tag 标签: 电压

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  • 2022-11-22 09:28
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    变压器的分类及形状构造
    变压器只是一对电感器,它们磁耦合以实现它们之间的电磁感应。借助变压器,交流电压可以以较低的成本逐步升高或降低,而无任何麻烦。升高或降低直流电压需要复杂且昂贵的电路。这就是为什么即使大多数电子设备使用DC进行操作,也使用AC来分配电力。电子设备将交流电源转换为直流以发挥功能。 变压器具有各种形状,大小和构造。可以按铁心材料,几何形状和结构,电压水平和用途对变压器进行分类。 芯构造分类: 叠片铁芯、铁氧体磁芯、铁粉芯、空芯 外形结构分类: 螺线管芯、环形磁芯、锅芯 电压等级分类: 升压、降压、隔离 用途分类: 电力变压器、调压器、电抗器、互感器、专用变压器 一、变压器芯   在制造任何变压器时,制造商都试图在两个电感器之间实现最大的磁耦合。通过使用铁磁材料或铁粉作为磁芯,可以将磁耦合提高很多倍。与空心变压器相比,缠绕在铁磁芯上的一对电感器具有更好的耦合系数。但是,铁磁芯的使用有其自身的局限性。铁磁芯由于磁滞和涡流而具有一些能量损耗,并且还受到载流能力的限制。除了这些限制之外,铁心材料的选择还限制了变压器的频率范围。根据使用的铁芯类型,将变压器分类如下    叠层铁变压器: 这些变压器以硅钢为芯材。硅钢也称为变压器铁或简称为铁。硅钢被层压成层,以避免由于涡流和磁滞而造成的损失。涡电流是在磁化时在磁性材料中流动的圆形电流。涡流导致磁芯以热量形式损失能量。磁滞是磁芯接受波动的磁通量的趋势。由于磁滞和涡流的损耗,这些变压器仅适用于音频范围内的60 Hz频率和其他低频。当频率增加到几千赫兹以上时,铁心的内部损耗会增加到超过可行的极限。    铁氧体磁芯: 铁氧体磁芯具有高磁导率,并且需要较少的线圈匝数。但是,在几兆赫兹以上的频率下,由于涡流和磁滞,这种磁芯开始显示出明显的能量损耗。这就是为什么这些变压器适用于音频频率高达几兆赫兹的频率。    铁粉芯: 与铁氧体芯相比,铁粉还具有较高的磁导率和较低的损耗,这归因于磁滞和涡流。随着频率增加,对高磁导率的需求降低。使用铁粉芯的变压器适用于高达100 MHz的极高频率。由于不需要在高于100 MHz的极高频率下实现高磁导率,因此空心变压器因其能效更高而更为合适。    空芯变压器: 在空心变压器中,初级线圈和次级线圈都缠绕在抗磁性材料上。这种变压器中的磁耦合通过空气发生。在这样的变压器中,不仅两个线圈的电感都低,而且互感也非常低,因此线圈之间的磁耦合非常小。这些变压器不会因磁滞或涡流而损失能量,并且还能够调节大电流。这种变压器适用于能源效率是首要问题的高压应用,例如配电变压器。这些也适用于100兆赫以上的超高RF应用。在高射频下,所需的电感值很低,这可以通过空心电感轻松实现。 二、变压器的形状和构造   变压器也可以通过其形状和几何形状进行分类。变压器的形状取决于其构造中使用的电感器的类型及其铁心的形状。任何变压器本质上都是缠绕在同一磁芯上的一对电感器。分类如下:    实用变压器: 公用事业变压器是使用层压铁皮作为芯材的电力变压器。这些铁芯变压器具有各种铁芯形状,例如E、L、U、I等,并且体积大而笨重。这些变压器中最常用的铁心形状是E磁芯或EI磁芯,因为叠片铁芯的形状为字母“E”并在“E”的开口端放置了一根棒以完成结构。线圈通过壳方法或芯方法缠绕在芯上。在壳式方法中,两个线圈都彼此顶部缠绕在“E”的中间条上。这确保了线圈之间的最大磁耦合,但以高的线圈到线圈电容为代价。壳法也限制了变压器的载流能力。在磁芯方法中,一个线圈缠绕在“E”的顶部条上,另一线圈缠绕在底部上。线圈之间的磁耦合仅由于穿过铁芯的磁通量而发生。磁芯方法在很大程度上减小了线圈到线圈的电容,并使其有可能处理高电压。具有EI芯且具有壳或芯绕组的公用事业变压器最常用作60 Hz变压器和其他音频变压器。    电磁线圈变压器: 电磁线圈变压器通常用作射频电路的回路天线。这些变压器在圆柱芯(铁氧体或铁粉)上具有初级和次级绕组。线圈彼此缠绕或分开缠绕。在这样的变压器中,初级绕组捕获无线电信号,而次级绕组则为无线电电路的第一放大器级提供阻抗匹配。