电路

1、直流等效电路分析法

在分析电路原理时,要搞清楚电路中的直流通路和交流通路。直流通路是指在没有输入信号时,各半导体三极管、集成电路的静态偏置,也就是它们的静态工作点。交流电路是指交流信号传送的途径,即交流信号的来龙去脉。

在实际电路中,交流电路与直流电路共存于同一电路中,它们既相互联系,又互相区别。

直流等效分析法,就是对被分析的电路的直流系统进行单独分析的一种方法,在进行直流等效分析时,完全不考虑电路对输入交流信号的处理功能,只考虑由电源直流电压直接引起的静态直流电流、电压以及它们之间的相互关系。

直流等效分析时,首先应绘出直流等效电路图。绘制直流等效电路图时应遵循以下原则:电容器一律按开路处理,能忽略直流电阻的电感器应视为短路,不能忽略电阻成分的电感器可等效为电阻。取降压退耦后的电压作为等效电路的供电电压;把反偏状态的半导体二极管视为开路。

2、交流等效电路分析法

交流等效电路分析法,就是把电路中的交流系统从电路分分离出来,进行单独分析的一种方法 。

交流等效分析时,首先应绘出交流等效电路图。

绘制交流等效电路图应遵循以下原则:把电源视为短路,把交流旁路的电容器一律看面短路把隔直耦合器一律看成短路。

3、时间常数分析法

时间常数分析法主要用来分析R,L,C和半导体二极管组成电路的性质,时间常数是反映储能元件上能量积累快慢的一个参数,如果时间常数不同,尽管电路的形式及接法相似,但在电路中所起的作用是不同的。

常见的有耦合电路,微分电路,积分电路,钳位电路和峰值检波电路等。

4、频率特性分析法

频率特性分析法主要用来分析电路本身具有的频率是否与它所处理信号的频率相适应。分析中应简单计算一下它的中心频率,上下限频率和频带宽度等。

通过这种分析可知电路的性质,如滤波,陷波,谐振,选频电路等。

本文转自:蒙晖仪表(moho-china),转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。

围观 194

闩锁效应 (Latch Up) 是在器件的电源引脚和地之间产生低阻抗路径的条件。这种情况将由触发事件(电流注入或过电压)引起,但一旦触发,即使触发条件不再存在,低阻抗路径仍然存在。这种低阻抗路径可能会由于过大的电流水平而导致系统紊流或灾难性损坏。在设计电路应用时,请确保应用于器件的电压和电流水平符合绝对最大额定值要求。

在电路设计时, 可以考虑以下建议来防止闩锁问题。

1. 如果由于上电排序而发生闩锁,可以利用二极管与VDD串联如果任何时候器件的数字输入或输出都超过VDD,可以在VDD串联二极管(如下图使用1N914)来阻止SCR触发和随后的闩锁产生。这是因为二极管能够防止寄生横向PNP晶体管的基极电流从VDD引脚流出,从而防止SCR触发。


2. 将肖特基二极管添加到DGND(数字地)可防止电压不足如果器件的数字输入和输出随时低于DGND,则可以从这些输入或输出连接到DGND的肖特基二极管将有效地将负偏移钳位在-0.3V至-0.4V之间。 这可以防止寄生NPN晶体管的发射极与基极结导通,并且还可以防止SCR触发。


3. 在DGND和AGND (模拟地) 之间连接肖特基二极管如果DGND电位偶尔会超过AGND 0.3V或更多,则可以在器件两个引脚之间放置肖特基二极管来将阻止相关寄生NPN晶体管的导通。 这提供了额外的防止闩锁的保护。 此外,与前面提到的反向并联连接的额外二极管可以在另一个方向上将DGND限制到AGND,这大大减少了数字噪声被注入器件的可能性。


出处:Killoser
转自:
维库电子市场网

围观 303

我们知道,在电路系统的各个子模块进行数据交换时可能会存在一些问题导致信号无法正常、高质量地“流通”,例如有时电路子模块各自的工作时序有偏差(如CPU与外设)或者各自的信号类型不一致(如传感器检测光信号)等,这时我们应该考虑通过相应的接口方式来很好地处理这个问题。

下面就电路设计中7个常用的接口类型的关键点进行说明一下:

(1)TTL电平接口:

这个接口类型基本是老生常谈的吧,从上大学学习模拟电路、数字电路开始,对于一般的电路设计,TTL电平接口基本就脱不了“干系”!它的速度一般限制在30MHz以内,这是由于BJT的输入端存在几个pF的输入电容的缘故(构成一个LPF),输入信号超过一定频率的话,信号就将“丢失”。它的驱动能力一般最大为几十个毫安。正常工作的信号电压一般较高,要是把它和信号电压较低的ECL电路接近时会产生比较明显的串扰问题。

(2)CMOS电平接口:

我们对它也不陌生,也是经常和它打交道了,一些关于CMOS的半导体特性在这里就不必啰嗦了。许多人都知道的是,正常情况下CMOS的功耗和抗干扰能力远优于TTL。但是!鲜为人知的是,在高转换频率时,CMOS系列实际上却比TTL消耗更多的功率,至于为什么是这样,请去问半导体物理理论吧。由于CMOS的工作电压目前已经可以很小了,有的FPGA内核工作电压甚至接近1.5V,这样就使得电平之间的噪声容限比TTL小了很多,因此更加加重了由于电压波动而引发的信号判断错误。众所周知,CMOS电路的输入阻抗是很高的,因此,它的耦合电容容量可以很小,而不需要使用大的电解电容器了。由于CMOS电路通常驱动能力较弱,所以必须先进行TTL转换后再驱动ECL电路。此外,设计CMOS接口电路时,要注意避免容性负载过重,否则的话会使得上升时间变慢,而且驱动器件的功耗也将增加(因为容性负载并不耗费功率)。

(3)ECL电平接口:

这可是计算机系统内部的老朋友啊!因为它的速度“跑”得够快,甚至可以跑到几百MHz!这是由于ECL内部的BJT在导通时并没有处于饱和状态,这样就可以减少BJT的导通和截止时间,工作速度自然也就可以提上去了。But,这是要付出代价的!它的致命伤:功耗较大!它引发的EMI问题也就值得考虑了,抗干扰能力也就好不到哪去了,要是谁能够折中好这两点因素的话,那么他(她)就该发大财了。还有要注意的是,一般ECL集成电路是需要负电源供电的,也就是说它的输出电压为负值,这时就需要专门的电平移动电路了。

(4)RS-232电平接口:

玩电子技术的基本没有谁不知道它的了(除非他或她只是电子技术专业的“门外汉”)。它是低速串行通信接口标准,要注意的是,它的电平标准有点“反常”:高电平为-12V,而低电平为+12V。So,当我们试图通过计算机与外设进行通信时,一个电平转换芯片MAX232自然是少不了的了。但是我们得清醒地意识到它的一些缺点,例如数据传输速度还是比较慢、传输距离也较短等。

(5)差分平衡电平接口:

它是用一对接线端A和B的相对输出电压(uA-uB)来表示信号的,一般情况下,这个差分信号会在信号传输时经过一个复杂的噪声环境,导致两根线上都产生基本上相同数量的噪声,而在接收端将会把噪声的能量给抵消掉,因此它能够实现较远距离、较高速率的传输。工业上常用的RS-485接口采用的就是差分传输方式,它具有很好的抗共模干扰能力。

(6)光隔离接口:

光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递的,它的“好处”就是能够实现电气隔离,因此它有出色的抗干扰能力。在电路工作频率很高的条件下,基本只有高速的光电隔离接口电路才能满足数据传输的需要。有时为了实现高电压和大电流的控制,我们必须设计和使用光隔离接口电路来连接如上所述的这些低电平、小电流的TTL或CMOS电路,因为光隔离接口的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏特的高压,足以满足一般的应用了。此外,光隔离接口的输入部分和输出部分必须分别采用独立的电源,否则的话还是有电气联系,也就不叫隔离了。

