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交流电(2008-04-23 21:24:00)

摘要:简称“交流”。一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流。我国交流电供电的标准频率规定为50赫兹。交流电随时间变化的形式可以是多种多样的。不同变化形式的交流电其应用范围和产生的效果也是不同的。以正弦交流电应用最为广泛,且其他非正弦交流电一般都可以经过数学处理后,化成为正弦交流电的迭加。正弦电流(又称简谐电流),是时间的简谐函数

i=Imsin(ωt+φ0)

当线圈在磁场中匀速转动时,线圈里就产生大小和方向作周期性改变的交流电。

现在使用的交流电,一般是方向和强度每秒改变52赫兹。

我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。在实用中,交流电用符号"~"表示。

电流i随时间的变化规律,由此看出:正弦交流电需用频率、峰值和位相三个物理量来描述。交流电所要讨论的基本问题是电路中的电流、电压关系以及功率(或能量)的分配问题。由于交流电具有随时间变化的特点,因此产生了一系列区别于直流电路的特性。在交流电路中使用的元件不仅有电阻,而且有电容元件和电感元件,使用的元件多了,现象和规律就复杂了。


【交流电的频率和周期】频率是表示交流电随时间变化快慢的物理量。即交流电每秒钟变化的次数叫频率,用符号f表示。它的单位为周/秒,也称赫兹常用“Hz”表示,简称周或赫。例如市电是50周的交流电,其频率即为f=50周/秒。对较高的频率还可用千周(kC)和兆周(MC)作为频率的单位。
1千周(kC)=103周/秒
1兆周(MC)=10千周(kC)=106周/秒
例如,我国第一颗人造地球卫星发出的讯号频率是20.009兆周,亦即它发出的是每秒钟变化20.009×106次的交变讯号。交流电正弦电流的表示式中I = Imsin(ωt+φ0)中的ω称为角频率,它也是反映交流电随时间变化的快慢的物理量。角频率和频率的关系为
ω=2πf。
交流电随时间变化的快慢还可以用周期这个物理量来描述。交流电变化一次所需要的时间叫周期,用符号T表示。周期的单位是秒。显然,周期和频率互为例数,即


由此可见,交流电随时间变化越快,其频率f越高,周期 T越短;反之,频率f越低,周期T越长。
【交流电流的峰值】 简谐函数(又称简谐量)是时间的周期函数......

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开关电源设计知识介绍(2008-03-31 15:23:00)

摘要:电子产品,特别是军用稳压电源的设计是一个系统工程,不但要考虑电源本身参数设计,还要考虑电气设计、电磁兼容设计、热设计、安全性设计、三防设计等方面。因为任何方面那怕是最微小的疏忽,都可能导致整个电源的崩溃,所以我们应充分认识到电源产品可靠性设计的重要性。
    2开关电源电气可靠性设计     2.1供电方式的选择        集中式供电系统各输出之间的偏差以及由于传输距离的不同而造成的压差降低了供电质量,而且应用单台电源供电,当电源发生故障时可能导致系统瘫痪。分布式供电系统因供电单元靠近负载,改善了动态响应特性,供电质量好,传输损耗小,效率高,节约能源,可靠性高,容易组成N+1冗余供电系统,扩展功率也相对比较容易。所以采用分布式供电系统可以满足高可靠性设备的要求。     2.2电路拓扑的选择        开关电源一般采用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。单端正激式、单端反激式、双单端正激式、推挽式的开关管的承压在两倍输入电压以上,如果按60%降额使用,则使开关管不易选型。在推挽和全桥拓扑中可能出现单向偏磁饱和,使开关管损坏,而半桥电路因为具有自动抗不平衡能力,所以就不会出现这个问题。双管正激式和半桥电路开关管的承压仅为电源的最大输入电压,即使按60%降额使用,选用开关管也比较容易。在高可靠性工程上一般选用这两类电路拓扑。     2.3控制策略的选择        在中小功率的电源中,电流型PWM控制是大量采用的方法,它较电压控制型有如下优点:逐周期电流限制,比电压型控制更快,不会因过流而使开关管损坏,大大减小过载与短路的保护;优良的电网电压调整率;迅捷的瞬态响应;环路稳定,易补偿;纹波比电压控制型小得多。生产实践表明电流控制型的50W开关电源的输出纹波在25mV左右,远优于电压控制型。        硬开关技......