这样的变压器在便携式无线电通信设备中已经非常普遍。    环形铁芯变压器: 环形铁芯变压器的初级和次级绕组都缠绕在环形铁芯上,线圈可能彼此缠绕或分开缠绕。环形磁芯是射频电路中螺线管磁芯的更好替代方案。它们将磁通包含在铁芯内,因此,只要线圈已绝缘,这些变压器就可以直接安装而无需任何其他屏蔽。除了没有电磁干扰,环形磁芯每圈线圈还提供更高的电感。由于磁通量仍然包含在铁芯内,因此环形铁芯变压器在线圈之间具有更好的磁耦合。    罐式磁芯变压器: 罐式磁芯变压器的主绕组和副绕组彼此叠置或彼此相邻。锅芯可提供最高的电感,并具有自屏蔽的明显优势。锅芯变压器的主要缺点之一是线圈到线圈的电容。由于线圈与线圈之间的电容以及两个线圈的电感异常高,因此锅形铁芯变压器仅适用于低频。在高频下,所需的电感值很低,并且电容电抗必须基本减小。 三、变压器电压水平变压器   最常见的应用是调节交流电压。变压器可以升压,降压或保持完整的交流电压水平。这是最简单但最重要的变压器分类。    升压变压器: 在升压变压器中,次级线圈的匝数比初级线圈高。当初级与次级的匝数比小于1时,施加到初级的电压将升至次级中的较高电压。因此,这是以次级绕组上较低电流水平为代价的。升压变压器用于稳定器和逆变器,其中需要将较低的交流电压转换为较高的电压。它们还用于电网中,以在分配之前提高交流电压水平。    降压变压器: 在降压变压器中,初级线圈匝数高于次级线圈。当初级与次级绕组的匝数比大于1时,次级电压会低于初级电压。降压变压器通常用于电子应用中。电子电路通常需要5V、6V、9V、12V、18V或24V进行操作。降压变压器通常在电源电路中使用,先于整流器将120V或240V交流电源降压至所需的低压水平。在配电中,使用降压变压器来降低高压,以向两极供电。这确保了配电的能量效率和成本效益。    隔离变压器: 隔离变压器的初级和次级匝数相同。由于初级与次级的匝数之比正好为1,因此两个绕组上的电压电平保持相同。这些变压器用于在电子电路之间提供电隔离,或消除从一个电路到另一个电路的噪声传输。隔离变压器需要具有高电感耦合和最小电容耦合。这就是为什么将这些变压器设计为在缠绕在高磁性和自屏蔽铁芯上的独立线圈上具有最少匝数的原因。   隔离变压器还用于连接平衡和不平衡电路。平衡电路是指可以跨端口任意方式连接的电路。不平衡电路是指需要以特定方式跨端口连接的电路。平衡和不平衡负载可以通过将平衡中心的中心抽头接地而通过隔离变压器连接。如果平衡负载和不平衡负载具有相同的阻抗,则隔离变压器的匝数比应为1。如果平衡负载和不平衡负载具有不同的阻抗比,则匝数比应与阻抗比的平方相匹配。 变压器按照用途划分细讲起来比较多,需要单独成篇分享。变压器的知识就先分享这么多吧。如果觉得内容整理的还不错,希望大家多给我点赞支持~
  • 热度 1
    2022-4-22 08:06
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    ​ 转载-- 大年君 电子电路设计 2022-04-03 17:00 一、电压跟随电路 电压跟随器,就是输出电压与输入电压是相同的,就是说,电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。 这一电路的主要特点是: 高阻抗输入,大到兆欧级别 、低 阻抗输出,低至几欧姆。 电压跟随器电路是这样的:输出电压的反馈直接接到反相输入端,反相输入端不再接地,如图所示,电路引进了电压串联负反馈,且反馈系数是1,得到输出电压uO和输入电压uI的关系为:uO=uI。 ​ 二、电压跟随器的作用 电压跟随 的作用,一般有两个作用:第一 起缓冲 作用 、隔离 作用, 提高带载能力作用。 电压跟随器具有输入阻抗高并且输出阻抗低的特点,当输入阻抗很高时,就相当于对前级电路开路;当输出阻抗很低时,对后级电路就相当于一个恒压源,即输出电压不受后级电路阻抗影响。它的输出电压近似输入电压幅度,并对前级电路呈高阻状态,对后级电路呈低阻状态,因而对前后级电路起到“隔离”作用。 电压跟随器常用作中间级,以“隔离”前后级之间的影响,此时称之为缓冲级。 三、电压跟随器的应用 ​ 运放在很多场合都要用到,特别是处理信号传感器方面,涉及到信号放大是最重要的步骤, 一般信号放大有两种选择:三极管和运放。三极管放大精度低、高精度的三极管放大电路复杂而且对电路要求较高;运放的技术成熟,稳定性高,放大倍数大,精度高。 如图,这是某传感器采样的原理图,运放的种类有很多,这里采用LM358。LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,是市面上使用的最多的运放之一,使用LM358能获得理想的放大值。 ​ 利用电压跟随器输入阻抗高而输出阻抗低的特点,保证输出电压与输入电压相等,再通过二级放大,获得最终的信号。而且通过电压跟随器也可以避免由负载的变化而引起输出稳定量的变化,以使负载效应最小化。 ---end--- ​