(7)线圈耦合接口:

它的电气隔离特性好,但是允许的信号带宽有限。例如变压器耦合,它的功率传输效率是非常高的,输出功率基本接近其输入功率,因此,对于一个升压变压器来说,它可以有较高的输出电压,但是却只能给出较低的电流。此外,变压器的高频和低频特性并不让人乐观,但是它的最大特点就是可以实现阻抗变换,当匹配得当时,负载可以获得足够大的功率,因此,变压器耦合接口在功率放大电路设计中很“吃香”。

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围观 386

所谓电容,就是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电,当然还有整流、振荡以及其它的作用。另外电容的结构非常简单,主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成,所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。

1

滤波电容:它接在直流电压的正负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电平滑,通常采用大容量的电解电容,也可以在电路中同时并接其它类型的小容量电容以滤除高频交流电。

2

退耦电容:并接于放大电路的电源正负极之间,防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。

3

旁路电容:在交直流信号的电路中,将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或脉冲信号设置一条通路,避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。

4

耦合电容:在交流信号处理电路中,用于连接信号源和信号处理电路或者作为两放大器的级间连接,用于隔断直流,让交流信号或脉冲信号通过,使前后级放大电路的直流工作点互不影响。

5

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。

6

衬垫电容:与谐振电路主电容串联的辅助性电容,调整它可使振荡信号频率范围变小,并能显著地提高低频端的振荡频率。

晶振电路及其等效电路

07

补偿电容:与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。

08

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。

09

稳频电容:在振荡电路中,起稳定振荡频率的作用。

10

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。

11

加速电容:接在振荡器反馈电路中,使正反馈过程加速,提高振荡信号的幅度。

12

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。

13

克拉波电容:在电容三点式振荡电路中,与电感振荡线圈串联的电容,起到消除晶体管结电容对频率稳定性影响的作用。

克拉波振荡器

14

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。

15

稳幅电容:在鉴频器中,用于稳定输出信号的幅度。

16

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。

17

去加重电容:为了恢复原伴音信号,要求对音频信号中经预加重所提升的高频分量和噪声一起衰减掉,设置RC在网络中的电容。

18

移相电容:用于改变交流信号相位的电容。

19

反馈电容:跨接于放大器的输入与输出端之间,使输出信号回输到输入端的电容。

20

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。

21

逆程电容:用于行扫描输出电路,并接在行输出管的集电极与发射极之间,以产生高压行扫描锯齿波逆程脉冲,其耐压一般在1500伏以上。

22

S校正电容:串接在偏转线圈回路中,用于校正显象管边缘的延伸线性失真。

23

自举升压电容:利用电容器的充、放电储能特性提升电路某点的电位,使该点电位达到供电端电压值的2倍。

24

消亮点电容:设置在视放电路中,用于关机时消除显象管上残余亮点的电容。

25

软启动电容:一般接在开关电源的开关管基极上,防止在开启电源时,过大的浪涌电流或过高的峰值电压加到开关管基极上,导致开关管损坏。

26

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。

27

运转电容:与单相电动机的副绕组串联,为电动机副绕组提供移相交流电流。在电动机正常运行时,与副绕组保持串接。

来源:网络、电子产品世界

围观 302

实践表明,一个电子装置,即使按照设计的电路参数进行安装,往往也难于达到预期的效果。这是因为人们在设计时,不可能周全地考虑各种复杂的客观因素(如元件值的误差、器件参数的分散性、分布参数的影响等),必须通过安装后的测试和调整,来发现和纠正设计方案的不足,然后采取措施加以改进,使装置达到预定的技术指标。因此,调试电子电路的技能对从事电子技术及其相关领域工作的人员来说,是不应缺少的。

调试的常用仪器有:稳压电源、万用表、示波器、频谱分析仪和信号发生器等。

电子电路调试包括测试和调整两个方面。

调试的意义有二:
①是通过调试使电子电路达到规定的指标;
②是通过调试发现设计中存在的缺陷并予以纠正。

1、电子电路调试的一般步骤

传统中医看病讲究“望、闻、问、切”,其实调试电路也是如此。

首先“望”,即观察电路板的焊接如何,成熟的电子产品一般都是焊接出的问题;第二“闻”,呵呵,这个不是说先把电路板闻下,而是说通电后听电路板是否有异常响动,不该叫的叫了,该叫的不叫;第三“问”,如果是自己第一次调试,不是自己设计的要问电源是多少?别人是否调过?有什么问题?第四“切”,元器件有没焊全、芯片焊接是否正确、不易观察的焊点是否焊好?一般调试前做好这几步就可发现不少问题。

根据电子电路的复杂程度,调试可分步进行:对于较简单系统,调试步骤是:电源调试→单板调试→联调。对于较复杂的系统,调试步骤是:电源调试→单板调试→分机调试→主机调试→联调。

由此可明确三点:
(1) 不论简单系统还是复杂系统,调试都是从电源开始入手的;
(2) 调试方法一般是先局部(单元电路)后整体,先静态后动态;
(3) 一般要经过测量→调整→再测量→再调整的反复过程;对于复杂的电子系统,调试也是一个“系统集成”的过程。

在单元电路调试完成的基础上,可进行系统联调。例如数据采集系统和控制系统,一般由模拟电路、数字电路和微处理器电路构成,调试时常把这3部分电路分开调试,分别达到设计指标后,再加进接口电路进行联调。联调是对总电路的性能指标进行测试和调整,若不符合设计要求,应仔细分析原因,找出相应的单元进行调整。不排除要调整多个单元的参数或调整多次,甚至有修正方案的可能。

2、电子电路调试的具体步骤

(1) 通电观察:通电后不要急于测量电气指标,而要观察电路有无异常现象,例如有无冒烟现象,有无异常气味,手摸集成电路外封装,是否发烫等。如果出现异常现象,应立即关断电源,待排除故障后再通电。

(2) 静态调试:静态调试一般是指在不加输入信号,或只加固定的电平信号的条件下所进行的直流测试,可用万用表测出电路中各点的电位,通过和理论估算值比较,结合电路原理的分析,判断电路直流工作状态是否正常,及时发现电路中已损坏或处于临界工作状态的元器件。通过更换器件或调整电路参数,使电路直流工作状态符合设计要求。

(3) 动态调试:动态调试是在静态调试的基础上进行的,在电路的输入端加入合适的信号,按信号的流向,顺序检测各测试点的输出信号,若发现不正常现象,应分析其原因,并排除故障,再进行调试,直到满足要求。

测试过程中不能仅凭感觉或印象,要始终借助仪器观察。使用示波器时,最好把示波器的信号输入方式置于“DC”挡,通过直流耦合方式,可同时观察被测信号的交、直流成分。

通过调试,最后检查功能块和整机的各种指标(如信号的幅值、波形形状、相位关系、增益、输入阻抗和输出阻抗、灵敏度等)是否满足设计要求,如必要,再进一步对电路参数提出合理的修正。

3、电子电路调试中的若干问题

(1) 根据待调试系统的工作原理(原理图和PCB)拟定调试步骤和测量方法,确定测试点,并在图纸上和板子上标出位置,画出调试数据记录表格等。

(2) 搭设调试工作台,工作台配备所需的调试仪器,仪器的摆设应操作方便,便于观察。学生往往不注意这个问题,在制作或调机时工作台很乱,工具、书本、衣物等与仪器混放在一起,这样会影响调试。

特别提示:在制作和调试时,一定要把工作台布置的干净、整洁。这便是“磨刀不误砍柴工”。

(3) 对于硬件电路,应为被调试系统选择测量仪表,测量仪表的精度应优于被测系统;对于软件调试,则应配备微机和开发工具。

(4) 电子电路的调试顺序一般按信号流向进行,将前面调试过的电路输出信号作为后一级的输入信号,为最后统调创造条件。

(5) 选用可编程逻辑器件实现的数字电路,应完成可编程逻辑器件源文件的输入、调试与下载,并将可编程逻辑器件和模拟电路连接成系统,进行总体调试和结果测试。

(6) 在调试过程中,要认真观察和分析实验现象,做好记录,保证实验数据的完整可靠。

4、调试前的工作

电路安装完毕,通常不宜急于通电,应该先认真检查一下。

检查内容包括:

