感器扫描转子的位置。为了向转子提供6个步进电流,功率级利用6个可以按不同的特定序列切换的功率MOSFET。下面解释一个常用的切换模式,可提供6个步进电流。 MOSFET Q1、Q3和Q5高频(HF)切换,Q2、Q4和Q6低频(LF)切换。当一个低频MOSFET处于开状态,而且一个高频MOSFET 处于切换状态时,就会产生一个功率级。 步骤1) 功率级同时给两个相位供电,而对第三个相位未供电。假设供电相位为L1、L2,L3未供电。在这种情况下,MOSFET Q1和Q2处于导通状态,电流流经Q1、L1、L2和Q4。 步骤2)MOSFET Q1关断。因为逆变器电感不能突然中断电流,它会产生额外电压,直到体二极管D2被直接偏置,并允许续流电流流过。续流电流的路径为D2、L1、L2和Q4。 步骤3)Q1打开,体二极管D2突然反偏置。Q1上总的电流为供电电流(如步骤1)与二极管D2上的恢复电流之和。 显示出其中的体-漏二极管。在步骤2,电流流入到体-漏二极管D2(见图1),该二极管被正向偏置,少数载流子注入到二极管的区和P区。 当MOSFET Q1导通时,二极管D2被反向偏置, N区的少数载流子进入P+体区,反之亦然。这种快速转移导致大量的电流流经二极管,从N-epi到P+区,即从漏极到源极。电感L1对于流经Q2和Q1的尖峰电流表现出高阻抗。Q1表现出额外的电流尖峰,增加了在导通期间的开关损耗。图4a描述了MOSFET的导通过程。 为改善在这些特殊应用中体二极管的性能,研发人员开发出具有快速体二极管恢复特性MOSFET。当二极管导通后被反向偏置,反向恢复峰值电流Irrm较小。 在电力逆变电源中我们对比测试了标准的MOSFET和快恢复MOSFET。ST推出的STD5NK52ZD(SuperFREDmesh系列)放在Q2(LF)中,如图4b所示。在Q1 MOSFET(HF)的导通工作期间,开关损耗降低了65%。采用STD5NK52ZD时效率和热性能获得很大提升(在不采用散热器的自由流动空气环境下,壳温从60°C降低到50°C)。在这种拓扑中,MOSFET内部的体二极管用作续流二极管,采用具有快速体二极管恢复特性MOSFET更为合适。 SuperFREDmesh技术弥补了现有的FDmesh技术,具有降低导通电阻,齐纳栅保护以及非常高的dv/dt性能,并采用了快速体-漏恢复二极管。N沟道520V、1.22欧姆、4.4A STD5NK52ZD可提供多种封装,包括TO-220、DPAK、I2PAK和IPAK封装。该器件为工程师设计开关应用提供了更大的灵活性。其他优势包括非常高的dv/dt,经过100%雪崩测试,具有非常低的本征电容、良好的可重复制造性,以及改良的ESD性能。 此外,逆变器与其他可选模块解决方案相比,使用分立解决方案还能在PCB上灵活定位器件,从而实现空间的优化,并获得有效的热管理,因而这是一种具有成本效益的解决方案。以上就是逆变器中的二极管的作用解析,希望能给大家参考。