  • 热度 5
    2020-12-19 14:52
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    平时在做浪涌测试时,总是提到的参数是设备所能承受的浪涌电压,如差模2KV,共模4KV等。在选用防浪涌所用的TVS时,也就经常考虑这个问题,TVS哪个参数能对应出不同的浪涌电压值。 在TVS选型时,有很多参数需要考虑,如钳位电压、击穿电压、脉冲峰值电流和负载电容等。这里不讨论其他参数,只关注如何计算出所能承受的浪涌电压。 以SMBJ15A为例,下图中提到了的两个参数:最大钳位电压和脉冲峰值电流,其承受的最大浪涌功率为 最大钳位电压 * 脉冲峰值电流 = 24.4V * 24.6A = 600.24W。这也是我们常说的SMB系列TVS能承受600W功率。如果没有特殊说明,这个功率是在10/1000us浪涌测试波形下测量的。 实际产品中,最常用的浪涌测试电流波形为8/20us和10/700us,如何将TVS承受浪涌功率从10/1000us波形下换算到其他波形呢,这就需要看Spec中的另一个曲线图: 通过上图可以查出,8/20us波形所对应脉冲宽度50us,对应峰值功率为3300W左右。那么这种情况下,反算脉冲峰值电流为 3300W / 24.4V = 135.25A。 如果SMBJ15A放在电源端口,在共模时,浪涌发生器内阻为12欧姆,那么所能承受的电压为: 135.25A * 12ohm = 1623V; 如果SMBJ15A放在电源端口,在差模时,浪涌发生器内阻为2欧姆,那么所能承受的电压为:135.25A * 2ohm = 270.5V; 如果SMBJ15A放在非对称信号端口,无论差模共模,浪涌发生器内阻为42欧姆,那么所能承受的电压为: 90.16A * 42ohm = 5680.5V。 从上面我们可以看出,一个TVS所能承受的最大浪涌电压,不仅与自身的参数相关(最大承受功率、钳位电压等),也和其在电路的位置息息相关(浪涌发生器的内阻值非常重要)。 2022.02.28:统一修改为电流波,重新计算电压值。
  • 热度 3
    2019-6-16 15:13
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    交给甲方的板卡,对方在做环筛试验的时候,机器出现了重启黑屏的问题,我师父走不开,就只能临时派我去顶上了。说实话,我对自己独立解决问题的能力还是很怀疑的,不过有人在背后支持,我也不怎么担心。 问题描述: 本次总共交付了40套板卡,其中甲方在做环筛试验的过程中,共有15套板卡出现重启然后黑屏的情况,而且,出现重启现象的时候,都是在70度高温保持阶段。 解决过程: 医生看病讲究望闻问切,然后对症下药,维修板卡排查问题当然也不例外,首先要让问题板卡复现现象,然后根据现象找原因。既然问题在70度高温下容易复现,我就把板卡放进温箱,然后反复断电重启进行测试,果然,当温度在70度高温保持一会之后,板卡就开始不断自动重启了,通过串口可以看到BIOS的打印信息,我看不懂,拍照给师傅,说是电源掉电导致的重启。但是具体是什么原因导致了掉电,还不清楚,我怀疑是不是电源芯片或者某个阻容在高温下失效,导致设备重启,师傅说可能性不大。 我把之前甲方测试的问题板卡都过了一遍,总共有四块板卡复现了重启黑屏的现象,其他板卡测试均正常,除了重启黑屏的板卡还有其他问题的板卡,不过那些问题应该好排查,因为暂时没有找到合适的黑屏问题的解决办法,我就继续复测有其他问题的板卡。