电路设计基础-2

发布于:2025-06-05 ⋅ 阅读:(26) ⋅ 点赞:(0)

电感的基本特性

流过电感的电流不能突变

电感只能限制电流的变化速度

但是它是不会改变电路的电流最大值

电感回路的电阻突然变很大会怎样

电感流过电流时,如果电感回路的电阻突变变得很大,电感会感生出一个很高的电压,此时容易击穿器件,所以应用电感时,必须要考虑电感的续流回路

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我现在假如,说我突然之间把开关给断开了,我们刚刚说了电感它的电流是不能突变的,这个不能突变,它既包括电流的上升过程不能突变,它下降的过程也是不能突变。

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只要有电感就算开关断开,是不会突然到0的。它也一样会被电感强制的释放,就是它的电流它会到0,但是它是实实在在地把它自身所储存的电流能量给释放出来的,它释放电流的过程,我们开关断开之后,这一个回路它依旧会流过电流的,这时候的话就会有一个很麻烦的事情了,我开关断开了,但是我电感依旧强制性的会让我回路流过电流,这样子的话电流会跑到哪里去呢?它就会跑到我们这一个开关两端的寄生电容上面去。因为我们寄生电容它是非常小的,你这一个电流一旦存到我电容上面去之后,我们就会发现它这两端,就会产生一个很高的电压,所以这个时侯的话我们是会发现,当我开关断开一瞬间,开关两端会有一个高压,高压轻轻松松都能够达到几百伏,甚至几千上万伏都有可能,如果说你电感很大的话。

电感为了维持电流不突变,它可以感生出一个无穷大的电压去维持住这个电流(这就是为什么必须要考虑续流回路的原因)

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0.5A乘上100k这么大的一个电压,还要加上我们这一个电阻上面的压降和电源的压降,相对于开关两端产生的电压太小了,所以可以忽略不计。

电感回路它的阻抗是不能发生突变的,一旦发生突变,它就会产生出一个很高的电压,然后这也就是为什么我们老是说,我们去插有一些电器的时候,就是说你这插你插头时,你会发现你插头会拍拍拍在那里打火,原因就是因为你这个机器里面,它里面是有电感的,然后它的电感,如果说它续流回路没做好的话,擦插头时候一会有电,一会没有电,插头附件就是高压。

下面就是上图续流回路的接法

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电感的感抗计算公式

电感在频率越高时,阻阻抗越大,频率越低时,阻抗越小。

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L是电感大小

电感的低通滤波原理

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低通滤波电路可以让低频的信号流过, 衰减高频信号。输入信号的频率低于我们低通滤波电路的截止频率的时候,它就可以顺利的通过我们这个电路

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当RL越大的时候,我们这个输出就会越低

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f越大,vout越小,Vout会衰减成只有输入信号的0.707倍的时候,对应的这一个信号的频率,这个频率的信号就称之为是什么呢?我们这一个LR低通滤波电路的截止频率

RC低通和LR低通的对比

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电阻它是一个耗能器件,电流过电阻,电阻就会发热所以电阻它是会耗能的,RC低通滤波一般就只能适用就是电流很小的一些电路中。

二极管

二极管的基础结构

二极管的结构就是一个PN节,导通后肯定会存在压降(硅管≈0.7V;锗管≈0.3V)

其结构就像一个漏斗结构,普通二极管只能单向导通

注意:二极管两端不能直接接大于二极管导通压降的电压,否则电流会很大,烧毁二极管

半导体:通了电,不一定有电流通过,只有当它只有满足某一些条件的时候,才有电流流过,一般来说我们可以人为的去给半导体上面去掺杂一些材料,比如说当我们把半导体上面,掺杂一些p型的材料的时候,它就会变成p型的半导体,当我们把它掺杂一些n型的材料的时候,我们就可以把它变成一个n型的半导体,当我们把p型半导体和n型半导体结合在一起的时候,我们就说这里就形成了一个p节,这个pn节就叫二极管,二极管是我们最简单的一个晶体管。

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就我们在这里看到有一条灰色的形状,这一个对应的就是我们门二极管的负极(阴极),然后另外一端就是它的正极(阳极),电流方向就只能从正极往负极走(普通二极管),然后有一些稳压二极管啥的它会工作在击穿区,击穿的时候它的电流就相反,普通二极管电流方向只能单方向走,流过二极管的电流越大压降就越大,因为里面会有寄生电阻(ESR),所以电流越大压降越大。

二极管的基本功能

二极管具有单向导通特性
二极管的漏电特性

二极管它并不是一个很理想的器件,它只要加了一个反向电压,虽然说它自身是不导通,但是它依旧会有一点点的漏电流会漏过来,不单单是二极管,我们所有的半导体材料都一样,只要你的这一个器件上面有耐压,即使你这个器件,它是处于一个不工作,或者不导通的状态,你的器件上面依旧会有漏电流的,只是说你要看你漏电流的大小而己。

二极管反向截止并不代表完全关断,其实会有微弱的漏电流

其中肖特基二极管的漏电流会比较大

对于一些你对漏电流要求比较高的场景的话,肖特基就不适用了,但是肖特基还有一个很好的特点,它会比普通二极管的开关速度会快很多,你可以认为肖特基就是一个高速的开关型二极管。

二极管的整流功能

二极管的整流功能(峰值检波功能)

整流:简单来说就是我们可以把一个交流电变成一个直流电

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最终就是会充到比输入信号最大值少0.7伏的状态,就会停止充电,后面的话它就一直是会保持这个直流电压。

叫峰值检波功能的原因:你电容上面的一个峰值的电压约等于Vin-max减去二极管的压降0.7,

全波整流(正负段都用到了)的工作原理

和只有一个二极管的半波整流原理很类似,只是说它在半波整流的基础上加多了几个二极管而己。

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V1比V2小,二极管不导通,那电流只能回负极了

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电流走向是绿色这条线,

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红色是输入波形,蓝色是输出波形(小两个二极管压降),

当输入变负值了以后,电流流向如下:

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加了电容就是绿色波形

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二极管的钳位功能

利用二极管的导通电压特性,可以实现对信号线进行钳位

假设导通压降是0.7v,只要导通了两端电压基本不变(利用这个特性来实现钳位的功能)

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在其中一个电阻并联上一个二极管,这个电阻前的电压就不是2.5v了,就是0.7v了,只有外部条件比二极管导通压降要大的时候

二极管控制电路的电流方向

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带直流有刷电机,加从下到上电流就是一个方向的转,自己不希望电机反转,就利用二极管控制电流方向。

二极管的最大反向耐压

二极管承受反向电压时会自动截止,但是每一个二极管都有最大反向耐压值,二极管不是理想器件。

没有最大正向电压,因为正向导通以后,它等于它额定电压值,流向它的电流不能超过它的最大电流,如果超过,这时侯容易就会导致二极管发热损坏。

商家标的反向电压会有余量的

稳压二极管的基本功能

稳压二极管是工作在反向击穿状态,当其发生反向击穿时,

稳压二极管两端的电压会保持在某个电压值

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也不是特别稳定的保持这个电压值,电流加大,这个电压也会慢慢升高

P=I*V,当这个大于额定功率的时候,稳压管就坏掉了。稳压电流不能太大,也不能太小,太小没有那么稳定,一般建议大家,普通的稳压管的工作电流就让他工作在5mA左右,但不同的稳压管它电流是不一样的,大部分的稳压管我们建议大家尽量就是工作在5mA左右。


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