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电感设计(2008-03-26 19:55:00)

摘要:摘要:介绍了电感的设计过程和方法,并列举了一个大功率电感的设计方法,通过理论和实际的结合完成了设计。
关键词:电感;设计;方式
0 引言
    磁性元件与其它电气元件不同,使用者很难采购到符合自己要求的电感。相反,具体设计一个磁性元件可以综合考虑成本、体积、重量和制造的困难程度,可以获得一个较满意的结果。设计一个电感首先要选择磁芯材料和形状,然后确定磁芯体积大小,然后再计算线圈的匝数和线圈截面积,接着再估算气隙长度,最后根据实际情况调整设计。
1 磁性材料的选择
    在选用磁性材料时,考虑的因素是工作开关频率、磁通密度、磁导率、损耗大小、工作环境及材料的价格。如果开关频率较低,可以考虑选择硅钢带和铁镍合金。硅钢带具有高的饱和磁通密度,而且价格低廉,是低频场合运用最为广泛的磁性材料,它的磁芯损耗取决于带的厚度和硅的含量,硅含量越高,电阻率越大,则损耗越小;铁镍合金具有极高的磁导率,极低的矫顽磁力,但是其电阻率比较低,只能用在低频场合,同时价格也比较高,通常用在工作环境温度高,体积要求严格的军工产品中。如果开关频率较高,可以考虑使用铁氧体和非晶态合金。铁氧体最高频率可以达到1 MHz,而且电阻率高,高频损耗小,但是其饱和磁感应比较低,而且受温度影响大,在常温(25℃)的0.42T到100℃时的0.34T。铁氧体目前有多种材料和磁芯规格,而且价格比其它材料低,是目前开关电源中应用最为广泛的材料。非晶态合金适用于几十到几百kHz的工作频率,比铁氧体有更高的饱和磁感应和相对较高的损耗和温度稳定性,但是价格比较昂贵,而且磁芯的规格也不完善,适用于大功率或者耐受高温和冲击的军用场合。
2 磁芯形状
    目前磁芯有罐型、PM、RM、PQ、EE、EC、EP、ETD、RC、UU、和UI各种型号,以及新发展的平面磁芯,如EFD、EPC、LP型等磁芯。
    罐型和PQ型磁芯有较小的窗口面积,减小了EMI传播,用于EMC要求严格的场合。但是其窗口宽度不是很大,只能用于125 W以下的低功率场合。大功率应用散热困难。因为引出线缺口小,大电流出线困难,也不适用于高压场合,因为出线的安全绝缘处理困难。......

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电感器的型号命名及含义 (2008-03-17 12:43:00)

摘要: 电感器的型号命名及含义
第一部分:主称 第二部分:电感量 第三部分:误差范围 字 母 含义 数字与字母 数字 含义 字母 含义 L或PL 电感线圈 2R2 2.2 2.2μH J ±5% 100 10 10μH K ±10% 101 100 100μH 102 1000 1mH M ±20% 103 10000 10mH       第一部分用字母表示主称为电感线圈。
      第二部分用字母与数字混合或数字来表示电感量。
      第三部分用字母表示误差范围。......