(1) 连线是否正确:检查电路连线是否正确,包括错线(连线一端正确,另一端错误)、少线(安装时完全漏掉的线)和多线(连线的两端在电路图上都是不存在的)。

查线的方法通常有两种:1) 按照电路图检查安装的线路:这种方法的特点是,根据电路图连线,按一定顺序逐一检查安装好的线路,由此可比较容易地查出错线和少线。2) 按照实际线路来对照原理电路进行查线:这是一种以元件为中心进行查线的方法。把每个元件(包括器件)引脚的连线一次查清,检查每个去处在电路图上是否存在,这种方法不但可以查出错线和少线,还容易查出多线。

为了防止出错,对于已查过的线通常应在电路图上做出标记,最好用指针式万用表“Ω×1”挡,或数字式万用表“Ω挡”的蜂鸣器来测量,而且应直接测量元器件引脚,这样可以同时发现接触不良的地方。

(2) 元器件安装情况
检查元器件引脚之间有无短路;连接处有无接触不良;二极管、三极管、集成器件和电解电容极性等是否连接有误。

(3) 电源供电(包括极性)、信号源连线是否正确。

(4) 电源端对地是否存在短路。
若电路经过上述检查,并确认无误后,就可转入调试。

5、调试方法

调试包括测试和调整两个方面。

所谓电子电路的调试,是以达到电路设计指标为目的而进行的一系列的测量→判断→调整→再测量的反复进行过程。为了使调试顺利进行,设计的电路图上最好标明各点的电位值,相应的波形图以及其它主要数据。调试方法通常采用先分调后联调(总调)。

我们知道,任何复杂电路都是由一些基本单元电路组成的,因此,调试时可以循着信号的流向,逐级调整各单元电路,使其参数基本符合设计指标。这种调试方法的核心是:把组成电路的各功能块(或基本单元电路)先调试好,并在此基础上逐步扩大调试范围,最后完成整机调试。采用先分调,后联调的优点是:能及时发现问题和解决问题。新设计的电路一般采用此方法。

对于包括模拟电路、数字电路和微机系统的电子装置更应采用这种方法进行调试。因为只有把三部分分开调试后,分别达到设计指标,并经过信号及电平转换电路后才能实现整机联调。否则,由于各电路要求的输入、输出电压和波形不匹配,盲目进行联调,就可能造成大量的器件损坏。

除了上述方法外,对于已定型的产品和需要相互配合才能运行的产品也可采用一次性调试。

6、调试中的注意事项

调试结果是否正确,很大程度上受测量正确与否和测量精度的影响。为了保证调试的效果,必须减小测量误差,提高测量精度。为此,需注意以下几点:

(1) 正确使用测量仪器的接地端

凡是使用地端接机壳的电子仪器进行测量时,仪器的接地端应和放大器的接地端连接在一起,否则仪器机壳引入的干扰不仅会使放大器的工作状态发生变化,而且将使测量结果出现误差。根据这一原则,调试发射极偏置电路时,若需测量VCE,不应把仪器的两端直接接在集电极和发射极上,而应分别对地测出VC、VE,然后将二者相减得VCE。若使用干电池供电的万用表进行测量,由于电表的两个输入端是浮动的,所以允许直接跨接到测量点之间。

(2) 测量电压所用仪器的输入阻抗必须远大于被测处的等效阻抗

若测量仪器输入阻抗小,则在测量时会引起分流,给测量结果带来很大误差。

(3) 测量仪器的带宽必须大于被测电路的带宽

例如:MF-20型万用表的工作频率为20~20000 Hz。如果放大器的fh =100 kHz,我们就不能用 MF-20来测试放大器的幅频特性,否则,测试结果就不能反映放大器的真实情况。

(4) 要正确选择测量点

用同一台测量仪器进行测量时,测量点不同,仪器内阻引进的误差大小将不同。例如,对于图1所示电路,测C1点电压VC1时,若选择e2为测量点,测得VE2,根据VCl=VE2+VBE2求得的结果,可能比直接测Cl点得到的VC1的误差要小得多。所以出现这种情况,是因为Re2较小,仪器内阻引进的测量误差小。

(5) 测量方法要方便可行

需要测量某电路的电流时,一般尽可能测电压而不测电流,因为测电压不必改动被测电路,测量方便。若需知道某一支路的电流值,可以通过测取该支路上电阻两端的电压,经过换算而得到。

(6) 调试过程中,不但要认真观察和测量,还要善于记录

记录的内容包括实验条件、观察的现象、测量的数据、波形和相位关系等。只有有了大量可靠的实验记录并与理论结果加以比较,才能发现电路设计上的问题,完善设计方案。

7、调试时出现故障的解决方法

要认真查找故障原因,切不可一遇故障解决不了就拆掉线路重新安装。因为重新安装的线路仍可能存在各种问题,如果是原理上的问题,即使重新安装也解决不了问题。我们应当把查找故障,分析故障原因,看成一次好的学习机会,通过它来不断提高自己分析问题和解决问题的能力。

(1) 检查故障的一般方法

故障是不期望但又不可避免的电路异常工作状况。分析、寻找和排除故障是电气工程人员必备的实际技能。对于一个复杂的系统来说,要在大量的元器件和线路中迅速、准确地找出故障是不容易的。一般故障诊断过程,就是从故障现象出发,通过反复测试,做出分析判断,逐步找出故障原因的过程。

(2) 故障现象和产生故障的原因

1) 常见的故障现象:放大电路没有输入信号,而有输出波形。放大电路有输入信号,但没有输出波形,或者波形异常。串联稳压电源无电压输出,或输出电压过高且不能调整,或输出稳压性能变坏、输出电压不稳定等。振荡电路不产生振荡。计数器输出波形不稳,或不能正确计数。收音机中出现“嗡嗡”交流声和“啪啪”的汽船声等。以上是最常见的一些故障现象,还有很多奇怪的现象,在这里就不一一列举了。

2) 产生故障的原因:故障产生的原因很多,情况也很复杂,有的是一种原因引起的简单故障,有的是多种原因相互作用引起的复杂故障。因此,引起故障的原因很难简单分类。这里只能进行一些粗略的分析。

对于定型产品使用一段时间后出现故障,故障原因可能是元器件损坏,连线发生短路或断路(如焊点虚焊、接插件接触不良、可变电阻器、电位器、半可变电阻等接触不良、接触面表面镀层氧化等),或使用条件发生变化(如电网电压波动,过冷或过热的工作环境等)影响电子设备的正常运行。

对于新设计安装的电路来说,故障原因可能是:实际电路与设计的原理图不符;元器件焊接错误、元器件使用不当或损坏;设计的电路本身就存在某些严重缺点,不满足技术要求;连线发生短路或断路等。

仪器使用不正确引起的故障,如示波器使用不正确而造成的波形异常或无波形,接地问题处理不当而引入干扰等。

各种干扰引起的故障。

(3) 检查故障的一般方法:查找故障的顺序可以从输入到输出,也可以从输出到输入。查找故障的一般方法有:

1) 直接观察法

直接观察法是指不用任何仪器,利用人的视、听、嗅、触等作为手段来发现问题,寻找和分析故障。直接观察包括不通电检查和通电观察。

检查仪器的选用和使用是否正确;电源电压的等级和极性是否符合要求;电解电容的极性、二极管和三极管的管脚、集成电路的引脚有无错接、漏接、互碰等情况;布线是否合理;印刷板有无断线;电阻电容有无烧焦和炸裂等。