结果问题来了,原先测试正常的板卡,现在在复测时,竟然也出现了重启黑屏的问题,这问题就严重了,这证明之前通过测试的板卡,也可能存在隐患,于是又拿了几块之前通过测试的板卡进行测试,果然,有的板卡又出现重启黑屏的问题了,这下我就头大了,老问题没搞定,又出现了新问题,我看着我记录的测试数据在发愁,看来只能请师傅来解决了。 我看测试数据的时候,突然发现一个问题,有问题的板卡,都集中在2号和4号测试工装上,而1号和3号工装从来没有测出来过问题板卡,这是不是跟测试工装有关系?发现了问题马上验证,我把问题板卡放到1号和3号工装复测,把没问题的板卡放到2号和4号复测,结果原来有问题的板卡放到1号和3号上测试时,就不会出现问题了,而2号和4号工装测试的的板卡都是有问题的,这就确认了我之前的猜测,测试工装的问题。 测试工装都是同一批次出的货,为什么就这两个出了问题?我把这个情况跟师傅汇报了,一开始师傅怀疑是接地问题,因为测试工装的接地没有处理好,他让我想办法把测试工装和温箱的壳体绝缘在测试下,我测试了下,问题依旧。 这时师傅问了我一个问题,放到温箱的测试工装,2号和4号工装的供电是不是通过电源级联线接过去的?我说是,因为电源的接口用的ATX标准接口,尺寸太大,放不下这么多电源线,于是就通过一段级连线从一个测试工装跳接到另一个测试工装进行供电。出现问题的工装正好都是二次级联后的工装。现在原因就显而易见了,因为级联线过长,压降过大,又因为高温后,线上的电阻会增大,进一步导致电压下降,所以问题只出现在高温的情况下。 分析是一回事,接下来就是要验证这个推理了,我先测量了在高温下重启的板卡的供电电压,大概在4.12V,因为测试工装预留了两个电源插槽,我就由原来的一根电源线,变成用两根电源线连接,高温时就不会再发生重启了,我继续测量了电压,大概在4.35V,但是甲方说线连接多了,不方便测试,看能不能想其他办法,不增加电源线。 那么根据线的阻抗特性,其实就是想办法降低线上的电压损耗,于是我把线更换为更粗直径的线缆,把线长度缩短,因为原来的线是过长(1.6m)的,实际测试用不了那么长,我把他缩短为40cm,再把温箱升温,进行测试,板卡未重启,测量了下电压,为3.53V。 我又查了板卡上的电源芯片输入电压范围,最小输入电压为4V,而当板卡上电的瞬间,电压是有所下降的,而4.1V左右的电压,正好处于临界值状态,所以导致板卡反复上电掉电,也就是看到的不断重启的现象。 总结一下: 1. 根据现象找原因,能够导致板卡重启的原因有很多,但是如果能够通过一定的方式先确定重启的原因,那么就缩小了排查范围。 2. 试验结果记录要细致,观察角度要多维,其实即便是定位出了电源的问题,也还是有很多可能,导致供电不稳,但是从试验结果去看,就比较容易发现问题的共性,进而帮助定位问题。 3. 遇到问题多沟通,说不定别人的一句话就能给你点破其中的谜团,从个人来讲,能在没有外援的情况下,独立解决问题非常重要,每个人遇到的问题千差万别,有些问题是没法向别人请教的,只能自己想办法解决。但是从做事情的角度看,是要在最短时间内,利用群体的智力,把问题搞定。
  • 热度 10
    2018-7-30 11:39
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    电流保险丝作为一个安全元件,必须保证它在正常工作时、保护动作过程中及熔体熔断后的任何时段内都是绝对安全的,在熔体的熔断过程中和熔体熔断后, 电流 保险丝 的额定电压就具有非常重要的意义了。 由于电流保险丝本身的电阻值很小,而且我们希望越小越好,保险丝两端的电压降很小,比保险丝的额定电压要小很多,所以在电流保险丝正常工作时,额定电压并没有什么实际意义,它的真正意义在于它的安全性能上。 保险丝熔断与否取决于流过它的电流的大小,与电路的工作电压无关。电流保险丝的额定电压是从安全使用电流保险丝角度提出的,它是电流保险丝处于安全工作状态所安置的电路的最高工作电压。这说明电流保险丝只能安置在工作电压小于等于电流保险丝额定电压的电路中,只有这样电流保险丝才能安全有效地工作,否则,在电流保险丝熔断时将会出现持续飞弧和被电压击穿而危害电路的现象。   所以我们在选用电流保险丝时必须保证保险丝的额定电压要大与或等于被保护电路的最大电压,这样才能保证电流保险丝的安全性能。 秦晋电子 www.fuse-tech.com
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