    时间:2020-11-01 关键词: 二极管 逆变器 电感

  • 动图讲解:电压电流的超前与滞后

    关注+ 星标公众号,不错过精彩内容 来源 | 电路设计技能 由于Sin[ωt]在求导或积分后会出现Sin[ωt±90°],所以对于接上了正弦波的电感、电容,横坐标为ωt时可以观察到波形超前滞后的现象。 直接从静态的函数图上看不太容易理解,还是做成动画比较好。 下图是电感的,用红色表示电压,蓝色表示电流。如果接上理想的直流电压表、直流电流表,可以观察到电压的变化超前于电流,电流的变化滞后于电压。时间增加时,纵坐标轴及时间原点会随着波形一起往左移动。 如果把波形画在矢量图右方,就是下面这种动画,但横坐标右方是过去存在的波形,指向过去,是-ωt。虽然波形反过来了,但电压的变化仍然超前于电流,电流的变化仍然滞后于电压。时间原点一直随着波形往右方移动,函数图中的纵坐标轴并未与横坐标交于原点,交点所代表的时间一直在增加。如果不注意,超前滞后的判断很容易出错。 理解超前滞后这一概念用相量图是最好的,从测量数据来观察或者从静态波形上观察都不太直观而且容易出错。下图是电容的。电压的变化滞后于电流,电流的变化超前于电压。坐标系右方是未来,左方是过去。 横坐标是-ωt时,电容的电压的变化仍然滞后于电流,电流的变化仍然超前于电压。因为此坐标系左方是未来,而右方是过去。 下图是电阻的。电压函数电流函数同相。 下图是三者串联的情况,没画相量图和波形图。但从指针的变化可以判断:电流相同时,电感和电容的电压函数反相。 没画总电压,因为总电压有可能超前于总电流,也有可能滞后于总电流,也有可能两者同相,同相时为谐振状态。 以前还做过这种,元件右边标的是电压电流的参考方向。用不同的颜色描述电压的大小,蓝色>黄色>红色;用不同的粗细和箭头描述电流的大小和方向,而且把电感、电容充能的效果也做进去了,电流最大时电感磁场能最大,电容电场能最小。 但是,就解释超前滞后这一概念的话,指针表的动画更直观。 ------------ END ------------ 推荐阅读: 如何编写ARM处理器的Bootloader 线程、进程、多线程、多进程 和 多任务   几款优秀的支持C、C++等多种语言的在线编译器 关注 微信公众号『strongerHuang』,后台回复“1024”查看更多内容,回复“加群”按规则加入技术交流群。 长按前往图中包含的公众号关注 点击“ 阅读原文 ”查看更多分享,欢迎点分享、收藏、点赞、在看。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-28 关键词: 电容 电感

  • 功率电感在升压电路中起什么作用,为什么要加电感?

    用过DC/DC类升压芯片和降压芯片的朋友都清楚,芯片的外设电路中电感必不可少,电感的作用是什么?今天以升压芯片为例和大家分享一下电感的作用。 功率电感在DC/DC的升压电路和降压电路中都是必不可少的,由于DC/DC类开关电源IC都是采用PWM控制的,电感在电路中起到充放电作用来实现IC的功能。升压电路和降压电路的原理类似,只是电感、功率开关以及二极管的位置不一样,下面介绍功率电感在升压电路中的作用。 1 电感的充电过程 电感是储能元器件,在升压电路中起着储能作用,具有充电和放电两个过程。其充电过程如下所示。 此时PWM控制MOS管处于导通状态,所以电感的右侧和GND是导通的,低压端的电流由正极经过电感和功率开关回到GND,电感储能。 这时候二极管是截止的,输出电容之前所储存的电能给负载供电。 2 电感的放电过程 PWM信号控制MOS管处于关断状态,这时候电感开始放电,由于流过电感的电流不能发生突变,所以电感的放电过程是缓慢的,输入电压和电感所产生的电压叠加通过二极管给输出电容充电,并给负载供电。电容输出端就是升高后的电压。 开关电源中有一个非常重要的概念,就是开关频率,比如常见的180KHz和400KHz,这就是指PWM的频率,或者说是MOS管的开关频率,频率越高输出电压的波形也平滑、纹波越小,但是对开关管的相应速度也就要求越高。 3 DC/DC降压电路的拓扑结构 降压电流的拓扑结构中,主要是MOS管、二极管以及电感的位置不通,电压也是起到充放电作用。 用过DC/DC升压IC和降压IC的朋友都知道,IC的外设电路基本一致,主要由电感、二极管以及电容构成。 听说文字内容越少越容易读完,真是这样吗? 文章虽短,但是干货满满,如果您对文章感兴趣,就点击“好看”鼓励一下吧。 精彩推荐: 通过一个实验现象认识电感的感抗 Buck电路的工作原理是什么?电感和电容的大小有什么影响 电感该怎么选型? 懂主板?要先懂电感 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-27 关键词: 功率器件 电感

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