發(fā)布時(shí)間：2016-10-13所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 電力工程是人們生活和工作中都離不開(kāi)的一個(gè)條件，隨著電力工程的發(fā)展，各種電子元器件也在不斷發(fā)展中，給我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了很大的推動(dòng)作用。本文是一篇 電力期刊論文 范文，主要論述了電路設(shè)計(jì)與電子元件的選擇。 摘要:基本電子元件電阻、電容、電感在電
電力工程是人們生活和工作中都離不開(kāi)的一個(gè)條件，隨著電力工程的發(fā)展，各種電子元器件也在不斷發(fā)展中，給我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了很大的推動(dòng)作用。本文是一篇電力期刊論文范文，主要論述了電路設(shè)計(jì)與電子元件的選擇。
摘要:基本電子元件電阻、電容、電感在電路設(shè)計(jì)中是常見(jiàn)而且是必不可少的元件,他們的性能直接決定了電路的工作質(zhì)量。對(duì)于一般的電路設(shè)計(jì)者而言,往往只關(guān)心電阻阻值,電容容量,電感感量,卻忽視了這些電子元件其他的參數(shù)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響,因此雖然電路設(shè)計(jì)原理正確,但在實(shí)踐中卻經(jīng)常出現(xiàn)電路無(wú)法正常工作的現(xiàn)象。該文主要從實(shí)踐的角度并通過(guò)相關(guān)實(shí)例來(lái)簡(jiǎn)要的談?wù)勲娮琛㈦娙荨㈦姼性趯?shí)際電路設(shè)計(jì)中的選擇。
關(guān)鍵詞:電阻,電容,電感,參數(shù)性能
電阻、電容、電感作為常見(jiàn)的電路元件,在任何電路中幾乎都能看他們的存在。由于這些電子元件太普通,以至于電路設(shè)計(jì)者在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)一般只關(guān)心其基本的參數(shù),即電阻阻值,電容容量,電感感量,而對(duì)其他的參數(shù)卻不太關(guān)心甚至忽略了,因此往往會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象,雖然電路設(shè)計(jì)原理正確,但在把電路圖紙轉(zhuǎn)化為實(shí)物以后,經(jīng)常出現(xiàn)一些意想不到的現(xiàn)象,但又很難找出出現(xiàn)故障的原因。該文將通過(guò)幾個(gè)實(shí)例分析,簡(jiǎn)要的介紹一下基本電子元件電阻、電容、電感在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中進(jìn)行選擇的基本常識(shí)。
1電阻的選擇
1.1電阻的分類及特點(diǎn)
電阻主要有四種,碳膜電阻,線繞電阻,金屬膜電阻,金屬氧化膜電阻。碳膜電阻穩(wěn)定性良好,負(fù)溫度系數(shù)小,高頻特性好,受電壓和頻率影響較小,噪聲電動(dòng)勢(shì)較小,阻值范圍寬,但精度不高。線繞電阻具有較低的溫度系數(shù),阻值精度高,穩(wěn)定性好,耐熱耐腐蝕,主要做精密大功率電阻使用,缺點(diǎn)是高頻性能差。金屬膜電阻比碳膜電阻的精度高,穩(wěn)定性好,溫度系數(shù)小。金屬氧化膜電阻在高溫下穩(wěn)定,耐熱沖擊,負(fù)載能力強(qiáng)。
1.2案例分析