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电感器(2008-03-17 11:48:00)

摘要:一、 电感器的定义。
   1.1 电感的定义:
   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。
   当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电磁感应定律---磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化,故从客观效果看,电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为“自感应”,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间,会发生火花,这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。
   总之,当电感线圈接到交流电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着,致使线圈不断产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势 ,称为“自感电动势”。
    由此可见,电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量,它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。

   1.2 电感线圈与变压器
   电感线圈:导线中有电流时,其周围即建立磁场。通常我们把导线绕成线圈,以增强线圈内部的磁场。 电感线圈就是据此把导线(漆包线、纱包或裸导线)一圈靠一圈(导线间彼此互相绝缘)地绕在绝缘管(绝缘体、铁芯或磁芯)上制成的。一般情况,电感线圈只有一个绕组。
    变压器:电感线圈中流过变化的电流时,不但在自身两端产生感应电压,而且能使附近的线圈中产生感应电压,这一现象叫互感。两个彼此不连接但又靠近,相互间存在电磁感应的线圈一般叫变压器。

   1.3 电感的符号与单位
   电感符号:L

   电感单位:亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (uH),1H=10......

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什么是空气开关?其工作原理是什么?(2008-01-31 12:53:00)

摘要:自动空气开关也称为低压断路器,可用来接通和分断负载电路,也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和,是低压配电网中一种重要的保护电器。
    自动空气开关具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点,所以目前被广泛应用。 短路时,静触头周围的芳香族绝缘物气化,起冷却灭弧作用,飞弧距离为零。断路器的灭弧室采用金属栅片结构,触头系统具有斥力限流机构,因此,断路器具有很高的分断能力和限流能力。
  
  具有复式脱扣器。反时限动作是双金属片受热弯曲使脱扣器动作,瞬时动作是铁芯街铁机构带动脱扣器动作。脱扣方式有热动、电磁和复式脱扣3种。
  
  当线路发生短路或严重过载电流时,短路电流超过瞬时脱扣整定电流值,电磁脱扣器产生足够大的吸力,将衔铁吸合并撞击杠杆,使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开,锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断,切断电源。
  
   当线路发生一般性过载时,过载电流虽不能使电磁脱扣器动作,但能使热元件产生一定热量,促使双金属片受热向上弯曲,推动杠杆使搭钩与锁扣脱开,将主触头分断,切断电源
  
   主触点通过操作机构(手动或电动)使之闭合的,其触点系统由于装有灭弧装置因而不仅能接通或切断正常的工作电流,还能在发生故障时迅速切断比正常工作电流大好几倍的故障电流,从而能有效地保护电路中的电气设备
  开关的脱扣机构是一套连杆装置。当主触点通过操作机构闭合后,就被锁钩锁在合闸的位置。如果电路中发生故障,则有关的脱扣器将产生作用使脱扣机构中的锁钩脱开,于是主触点在释放弹簧的作用下迅速分断。按照保护作用的不同,脱扣器可以分为过电流脱扣器及失压脱扣器等类型。
   在正常情况下,过电流脱扣器的衔铁是释放着的;一旦发生严重过载或短路故障时,与主电路串联的线圈就将产生较强的电磁吸力把街铁往下吸引而顶开锁钩,使主触点断开。欠压脱扣器的工作恰恰相反,在电压正常时,电磁吸力吸住衔铁,主触点才得以闭合。一旦电压严重下降或断电时,衔铁就被释放而使主触点断开。当电源电压恢复正常时,必须重新合闸后才能工作,实现了失压保护。 电路图请看网页 ......

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什么是安规电容(2008-01-24 09:09:00)