通电观察元器件有无发烫、冒烟,变压器有无焦味,电子管、示波管灯丝是否亮,有无高压打火等。

此法简单,也很有效,可作初步检查时用,但对比较隐蔽的故障无能为力。

2) 用万用表检查静态工作点

电子电路的供电系统,半导体三极管、集成块的直流工作状态(包括元、器件引脚、电源电压)、线路中的电阻值等都可用万用表测定。当测得值与正常值相差较大时,经过分析可找到故障。

顺便指出,静态工作点也可以用示波器“DC”输入方式测定。用示波器的优点是:内阻高,能同时看到直流工作状态和被测点上的信号波形以及可能存在的干扰信号及噪声电压等,更有利于分析故障。

3) 信号寻迹法

对于各种较复杂的电路,可在输入端接入一个一定幅值、适当频率的信号(例如,对于多级放大器,可在其输入端接入 f=1000 Hz的正弦信号),用示波器由前级到后级(或者相反),逐级观察波形及幅值的变化情况,如哪一级异常,则故障就在该级。这是深入检查电路的方法。

4) 对比法

怀疑某一电路存在问题时,可将此电路的参数与工作状态相同的正常电路的参数(或理论分析的电流、电压、波形等)进行一一对比,从中找出电路中的不正常情况,进而分析故障原因,判断故障点。

5) 部件替换法

有时故障比较隐蔽,不能一眼看出,如这时你手头有与故障仪器同型号的仪器时,可以将仪器中的部件、元器件、插件板等替换有故障仪器中的相应部件,以便于缩小故障范围,进一步查找故障。

6) 旁路法

当有寄生振荡现象时,可以利用适当容量的电容器,选择适当的检查点,将电容临时跨接在检查点与参考接地点之间,如果振荡消失,就表明振荡是产生在此附近或前级电路中。否则就在后面,再移动检查点寻找之。应该指出的是,旁路电容要适当,不宜过大,只要能较好地消除有害信号即可。

7) 短路法

就是采取临时性短接一部分电路来寻找故障的方法。短路法对检查断路性故障最有效。但要注意对电源(电路)是不能采用短路法的。

8) 断路法

断路法用于检查短路故障最有效。断路法也是一种使故障怀疑点逐步缩小范围的方法。例如,某稳压电源因接入一带有故障的电路,使输出电流过大,我们采取依次断开电路的某一支路的办法来检查故障。如果断开该支路后,电流恢复正常,则故障就发生在此支路。

实际调试时,寻找故障原因的方法多种多样,以上仅列举了几种常用的方法。这些方法的使用可根据设备条件,故障情况灵活掌握,对于简单的故障用一种方法即可查找出故障点,但对于较复杂的故障则需采取多种方法互相补充、互相配合,才能找出故障点。

在一般情况下,寻找故障的常规做法是:先用直接观察法,排除明显的故障。再用万用表(或示波器)检查静态工作点。信号寻迹法是对各种电路普遍适用而且简单直观的方法,在动态调试中广为应用。

应当指出,对于反馈环内的故障诊断是比较困难的,在这个闭环回路中,只要有一个元器件(或功能块)出故障,则往往整个回路中处处都存在故障现象。寻找故障的方法是先把反馈回路断开,使系统成为一个开环系统,然后再接入一适当的输入信号,利用信号寻迹法逐一寻找发生故障的元器件(或功能块)。

来源:电源网订阅号

围观 322

开关电源设计中,我们常常使用到一个电阻串联一个电容构成的RC电路, RC电路性能会直接影响到产品性能和稳定性。本文将为大家介绍一种既能降低开关管损耗,且可降低变压器的漏感和尖峰电压的RC电路。

高频开关电源在开关管关断时,电压和电流的重叠引起的损耗是开关电源损耗的主要部分,同时,由于电路中存在寄生电感和寄生电容,在功率开关管关断时,电路中也会出现过电压并且产生振荡。如果尖峰电压过高,就会损坏开关管。同时,振荡的存在也会使输出纹波增大。为了降低关断损耗和尖峰电压,需要在开关管两端并联RC缓冲电路以改善电路的性能。

图1

图1所示的是一个简单的反激式开关电源电路,从图中可以看出RC电路在图中的出现过6次从RaCa—RfCf,每个RC电路的位置不同,作用也不一样。本文介绍的是图1中RbCb,RcCc构成的RC吸收电路。

这两个RC电路在图中主要作用是:

  •   减少导通或关断损耗;

  •   降低电压或电流尖峰;

  •   可以间接的改善EMI特性。

在设计RC吸收电路时,我们必须了解整个电源网络的几个重要参数,比如输入电压、输入电流、尖峰电压、尖峰电流等。在图1所示当Q1关断时,源极电压开始上升到2Vdc,而电容Cb限制了源极(D)电压的上升速度,同时减小了上升电压和下降电流的重叠,从而减低了开关管Q1的损耗。而在下次开关关断之前,Cb必须将已经充满的电压放完,放电路径为Cb、Rb、Q1。

图2 开关管源极(D)的Vds电压波形

图2-A表示的是开关管Q1没有加RC吸收电路的Vds电压波形,图中明显的看出,当开关管Q1断开时,Vds电压迅速上升至最高点,而后伴随这震荡下跌,震荡频率为20MHZ。

图2-B表示的是开关管上加了RC吸收电路的Vds电压波形,相对与图2-A,在加了RC吸收电路后,开关管断开瞬间,Vds电压上升比较平缓,且在上升到最高电压跌落时不会产生高频震荡,EMI特性也会偏好。

在感性负载中,开关器件关断的瞬间,如果此时感性负载的磁通不为零,根据愣次定律便会产生一个自感电动势,对外界辞放磁场储能,为简单起见,一般都采用RC吸收回路,将这部份能量以热能的方式消耗掉。

设计RC吸收回路参数,需要先确定磁场储能的大小,在反激变压器中,磁场储能由两部份辞放,其中大部份是通过互感向二次侧提供能量,只有漏感部份要通过RC回路处理,需要测量励磁电感,互感及漏感值,再求得RC回路的初始电流值。

  •   R的取值,以开关所能承受的瞬时反压,比初始电流值;此值过小则动态功耗过大,引值过大则达不到保护开关的作用;

  •   C的取值,则需要满足在钳位电平下能够储存磁能的一半,且满足一定的dV/dt,C关断缓冲,R开通限流,电阻的阻值基本可以按照:
R=(sqrt(Llk/Cj))/n 这个公式计算,功率根据实际情况选择,C一般都在102——103之间选择,选C时在考虑吸收效果的同时还需考虑EMI的相位和后面输出电容的纹波电流应力,则有:

C=(Ip*Tf)/(2*2*Vdc)

Ip:峰值电流

Tf:集电极电流从初始值下降到零的时间

Vdc:输入的直流电压

R=Ton(min)/(3C)

Ton(min):开关管最小的导通时间

总结

根据以上给出的公式,可以很方便地选择出合适的RC吸收电路。但在设计时,应该根据整个电源设计的性能指标,通过实际调试才能得到真正合适的参数。有时候,为了达到系统的性能指标,牺牲一定的效率也是必要的。总之,在设计RC吸收电路参数时,必须综合考虑性能和效率,最终选择合适的RC参数。

来源:ZLG致远电子

围观 537

一、电路噪声

对于电子线路中所标称的噪声,可以概括地认为,它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。最初人们把造成收音机这类音响设备所发出噪声的那些电子信号,称为噪声。

但是,一些非目的的电子信号对电子线路造成的后果并非都和声音有关,因而,后来人们逐步扩大了噪声概念。

例如,把造成视屏幕有白班呀条纹的那些电子信号也称为噪声。可能以说,电路中除目的的信号以外的一切信号,不管它对电路是否造成影响,都可称为噪声。例如,电源电压中的纹波或自激振荡,可对电路造成不良影响,使音响装置发出交流声或导致电路误动作,但有时也许并不导致上述后果。