如圖1所示電路,該電路是一個(gè)常見(jiàn)的濾波電路,在設(shè)計(jì)中電阻R的功率為1/16瓦,該電阻在此電路中的作用主要是衰減電路中的噪聲,但在實(shí)際運(yùn)行中,經(jīng)常出現(xiàn)電阻爆裂的現(xiàn)象,經(jīng)過(guò)測(cè)試,造成該現(xiàn)象的主要原因是在設(shè)計(jì)中只關(guān)注了電阻阻值,而忽視了對(duì)電阻額定功率的選擇。1.3電阻選擇要點(diǎn)在選擇電阻時(shí),首先考慮的是電阻阻值的大小,這可以通過(guò)計(jì)算得到。由于電阻上有電流通過(guò),因此電阻會(huì)消耗功率,為了保證電路的可靠運(yùn)行,這時(shí)還需要考慮電阻的額定功率,特別是在功耗高的支路上,電阻額定功率的選擇尤為重要,否則很容易損壞電阻。在一般的電源電路和其他設(shè)定器件工作參數(shù)的電路中,如電源電路中的電壓或電流取樣電阻,在晶體管放大電路中用于設(shè)置電路工作點(diǎn)的偏置電阻等,為了保證電路的穩(wěn)定工作,對(duì)相關(guān)電阻的精度要求將會(huì)大大提高,在這種情況下一般應(yīng)選用金屬膜電阻或金屬氧化膜電阻。對(duì)于繞線電阻,雖然精度高,但分布參數(shù)較大,不適合用于高頻電路中。
2電容的選擇
2.1電容的分類及特點(diǎn)
陶瓷電容:用高介電常數(shù)的鈦酸鋇一氧化鈦擠壓成圓管、圓片或圓盤(pán)作為介質(zhì),并用燒滲法將銀鍍?cè)谔沾缮献鳛殡姌O制成,體積小,價(jià)格低,穩(wěn)定性好,但容量較低。鉭電容:使用鉭作為介質(zhì),是一種電解電容,但不使用電解液,適合在高溫下工作。其特點(diǎn)是溫度特性好,適宜于小型化。主要缺點(diǎn)是耐壓耐電流能力較弱。鋁電解電容:鋁電解電容是由鋁圓筒做負(fù)極,里面裝有液體電解質(zhì),插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。它的特點(diǎn)是容量大,但是漏電大,穩(wěn)定性差,有正負(fù)極性,適宜用于電源濾波或者低頻電路中。
2.2電容的主要作用
從電容的容抗公式Z=1/ωC可以看出,信號(hào)頻率和電容容量都會(huì)影響其阻抗的大小,正是基于此原因,電容的一個(gè)重要作用就是濾波,幾乎所有的電源電路中都會(huì)用到。從理論上說(shuō),電容越大,阻抗越小,通過(guò)的頻率也越高。但實(shí)際上超過(guò)1uF的電容大多為電解電容,有很大的電感成份,所以頻率高后反而阻抗會(huì)增大。有時(shí)會(huì)看到有一個(gè)電容量較大的電解電容并聯(lián)了一個(gè)小電容,這時(shí)大電容通低頻,小電容通高頻。電容的第二個(gè)主要作用就是起旁路作用,旁路電容為本地器件提供能量的儲(chǔ)能器件,它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化,降低負(fù)載需求,就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,并向器件進(jìn)行放電。電容的第三個(gè)主要作用是起去耦作用,避免電路間的耦合干擾。
2.3案例分析
如圖2所示電路,在少量數(shù)據(jù)處理時(shí),電路工作正常用,而一旦出現(xiàn)大數(shù)據(jù)處理,偶爾會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。在一般情況下,可能會(huì)認(rèn)為是時(shí)鐘或CPU出了問(wèn)題,但實(shí)際上在此電路中并非如此。測(cè)量CPU供電引腳,發(fā)現(xiàn)紋波電壓很高,最后在該引腳增加兩個(gè)小電容以加強(qiáng)濾波作用,此時(shí)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象即消失。
2.4電容選擇要點(diǎn)
陶瓷電容體積小、穩(wěn)定性好,但容量小,適用于高頻濾波。鉭電容溫度穩(wěn)定性好,容值較大,耐壓耐流能力弱,適用于高頻濾波。鋁電解電容容量大,耐壓高,但精度差,適用于低頻波波。另外還需要特別關(guān)注電容的阻抗與頻率變化的關(guān)系,事實(shí)上,一個(gè)電容器可等效成R、L、C二端線性網(wǎng)絡(luò),不同類型的電容器其等效參數(shù)R、L、C的差異很大,等效電感大的電容器(如電解電容器)不適合用于耦合、旁路高頻信號(hào),等效電阻大的電容器不適合用于Q值要求高的振蕩回路中。