摘要:什么是安规电容 X 电容 Y电容 根据IEC 60384-14,电容器分为X电容及Y电容,
1. X电容是指跨于L-N之间的电容器,
2. Y电容是指跨于L-G/N-G之间的电容器。
(L=Line, N=Neutral, G=Ground) X电容底下又分为X1, X2, X3,主要差別在于:
1. X1耐高压大于2.5 kV, 小于等于4 kV,
2. X2耐高压小于等于2.5 kV,
3. X3耐高压小于等于1.2 kV Y电容底下又分为Y1, Y2, Y3,Y4, 主要差別在于:
1. Y1耐高压大于8 kV,
2. Y2耐高压大于5 kV,
3. Y3耐高压 n/a
4. Y4耐高压大于2.5 kV X,Y电容都是安规电容,火线零线间的是X电容,火线与地间的是Y电容.
它们用在电源滤波器里,起到电源滤波作用,分别对共模,差模工扰起滤波作用.
安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全. 安规电容安全等级 应用中允许的峰值脉冲电压 过电压等级(IEC664) X1 >2.5kV ≤4.0kV Ⅲ X2 ≤2.5kV Ⅱ X3 ≤1.2kV —— 安规电容安全等级 绝缘类型 额定电压范围 Y1 双重绝缘或加强绝缘 ≥ 250V Y2 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V Y3 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V Y4 基本绝缘或附加绝缘 <150V Y电容的电容量必须受到限制,从而达到控制在额定频率及额定电压作用下,流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的。GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1uF。Y电容除符合相应的电网电压耐压外,还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量,避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象,Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义 在滤波电路上有X电容,就是跨接L-N线;Y电容就是N-G线。
在安规标准上有按脉冲电压分X1,X2,X3电容;按绝缘等级来分Y1,Y2,Y3来分。
(这些都不是按什么材质来分的,以后多学习。)
至于安规标准各个国家有一些差别,但额定电压无非就是250和400。
各大厂家做的安规电容就是要满足这个安......

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一个电解电容器的资料(2008-01-19 12:50:00)

摘要:电解电容器使用注意事项

一  电路设计
1  在确认使用及安装环境时,作为按产品样本设计说明书上所规定的额定性能范围内使用的电容器,应当避免在下述情况下使用:
  a)高温(温度超过最高使用温度);
b)过流(电流超过额定纹波电流);
c)过压(电压超过额定电压);
d)施加反向电压或交流电压。
e)使用于反复多次急剧充放电的电路中;
f)在电路设计时,应选用与设备寿命相当的电容器。
2  电容器外壳、辅助引出端子与正、负极以及电路板间必须完全隔离;
3  当电容器套管的绝缘不能保证时,在有绝缘性能特定要求的地方尽量不要使用;
4  不要在下述环境下使用电容器:
   a) 直接与水、盐水及油类相接触或结露的环境中;
   b) 充满有害气体的环境中(硫化物、亚硫酸、亚硝酸、氯气、氨水等);
   c) 置于日照、臭氧、紫外线及有放射性物质的环境中;
   d) 振动及冲击条件超过了样本及说明书的规定范围的恶劣环境中。
5 在设计电容器的安装时,必须确认下述内容:
   a) 电容器正、负极间距必须与线路板孔距相吻合;
   b) 保证电容器防爆阀上方留有一定的空间;
电容器直径                  间隔
φ36                        3mm以上
φ40以上                    5mm以上
   c) 电容......

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滤波器相关知识(2007-11-01 13:39:00)