对于这种纹波或振荡,都应称为电路的一种噪声。又有某一频率的无线电波信号,对需要接收这种信号的接收机来讲,它是正常的目的信号,而对另一接收机它就是一种非目的信号,即是噪声。在电子学中常使用干扰这个术语,有时会与噪声的概念相混淆,其实,是有区别的。

噪声是一种电子信号,而干扰是指的某种效应,是由于噪声原因对电路造成的一种不良反应。而电路中存在着噪声,却不一定就有干扰。在数字电路中。往往可以用示波器观察到在正常的脉冲信号上混有一些小的尖峰脉冲是所不期望的,而是一种噪声。但由于电路特性关系,这些小尖峰脉冲还不致于使数字电路的逻辑受到影响而发生混乱,所以可以认为是没有干扰。

当一个噪声电压大到足以使电路受到干扰时,该噪声电压就称为干扰电压。而一个电路或一个器件,当它还能保持正常工作时所加的最大噪声电压,称为该电路或器件的抗干扰容限或抗扰度。一般说来,噪声很难消除,但可以设法降低噪声的强度或提高电路的抗扰度,以使噪声不致于形成干扰。

二、如何抑制电子电路中噪声的产生

这个东西主要是由于电路中的数字电路和电源部分产生的。在数字电路中,普遍存在高频的数字电平,这些电平可以产生两种噪声:

1、电磁辐射,就像电视的天线一样,通过发射电磁波来干扰旁边的电路,也就是你说的噪声。

2、耦合噪声,指数字电路和旁边的电路存在一定的耦合,噪声可以直接在电器上直接影响其他的电路,这种噪声更厉害。

电源上存在的噪声:如果是线性电源,首先低频的50Hz就是一个严重的干扰源。由于初级进来的交流电本身就不纯净,而且是波浪的正弦波,容易对旁边的电路产生电磁干扰,也就是电磁噪声。如果是开关电源的话噪声更严重,开关电源工作在高频状态,并且在输出部分存在很脏的谐波电压,这些对整个的电路都能产生很大的噪声。

防止方法:合理地接地、采用差分结构传输模拟信号、在电路的电源输出端加去耦电容、采用电磁屏蔽技术、模拟数字地分开、信号线两边走底线、地线隔离等等。其实我说的这些在去除噪声的方面只是冰山一角,就算是玩了30年电子的人也不会完全掌握所有的这类技术,因为理解掌握这类东西需要很强的技术基础和相当丰富的经验,不过我告诉你的这些在大体上已经足够了。

本底噪声是由电路本身引起的,由于电源的不纯净,电路的相位裕度和增益裕度不合适等等电路本身和器件的原因。这部分需要在电路设计时进行改进。

其他噪声是由于电路布局布线不合理等等认为因素,电磁兼容,导线间干扰等等。

模拟电路噪声的消除更多地依赖于经验而非科学依据。设计人员经常遇到的情况是电路的模拟硬件部分设计出来以后,却发现电路中的噪声太大,而不得不重新进行设计和布线。

这种“试试看”的设计方法在几经周折之后最终也能获得成功。不过,避免噪声问题的更好方法是在设计初期进行决策时就遵循一些基本的设计准则,并运用与噪声相关的基本原理等知识。

三、低噪声前置放大器电路的设计方法

前置放大器在音频系统中的作用至关重要。本文首先讲解了在为家庭音响系统或PDA设计前置放大器时,工程师应如何恰当选取元件。随后,详尽分析了噪声的来源,为设计低噪声前置放大器提供了指导方针。最后,以PDA麦克风的前置放大器为例,列举了设计步骤及相关注意事项。

前置放大器是指置于信源与放大器级之间的电路或电子设备,例如置于光盘播放机与高级音响系统功率放大器之间的音频前置放大器。

前置放大器是专为接收来自信源的微弱电压信号而设计的,已接收的信号先以较小的增益放大,有时甚至在传送到功率放大器级之前便先行加以调节或修正,如音频前置放大器可先将信号加以均衡及进行音调控制。无论为家庭音响系统还是PDA设计前置放大器,都要面对一个十分头疼的问题,即究竟应该采用哪些元件才恰当?

四、元件选择原则

由于运算放大器集成电路体积小巧、性能卓越,因此目前许多前置放大器都采用这类运算放大器芯片。我们为音响系统设计前置放大器电路时,必须清楚知道如何为运算放大器选定适当的技术规格。

在设计过程中,系统设计工程师经常会面临以下问题。

1. 是否有必要采用高精度的运算放大器?

输入信号电平振幅可能会超过运算放大器的错误容限,这并非运算放大器所能接受。若输入信号或共模电压太微弱,设计师应该采用补偿电压(Vos)极低而共模抑制比(CMRR)极高的高精度运算放大器。是否采用高精度运算放大器取决于系统设计需要达到多少倍的放大增益,增益越大,便越需要采用较高准确度的运算放大器。

2. 运算放大器需要什么样的供电电压?

这个问题要看输入信号的动态电压范围、系统整体供电电压大小以及输出要求才可决定,但不同电源的不同电源抑制比(PSRR)会影响运算放大器的准确性,其中以采用电池供电的系统所受影响最大。此外,功耗大小也与内部电路的静态电流及供电电压有直接的关系。

3. 输出电压是否需要满摆幅?

低供电电压设计通常都需要满摆幅的输出,以便充分利用整个动态电压范围,以扩大输出信号摆幅。至于满摆幅输入的问题,运算放大器电路的配置会有自己的解决办法。由于前置放大器一般都采用反相或非反相放大器配置,因此输入无需满摆幅,原因是共模电压(Vcm)永远小于输出范围或等于零(只有极少例外,例如设有浮动接地的单供电电压运算放大器)。

4. 增益带宽的问题是否更令人忧虑?

是的,尤其是对于音频前置放大器来说,这是一个非常令人忧虑的问题。由于人类听觉只能察觉大约由20Hz至20kHz频率范围的声音,因此部分工程师设计音频系统时会忽略或轻视这个“范围较窄”的带宽。事实上,体现音频器件性能的重要技术参数如低总谐波失真(THD)、快速转换率(slewrate)以及低噪声等都是高增益带宽放大器所必须具备的条件。

五、深入了解噪声

在设计低噪声前置放大器之前,工程师必须仔细审视源自放大器的噪声,一般来说,运算放大器的噪声主要来自四个方面:

1. 热噪声(Johnson):由于电导体内电流的电子能量不规则波动产生的具有宽带特性的热噪声,其电压均方根值的正方与带宽、电导体电阻及绝对温度有直接的关系。对于电阻及晶体管(例如双极及场效应晶体管)来说,由于其电阻值并非为零,因此这类噪声影响不能忽视。

2. 闪烁噪声(低频):由于晶体表面不断产生或整合载流子而产生的噪声。在低频范围内,这类闪烁以低频噪声的形态出现,一旦进入高频范围,这些噪声便会变成“白噪声”。闪烁噪声大多集中在低频范围,对电阻器及半导体会造成干扰,而双极芯片所受的干扰比场效应晶体管大。

3. 射击噪声(肖特基):肖特基噪声由半导体内具有粒子特性的电流载流子所产生,其电流的均方根值正方与芯片的平均偏压电流及带宽有直接的关系。这种噪声具有宽带的特性。

4. 爆玉米噪声(popcornfrequency):半导体的表面若受到污染便会产生这种噪声,其影响长达几毫秒至几秒,噪声产生的原因仍然未明,在正常情况下,并无一定的模式。生产半导体时若采用较为洁净的工艺,会有助减少这类噪声。

此外,由于不同运算放大器的输入级采用不同的结构,因此晶体管结构上的差异令不同放大器的噪声量也大不相同。

下面是两个具体例子。

  •   双极输入运算放大器的噪声:噪声电压主要由电阻的热噪声以及输入基极电流的高频区射击噪声所造成,低频噪声电平大小取决于流入电阻的输入晶体管基极电流产生的低频噪声;噪声电流主要由输入基极电流的射击噪声及电阻的低频噪声所产生。