3電感的選擇
3.1電感的作用
由電感的阻抗公式Z=ωL可知,頻率越高,電感的阻抗越高,而對(duì)直流的阻抗為零,因此電感的一個(gè)基本作用就是通交流阻直流。另外由于電感是由導(dǎo)線繞制而成,由法拉弟電磁感應(yīng)定律可知,當(dāng)通過(guò)電感的電流發(fā)生變化時(shí),電感將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而阻礙電流的變化,所以電感具有保持器件電流穩(wěn)定的作用。最后電感還有濾波的作用。
3.2案例分析
如圖3所示電路,電源電壓紋波較大,該電路中的LC濾波器本是用于濾波的,然而正是由于這個(gè)LC濾波器,導(dǎo)致了電路發(fā)生了諧振,該諧振信號(hào)疊加在輸出電壓上,從而使輸出電壓紋波增大,把濾波電感去掉,輸出電壓上幾乎波有紋波電壓。
3.3電感選擇要點(diǎn)
電感與電容構(gòu)成低通濾波器時(shí),要防止噪聲頻率點(diǎn)與諧振頻率點(diǎn)的重合,以免產(chǎn)生共振。電感串聯(lián)在電源電路中,要考慮電感器件的壓降。信號(hào)線上的電感,要注意其品質(zhì)因數(shù)與頻率的關(guān)系,電源電路上使用的電感,要注意其直流電阻,額定電流大小等,特別需要強(qiáng)調(diào)的是在選電感時(shí),首先應(yīng)明確其使用頻率范圍,鐵芯線圈只能用于低頻,一般鐵氧體線圈、空心線圈可用于高頻。
4結(jié)語(yǔ)
電阻、電容、電感作為基本的電子元件,他們的性能參數(shù)對(duì)電路的正常工作有極大的影響。該文通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的案例分析,說(shuō)明在電路設(shè)計(jì)時(shí)不能簡(jiǎn)單的只考濾電阻阻值、電容容量、電感感量,為了提高電路的工作質(zhì)量及電路工作的穩(wěn)定性還需要考慮其他的參數(shù),并簡(jiǎn)單的說(shuō)明了選型的基本原則。
參考文獻(xiàn)
[1]王劍宇.高速電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010.
[2]張金.電子設(shè)計(jì)與制作100例[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.
[3]王俊峰.電子制作的經(jīng)驗(yàn)與技巧[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版,2007.
優(yōu)秀電力期刊推薦：《山東電力技術(shù)》雜志是由國(guó)網(wǎng)山東省電力公司主管、山東電機(jī)工程學(xué)會(huì)和山東電力研究院聯(lián)合主辦的中文科技期刊，1974年創(chuàng)刊。原名《電力技術(shù)情報(bào)》，季刊。1983年第35期始更名為《山東電力技術(shù)》。從1984年第一期始，《山東電力技術(shù)》改由山東電機(jī)工程學(xué)會(huì)和山東電力試驗(yàn)研究院合辦，既是山東電機(jī)工程學(xué)會(huì)的會(huì)刊，又是山東電力系統(tǒng)的科技期刊。其主要作用一是進(jìn)行技術(shù)情報(bào)交流，二是科學(xué)知識(shí)普及，促進(jìn)電力科技進(jìn)步，成為山東電力系統(tǒng)內(nèi)傳播科技信息和交流實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的主要載體。1996年由原來(lái)的季刊改為雙月刊。發(fā)行范圍：上級(jí)有關(guān)的主管部門(mén)，省內(nèi)外電力系統(tǒng)發(fā)供電企業(yè)、大專院校、科研單位。