摘要: 滤波器相关知识 大家对滤波器的使用总是说发各异,现在讲讲我对滤波器方面的相关知识,让大家学习一下.有点班门弄斧的样子,但是我还是相信写出这么多会有用处的,也算是对论坛做点小小的贡献吧!还希望各位专家批评,补充,指点. 首先说说为什么用滤波器,滤波器顾名思义是对电磁噪声的一种控制,电源噪声是电磁干扰的一种,其传导噪声的频谱大致为10kHz~30MHz,最高可达150MHz。所以这种高频干扰会严重影响器材对细节的扑捉能力,使低噪便大,高频毛刺,低频的轮廓感变得模糊.甚至严重些会影响到听感上的烦躁! 根据传播方向的不同,电源噪声可分为两大类:一类是从电源进线引入的外界干扰,另一类是由电子设备产生并经电源线传导出去的噪声。 这表明噪声属于双向干扰信号,电子设备即是噪声干扰的对象,又是一个噪声源。若从形成特点看,噪声干扰分共模干扰和串模干扰两种。 串模干扰是两条电源线之间的(简称线对线)噪声,共模干扰则是两条电源线对大地的(简称线对地)噪声。所以电噪声干扰对音响器材的影响是严重的! 依次,电磁干扰滤波器应符合电磁兼容性的要求,也必须是双向射频滤波器,一方面要滤除从交流电源线上引入的外部电磁干扰,另一方面还能本身设备向外部发出的噪声干扰,以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。 此外电磁干扰滤波器应对串模,共模干扰都起到抑制作用。    电磁干扰滤波器的基本组成有,两个输入端,两个输出端和一个接地端,使用时外壳应接通大地。 电路中包括共模扼流圈(称共模电感),滤波电容。L对串模干扰不起作用,但当出现共模干扰时,由于两个线圈的磁通量相同,经过耦合后总电感量迅速增大,因此对共模信号呈现很大的感抗,使之不易通过,故称作共模扼流线圈。他的两个线圈分别绕在低消耗,高导磁率的铁氧体磁环上,当有电流通过时,两个线圈上的磁场就会互相加强。 L的电感量与EMI滤波器的额定电流I有关。需要指出,但额定电流较大时,共模扼流线圈的先径也要相应增大,以便能承受较大的电流。 此外,适当增加电感量,可改变低频衰减特性。 滤波电容采用优质的薄模电容器,容量范围大致是0.01.uF~0.47uF,主要用来滤除串模干扰。 滤波电容应该跨接在输出端,并将电容器的中点接地,能有效的抑制共模的干扰。 滤波电容也可并联联在输入端......

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防雷技术问答(2007-07-09 11:46:00)

摘要:1、假如已经安装了避雷针,还需要电涌防护器吗? 2、电源线保护器(SPD)与数据线保护器(DLP)有何区别?仅安装一种是否可以起到防护作用? 3、如何选择电涌防护器的型号和安装位置? 4、如果在建筑物入口处安装了电涌防护器,在建筑物内部是否还需要安装其他的电涌防护器? 5、在恶劣的电源条件下,压敏电阻能长期保持有效吗? 6、电涌防护器的反应时间? 7、如果有了UPS,是否还需要电涌防护器? 8、压敏电阻如何串联和配对? 9、压敏电阻如何与气体放电器件的串联和并联? 10、压敏电阻如何再线检测? 11、设备一定需要"三级"保护吗? 12、市场上的组合技术电涌防护器(或称作双保险设计)是指什么?       1、假如已经安装了避雷针,还需要电涌防护器吗?
  还需要。避雷针是不能替代电涌防护器的。避雷针把直击雷产生的大部分有害能量从建筑物外分流入地,从而可以避免建筑物起火或爆炸。但是雷击可以产生巨大的磁场,并在电源线和数据线上产生强大的过电压。这就是所谓感应现象。如果这时已经安装了高质量的电涌防护器,建筑物内的敏感电气设备就可以受到保护。但是如果安装了低质量的电涌防护器或没有安装,设备仍会被毁坏。这种实例很多,这里不再一一列举。
2、电源线保护器(SPD)与数据线保护器(DLP)有何区别?仅安装一种是否可以起到防护作用?
  电涌不仅会通过电源线,还会通过数据线损坏设备。任何与电源连接的电气设备均会被通过电源线的电涌损坏。与调制解调器或计算机网络连接的设备,同样需要数据线电涌防护器来防止电涌的破坏。
3、如何选择电涌防护器的型号和安装位置?
  最大的电涌产生在建筑物外,由雷电和电力公司切换负载所致,这种感应电涌可沿电力线传输,进入建筑物内。因此,应在建筑物入口处安装电涌防护器。单一的MCG电涌防护器,安装在建筑物电力入口处,将保护整个建筑内的电气设备免受这些来自外部电涌的损坏。MCG的电涌防护器有不同的型号,如何正确的选用电涌防护器的型号,基本有三点,供参考:
  1、可根据变压器的大小:通常,变压器的KVA越大,该电力线经受的电涌会越大。如果变压器的容量在750KVA以上,使用一个chinaspdT较为合适。
  2、是否处于高雷区:中国的主要城市,如北京、上......

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