  •   CMOS输入运算放大器的噪声:噪声电压主要由高频区通道电阻的热噪声及低频区的低频噪声所造成,CMOS放大器的转角频率(cornerfrequency)比双极放大器高,而宽带噪声也远比双极放大器高;噪声电流主要由输入门极漏电的射击噪声所产生,CMOS放大器的噪声电流远比双极放大器低,但温度每升高10(C,其噪声电流便会增加约40%。

工程师必须深入了解噪声问题及进行大量计算,才可将这些噪声化为数字准确表达出来。为了避免将问题复杂化,这里只选用音频技术规格最关键的几个参数。

深入了解电路噪声的那些事

上述方程式中的S及N均为功率。

六、PDA麦克风前置放大器电路

在这里我们讨论一下如何设计一款适合PDA采用的麦克风前置放大器,正如上文所述,我们必须明白信源是输入前置放大器的信号。首先,我们必须知道以下信息:

  •  计划采用的麦克风类型
  •  麦克风输出信号电平
  •  麦克风阻抗及指定阻抗的频率
  •  增益规定,有关增益可能受运算放大器的增益带宽积所限制
  •  输入信号频率范围
  •  噪声规定

例如某种陶瓷麦克风的技术规格如下:

  •  阻抗:2.2k((以1kHz的频率操作)
  •  输出信号:200(Vpp
  •  音频输入频率范围:100Hz至4kHz
  •  热噪声:2nV/(Hz

前置放大器的增益指标:500(非反相),第一级可达5倍增益,第二级可达100倍增益。

我们引用公式1:
深入了解电路噪声的那些事
等量输入噪声(EIN)=输入参照噪声总量()×输入频率范围:
深入了解电路噪声的那些事
输出噪声=等量输入噪声×增益=545.81nV×5=2.73uV(适用于1级增益)或545.81nV×100=54.58uV(适用于2级增益)。

两个放大级的输出噪声总量:
深入了解电路噪声的那些事
1伏输出电压的信噪比电平=20×log(1V÷54.58uV)≈85.3dB

电路输出噪声总量大约是每一噪声源均方根的平均均方值总和的平方根,此外输出噪声通常绝大部分来自噪声量最大的信源。实际电路如图2所示。

深入了解电路噪声的那些事
MIC前置放大器电路图

请注意,这款电路只适用于单电源供电的设计,其中输入及输出电容器(C1及C4)只是选项,工程师可根据实际情况考虑选用。适用与否取决于用户系统的输入与输出如何连接。若麦克风输出设有直流补偿,那么便需要增设C1输入电容器,以便阻塞直流电信号。输出电容器也可发挥相同的作用。

目前市场上出售的麦克风大部分以2k(左右的高阻抗麦克风以及只有几百(的低阻抗麦克风为主,这两类麦克风都可采用上述前置放大器设计。高阻抗高输出麦克风前置放大器较为简单,可以采用非反相或反相放大器配置。

由于其频率响应较为平坦,因此无需特别加以均衡,而且输入电平较大,放大器对噪声的要求很低,但高阻抗麦克风对来历不明的噪声及磁场极为敏感。低阻抗低输出麦克风前置放大器也可采用非反相或反相放大器将输入信号放大,频率响应及均衡等方面的要求都与高阻抗高输出的前置放大器大致相同。

如果麦克风的输出电平较低,工程师必须注意选用低噪声的运算放大器。如性能较好的低噪声运算放大器应该产生较低的输入参照电压噪声,而且噪声不应超过10nV/((Hz)。

七、运算放大器电路中固有噪声的分析与测量

我们可将噪声定义为电子系统中任何不需要的信号。噪声会导致音频信号质量下降以及精确测量方面的错误。板级与系统级电子设计工程师希望能确定其设计方案在最差条件下的噪声到底有多大,并找到降低噪声的方法以及准确确认其设计方案可行性的测量技术。

噪声包括固有噪声及外部噪声,这两种基本类型的噪声均会影响电子电路的性能。外部噪声来自外部噪声源,典型例子包括数字交换、60Hz噪声以及电源交换等。

固有噪声由电路元件本身生成,最常见的例子包括宽带噪声、热噪声以及闪烁噪声等。本系列文章将介绍如何通过计算来预测电路的固有噪声大小,如何采用SPICE模拟技术,以及噪声测量技术等。

转自:电子工程专辑

围观 192

到底零欧电阻在电路中的作用是为了将数字地和模拟地分开?还是只是将模拟地和数字地进行电气连接?还有为什么工程师会选用零欧电阻来解决干扰?是不是很疑惑,本文将为你解惑!

零欧姆电阻不是为了把数字地和模拟地分开,只是使模拟地和数字地进行电气连接,因为模拟地和数字地毕竟属于同一个网络,最终也还是要连在一起的。

把数模地分开,只是工程师为了解决干扰的一种手段。用零欧姆电阻的方便之处就是它很容易拆卸,拆卸下来可以换其他的器件代替以观察最终的效果进行对比,而导线不能拆卸。

限流这种观点,其实不太赞同,零欧姆电阻有阻抗但毕竟小,这得流过多大电流才起到限流作用?几A?不现实吧,很多电路板达不到这个电流级别。反而有阻抗影响挺大吧,如果零欧电阻阻抗挺大,那在零欧姆上的电压降产生共模干扰导致的问题不可忽视。

进行数字地和模拟地之间的隔离,其实是一门挺有技术含量的事,属于EMC的范畴。我不太赞同一些工程师说的,只要是数模混合电路就必须对数字地和模拟地进行地的分割,然后用个磁珠或零欧姆电阻连起来。具体问题还得具体分析。

我见过很多电路板,采用统一地,也就是不对地分割,当然也就不存在用零欧电阻连接的问题,其EMC可以做得很好。反而一些采用了地分割的电路板,EMC很差。

导致这种现象的原因是工程师对EMC本质的理解偏差。其实EMC很关键一点就是环流路径最小化,如果进行地分割,就要非常注意,一旦信号线跨越地分割线,环流路径必然增大,EMC性能变差。

而采用统一地的电路板,事先必须对布局做足考虑,对电路模块进行物理分区(不分割),保证模块都有自己的回路,就不会影响其他模块,同时因为地没有分割,保证了地的完整性。当然具体细节太多了,就不一一介绍。

分割做得好,确实可以做到较好的数模隔离,但是不做分割,EMC不一定差。凡事没有绝对,没有哪一种是绝对的好,只是要根据具体的情况决定倒是要不要分割,目的是为了EMC性能,分割只是一种手段,而手段可以多种。还是那句话具体问题具体分析。

另外如果直接用导线连接,会通过很大的电流,两边的信号会互相干扰。并且在PCB布线时,很难将两种地区分开。

零欧电阻可以很好的解决这个问题,它提供了一个很窄的电流通路 并且可以有效区分模拟地和数字地,利于单点接地的实现。其实零欧电阻也是存在阻抗的,因此可以限制电流。

用事实说话

个人lay过一块使用了0Ω电阻的PCB,一块陀螺仪的板子,有两个GND,一个是正常的GND,另一个是专门给gyro用的GyroGND。

考虑用两个GND的原因是因为板子比较小,各种通信接口和芯片都和gyro模块堆在一起,于是觉得分成两个GND会减少一些gyro读数上的noise,但其实上发现不用这样做,因为是那帮写程序的没写好程序,后来程序改好了noise也没了。

加了一个0Ω的原因也只是为了做layout的时候方便polygon(铺铜),因为电阻两端的电线会算作不同的网络。

GyroGND的polygon:

一文教你了解零欧电阻在电路中的作用

GND的polygon:
一文教你了解零欧电阻在电路中的作用

一个是网格铺,一个是全铺,可以看到很明显的分界线。在远处用一个0Ω的电阻隔开:
一文教你了解零欧电阻在电路中的作用

如果不用0Ω的电阻隔开而想着lay成两块GND的话,铺铜的时候会悲剧的,软件会给你铺到一起去。

所以按照个人现在的经验来看,在GND网络上加上0Ω的电阻只是为了把GND分成不同的区域,方便lay板,对降噪本身可能并没有太显著的影响。

来源:网络

围观 305

恒流恒压充电

恒流恒压充电第一阶段以恒定电流充电;当电压达到预定值时转入第二阶段进行恒压充电,此时电流逐渐减小;当充电电流达到下降到零时,蓄电池完全充满。这种是目前锂电池最常用的充电方法。

恒流充电和恒压充电电路怎样区别

开关电源的恒压模式和恒流模式

“充电桩之芯”作为一种AC/DC电源,它是以恒定电压输出还是以恒定电流输出,这是由“充电桩之芯”自己决定的吗?为了回答这个问题,我们需要科普一下开关电源的“恒压”工作模式和“恒流”工作模式。

恒压(CV,ConstantVoltage)模式,是指开关电源的输出电压恒定,开关电源的控制环路是电压环在起作用,电压环的给定电压就是电源输出的“恒定电压”。恒压模式下的输出电流大小是由负载决定的。

1,对于单环控制系统,恒压模式下,电压环在工作。

2,对于双环控制系统,恒压模式下,如果电压环是内环,电流环是外环,内环电压环在工作,外环电流环没有参与控制,或者说外环失效了;如果电压环是外环,电流环是内环,双环都在工作,外环电压环的PI输出作为内环电流环的给定。

恒流(CC,ConstantCurrent)模式,是指开关电源的输出电流恒定,开关电源的控制环路是电流环在起作用,电流环的给定电流就是电源输出的“恒定电流”。恒流模式下的输出电流大小是由负载决定的。

对于单环控制系统很好理解。对于双环控制系统,电流环和电压环怎么相互转换的,这对于初学者并不好理解。

恒流充电和恒压充电电路区别

可以看输出电压。如果不同负载电压不变就是恒压

恒流充电:以恒定的电流为蓄电池充电的方式;可以使用相对较大的电流进行充,这样充电效率比较高。

恒压充电:充电电压维持在恒定值的充电方式; 充电末端是因为电池极化内阻的原因导致虚电压较高,采用恒压模式,降低充电 ,电流,可以使电池充的比较满。以锂蓄电池为例:恒流恒压充电(CCCV)第一阶段对电池进行恒流充电,此阶段电池电压随时间线性上升,当电池电压达到预设上限值(一般为 4.2V),转入第二阶段再以此上限电压对电池进行恒压充电,在恒压充电阶段充电电流随时间逐渐减小,直至电流下降至设定的最小值(一般为 0.1C-0.02C,C=电池容量/h),可认为电池充满,至此充电过程结束。

目前的恒流恒压的这个模式,充电效率高,而且对电池的损伤也较小,是普遍的充电方式。

(非要说区别的话,可以在两种充电方式下改变负载,横流充电电流不变,负载两端电压会变化;而恒压充电电压不变。)

充电过程中恒流充电和恒压充电的本质

充电过程中,充电系统的“主脑”BMS发送给“从脑”充电桩控制器(在国标上用“充电机”表示)的报文种类繁多,但是,与充电桩之芯是工作在恒流还是恒压模式相关的指令性报文信息并不多。根据国标GB/T27930-2015,《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》,全部列举相关信息如下:
1,PGB9984,BMS握手报文,提供BMS“最高允许充电总电压”。
2,PGN1536,充电参数配置阶段,BMS发送给充电机的动力蓄电池充电参数,给出了“最高允许充电电流”和“最高允许充电总电压”。
3,PGN4096,电池充电需求报文(BCL),这是充电过程最关键的报文。

摘录如下:

恒流充电和恒压充电电路怎样区别

这段条文中提到的CML报文是充电机最大输出能力报文,充电机发送给BMS的充电机最高输出电压,最大输出电流,最低输出电压,最小输出电流等。

这段报文没有解释如何进入恒压或恒流模式,只是换一种方式解释了恒压模式和恒流模式的含义:
在恒压充电模式下,充电机输出的电压应满足电压需求值,输出的电流不能超过电流需求值;在恒流充电模式下,充电机输出的电流应满足电流需求值,输出的电压不能超过电压需求值。

来源:电源Fan

围观 411

一、解释

DCpower一般是指带实际电压的源,其他的都是标号(在有些仿真软件中默认的把标号和源相连的)VDD:电源电压(单极器件);电源电压(4000系列数字电路);漏极电压(场效应管)VCC:电源电压(双极器件);电源电压(74系列数字电路);声控载波(VoiceControlledCarrier)VSS:地或电源负极VEE:负电压供电;场效应管的源极(S)VPP:编程/擦除电压。

VCC:C=circuit表示电路的意思,即接入电路的电压;

VDD:D=device表示器件的意思,即器件内部的工作电压;

VSS:S=series表示公共连接的意思,通常指电路公共接地端电压。

二、另外一种解释:

Vcc和Vdd是器件的电源端。

Vcc是双极器件的正,Vdd多半是单级器件的正。下标可以理解为NPN晶体管的集电极C,和PMOSorNMOS场效应管的漏极D。同样你可在电路图中看见Vee和Vss,含义一样。因为主流芯片结构是硅NPN所以Vcc通常是正。如果用PNP结构Vcc就为负了。荐义选用芯片时一定要看清电气参数。

Vcc来源于集电极电源电压,CollectorVoltage,一般用于双极型晶体管,PNP管时为负电源电压,有时也标成-Vcc,NPN管时为正电压。

Vdd来源于漏极电源电压,DrainVoltage,用于MOS晶体管电路,一般指正电源.因为很少单独用PMOS晶体管,所以在CMOS电路中Vdd经常接在PMOS管的源极上。

Vss源极电源电压,在CMOS电路中指负电源,在单电源时指零伏或接地。

Vee发射极电源电压,EmitterVoltage,一般用于ECL电路的负电源电压。

Vbb基极电源电压,用于双极晶体管的共基电路。

三、说明

1、一般来说VCC=模拟电源,VDD=数字电源,VSS=数字地,VEE=负电源。

2、有些IC既有VDD引脚又有VCC引脚,说明这种器件自身带有电压转换功能。

3、对于数字电路来说,VCC是电路的供电电压,VDD是芯片的工作电压(通常Vcc>Vdd),VSS是接地点。

4、在场效应管(或COMS器件)中,VDD为漏极,VSS为源极,VDD和VSS指的是元件引脚,而不表示供电电压。

详解: 有些IC 同时有VCC和VDD, 这种器件带有电压转换功能。 在“场效应”即COMS元件中,VDD乃CMOS的漏极引脚,VSS乃CMOS的源极引脚,这是元件引脚符号,它没有“VCC”的名称,你的问题包含3个符号,VCC / VDD /VSS, 这显然是电路符号除了正确进行接地设计、安装,还要正确进行各种不同信号的接地处理。
控制系统中,大致有以下几种地线:
(1)数字地:也叫逻辑地,是各种开关量(数字量)信号的零电位。
(2)模拟地:是各种模拟量信号的零电位。
(3)信号地:通常为传感器的地。
(4)交流地:交流供电电源的地线,这种地通常是产生噪声的地。
(5)直流地:直流供电电源的地。
(6)屏蔽地:也叫机壳地,为防止静电感应和磁场感应而设。

以上这些地线处理是系统设计、安装、调试中的一个重要问题。

下面就接地问题提出一些看法:

(1)控制系统宜采用一点接地。一般情况下,高频电路应就近多点接地,低频电路应一点接地。在低频电路中,布线和元件间的电感并不是什么大问题,然而接地形成的环路的干扰影响很大,因此,常以一点作为接地点;但一点接地不适用于高频,因为高频时,地线上具有电感因而增加了地线阻抗,同时各地线之间又产生电感耦合。一般来说,频率在1MHz以下,可用一点接地;高于10MHz时,采用多点接地;在1~10MHz之间可用一点接地,也可用多点接地。

(2)交流地与信号地不能共用。由于在一段电源地线的两点间会有数mV甚至几V电压,对低电平信号电路来说,这是一个非常重要的干扰,因此必须加以隔离和防止。

(3)浮地与接地的比较。全机浮空即系统各个部分与大地浮置起来,这种方法简单,但整个系统与大地绝缘电阻不能小于50MΩ。这种方法具有一定的抗干扰能力,但一旦绝缘下降就会带来干扰。还有一种方法,就是将机壳接地,其余部分浮空。这种方法抗干扰能力强,安全可靠,但实现起来比较复杂。

(4)模拟地。模拟地的接法十分重要。为了提高抗共模干扰能力,对于模拟信号可采用屏蔽浮技术。对于具体模拟量信号的接地处理要严格按照操作手册上的要求设计。

(5)屏蔽地。在控制系统中为了减少信号中电容耦合噪声、准确检测和控制,对信号采用屏蔽措施是十分必要的。根据屏蔽目的不同,屏蔽地的接法也不一样。电场屏蔽解决分布电容问题,一般接大地;电磁场屏蔽主要避免雷达、电台等高频电磁场辐射干扰。利用低阻金属材料高导流而制成,可接大地。磁场屏蔽用以防磁铁、电机、变压器、线圈等磁感应,其屏蔽方法是用高导磁材料使磁路闭合,一般接大地为好。当信号电路是一点接地时,低频电缆的屏蔽层也应一点接地。如果电缆的屏蔽层地点有一个以上时,将产生噪声电流,形成噪声干扰源。当一个电路有一个不接地的信号源与系统中接地的放大器相连时,输入端的屏蔽应接至放大器的公共端;相反,当接地的信号源与系统中不接地的放大器相连时,放大器的输入端也应接到信号源的公共端。 对于电气系统的接地,要按接地的要求和目的分类,不能将不同类接地简单地、任意地连接在一起,而是要分成若干独立的接地子系统,每个子系统都有其共同的接地点或接地干线,最后才连接在一起,实行总接地。

有人说: 模拟地跟数字地,最终都要接到一块的,那干吗还要分模拟地和数字地呢? 这是因为虽然是相通的,但是距离长了,就不一样了。 同一条导线,不同的点的电压可能是不一样的,特别是电流较大时。 因为导线存在着电阻,电流流过时就会产生压降。 另外,导线还有分布电感,在交流信号下,分布电感的影响就会表现出来。 所以我们要分成数字地和模拟地,因为数字信号的高频噪声很大,如果模拟地和数字地混合的话,就会把噪声传到模拟部分,造成干扰。如果分开接地的话,高频噪声可以在电源处通过滤波来隔离掉。但如果两个地混合,就不好滤波了。

我们经常在电路中见到0欧的电阻,对于新手来说,往往会很迷惑:既然是0欧的电阻,那就是导线,为何要装上它呢?还有这样的电阻市场上有卖吗? 其实0欧的电阻还是蛮有用的。

大概有以下几个功能:

① 做为跳线使用。这样既美观,安装也方便。

② 在数字和模拟等混合电路中,往往要求两个地分开,并且单点连接。我们可以用一个0欧的电阻来连接这两个地,而不是直接连在一起。这样做的好处就是,地线被分成了两个网络,在大面积铺铜等处理时,就会方便得多。附带提示一下,这样的场合,有时也会用电感或者磁珠等来连接。

③ 做保险丝用。由于PCB上走线的熔断电流较大,如果发生短路过流等故障时,很难熔断,可能会带来更大的事故。由于0欧电阻电流承受能力比较弱(其实0欧电阻也是有一定的电阻的,只是很小而已),过流时就先将0欧电阻熔断了,从而将电路断开,防止了更大事故的发生。有时也会用一些阻值为零点几或者几欧的小电阻来做保险丝。不过不太推荐这样来用,但有些厂商为了节约成本,就用此将就了。

④ 为调试预留的位置。可以根据需要,决定是否安装,或者其它的值。有时也会用*来标注,表示由调试时决定。

⑤ 作为配置电路使用。这个作用跟跳线或者拨码开关类似,但是通过焊接固定上去的,这样就避免了普通用户随意修改配置。通过安装不同位置的电阻,就可以更改电路的功能或者设置地址。 0欧的电阻不但有卖,而且还有不同的规格呢,一般是按功率来分,如1/8瓦,1/4瓦等等。 怎么选择呢?这个需要看产品的数据手册了。它有电阻值和功率值的。

无论是在模拟电路中还是在数字电路中都存在着个种各样的“地”,为便于大家了解和掌握,现将其总结出来,供大家参考。

1. 信号“地”:

信号“地”又称参考“地”,就是零电位的参考点,也是构成电路信号回路的公共段,图形符号“⊥”。

1)直流地:直流电路“地”,零电位参考点。
2)交流地:交流电的零线。应与地线区别开。
3)功率地:大电流网络器件、功放器件的零电位参考点。
4)模拟地:放大器、采样保持器、A/D转换器和比较器的零电位参考点。
5)数字地:也叫逻辑地,是数字电路的零电位参考点。
6)“热地”:开关电源无需使用变压器,其开关电路的“地”和市电电网有关,既所谓的“热地”,它是带电的,图形符号为:“ ⊥ ”。
7)“冷地”:由于开关电源的高频变压器将输入、输出端隔离;又由于其反馈电路常用光电耦合、既能传送反馈信号又将双方的"地"隔离;所以输出端的地称之为“冷地”,它不带电。图形符号为“⊥”。

2. 保护“地”:

保护"地"是为了保护人员安全而设置的一种接线方式。保护“地”线一端接用电器,另一端与大地作可靠连接。

3. 音响中的“地”:

1)屏蔽线接地:音响系统为防止干扰,其金属机壳用导线与信号“地”相接,这叫屏蔽接地。
2)音频专用“地”:专业音响为了防止干扰,除了屏蔽“地”之外,还需与音频专用“地”相连。此接地装置应专门埋设,并且应与隔离变压器、屏蔽式稳压电源的相应接地端相连后作为音控室中的专用音频接地点。

4. 不同地线的处理方法:

1)数字地和模拟地应分开:在高要求电路中,数字地与模拟地必需分开。即使是对于A/D、D/A转换器同一芯片上两种“地”最好也要分开,仅在系统一点上把两种“地”连接起来。

2)保护“地”: 保护“地”是为了保护人员安全而设置的一种接线方式。保护“地”线一端接用电器,另一端与大地作可靠连接。

3)音响中的“地”:

a)屏蔽线接地:音响系统为防止干扰,其金属机壳用导线与信号“地”相接,这叫屏蔽接地。
b)音频专用“地”:专业音响为了防止干扰,除了屏蔽“地”之外,还需与音频专用 “地”相连。此接地装置应专门埋设,并且应与隔离变压器、屏蔽式稳压电源的相应接地端相连后作为音控室中的专用音频接地点。

4)浮地与接地:系统浮地,是将系统电路的各部分的地线浮置起来,不与大地相连。这种接法,有一定抗干扰能力。但系统与地的绝缘电阻不能小于50MΩ,一旦绝缘性能下降,就会带来干扰。通常采用系统浮地,机壳接地,可使抗干扰能力增强,安全可靠。

5)一点接地: 在低频电路中,布线和元件之间不会产生太大影响。通常频率小于1MHz的电路,采用一点接地。

6)多点接地: 在高频电路中,寄生电容和电感的影响较大。通常频率大于10MHz的电路,采用多点接地。

来源:21ic电子网

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