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文档简介
1、北华航天工业学院-知行科技创新中心 元器件选择原则电子设计工程-元器件选择和安装工艺一、元器件选择原则(大三大二大一必做)1.取样电阻在电路中如何选择,考虑哪个几个参数,电阻分类有什么,如何采购?(1)取样电阻的选取是根据伺服驱动器(是用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制,实现高精度的传动系统定位,目前是传动技术的高端产品。)功率范围,选择合适的阻值。采样电阻的计算一般是用推荐的输入电压除以正常工作情况下流经采样电阻的峰值电流,然后再乘以一个0.80.9 的裕量
2、系数(就是多出来一部分,就称之为裕量。)。为提高采样电路的快速性和灵敏性,要求采样电阻具有较小的电感值。较小的温度系数,可避免电阻发热影响采样精度;为提高采样电阻的精度及分散功率损耗减少发热,可考虑把几个精密采样电阻并联或串联以抵消阻值的正负误差来提高精度。(2)1)高精度焊脚型采样电阻:1-50毫欧 功率:1W-5W 温漂(电阻的温漂即温度系数,用TCR表示,单位为PPM/. 一般来说,要求低温漂的电阻,往往会联系到捷比信精密电阻,高精度电阻这个范畴。):±40PPM 精度:1%/5%2)压脚型采样电阻:阻值:0.1-500毫欧 功率:1瓦-5瓦 温漂:±40PPM 精度
3、:1%/5%3)跳线型采样电阻:阻值:0-100毫欧 功率1-5W温漂:±40PPM 精度10%4)大功率高精度分流电阻:0.5-5毫欧 功率:8瓦-12瓦 温漂:±40PPM精度:1%/5%5)大功率仿贴片电阻:阻值:1-10毫欧 功率:5W-8W温漂:±40PPM 精度:3%6)零阻值电阻:电流10-50A 可做成贴片或插件,尺寸形状可以定做。(3)固定电阻、可变电阻、电位器、微调电阻、数字可调电阻、可熔断电阻、光/热敏电阻、排阻。 a、线绕电阻器由电阻线绕成电阻器 用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成,外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。绕线电阻具有较低的温度系数,阻
4、值精度高,稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用,缺点是高频性能差,时间常数大。b、碳合成电阻器由碳及合成塑胶压制成而成。c、碳膜电阻器在瓷管上镀上一层碳而成,将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低,是目前应用最广泛的电阻器。d、金属膜电阻器在瓷管上镀上一层金属而成,用真空蒸发的方法使合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,噪声,温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。e、金属氧化膜电阻器在瓷管上镀上一层氧化锡而成,在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物,所以高温下稳定,耐热冲击,负载能
5、力强 按用途分,有通用、精密、高频、高压、高阻、大功率和电阻网络等。特殊电阻器1、保险电阻:又叫熔断电阻器,在正常情况下起着电阻和保险丝的双重作用,当电路出现故障而使其功率超过额定功率时,它会像保险丝一样熔断使连接电路断开。保险丝电阻一般电阻值都小(0.3310K),功率也较小。保险丝电阻器常用型号有:RF10型、RF111-5 保险丝电阻器的符号型、RRD0910 型、RRD0911 型等。2、敏感电阻器:是指其电阻值对于某种物理量(如温度、湿度、光照、电压、机械力、以及气体浓度等)具有敏感特性,当这些物理量发生变化时,敏感电阻的阻值就会随物理量变化而发生改变,呈现不同的电阻值。根据对不同物
6、理量敏感,敏感电阻器可分为热敏、湿敏、光敏、压敏、力敏、磁敏和气敏等类型敏感电阻。敏感电阻器所用的材料几乎都是半导体材料,这类电阻器也称为半导体电阻器。热敏电阻的阻值随温度变化而变化,温度升高阻为负温度系数(NTC)热敏电阻。应用较多的是负温度系数热敏电阻,又可分为普通型负温度系数热敏电阻;稳压型负温度系数热敏电阻;测温型负温度系数热敏电阻等。 光敏电阻是电阻的阻值随入射光的强弱变化而改变。1. 去耦和滤波电容如何选择,考虑哪几个参数,怎么分类,如何采购高要求电容和商业级别电容?一、滤波:1、电容对地滤波,需要一个较小的电容并联对地,对高频信号提供了一个对地通路。2、电源滤波中电容对地脚要尽可
7、能靠近地。3、理论上说电源滤波用电容越大越好,一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。4、可靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤波频段.5.在电源设计中,滤波电容的选取原则是: C2.5T/R其中: C 为滤波电容,单位为UF;T 为频率, 单位为Hz, R 为负载电阻,单位为当然,这只是一般的选用原则,在实际的应用中,如条件(空间和成本)允许, 都选取C5T/R.6.印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时操作它们时均会产生较大火花放电,必须采用RC 吸收电路来吸收放电电流。一般R 取12k,C 取2.24.7F7.一般的10PF 左右的电容用来滤除高频的干
8、扰信号,0.1UF 左右的用来滤除低频的纹波干扰,还可以起到稳压的作用8.如果PCB 上主要工作频率比较低的话,加两个电容就可以了,一个虑除纹波(纹波是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象,因为直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的,这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份,这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。),一个虑除高频信号。如果会出现比较大的瞬时电流,建议再加一个比较大的钽电容。二、去耦: 由实际经验可知,选择不同去耦电容的依据,通常是根据时钟或处理器的第一谐波来选择。但是,町电流是由3次或5次谐波产生的,此时就应该考虑这些谐波,采用较大的分立电容
9、去耦。在达到200300 MHz以上频率的电流工作状态后,0.1F与0.01F并联的去耦电容由于感性太强,转换速度缓慢,不能提供满足需要的充电电流。3.开关电源中使用电感如何选择,电感分类和选择原则,如何采购和制作DIY?一、电感概述电感最基本作用是抑制流过它的电流突然变化。在交流中,电感的阻抗随着频率的增加而增加。因此电感就是阻止高频信号通过,同时允许低频信号通过。 电感的能量储存特性可以被用在开关电源电路中,升压电压转换器或升压开关变化器可将5V输入电压增加到12V输出电压。当晶体管导通时,电感存储能量。而与二极管隔离的负载由电容存储电荷供给。当晶体管断开时,存储在电感上的能量被叠加在输入
10、电压上。此时,电感供给负载电流,同时电容重新充电。二、开关电源中的电感1.降压型开关电源的电感选择 为降压型开关电源选择电感器时,需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频率、最大纹波电流、占空比(在一串理想的脉冲周期序列中(如方波),正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。)。下面以图2为例说明降压型开关电源电感值的计算,首先假设开关频率为300kHz、输入电压范围12V±10%、输出电流为1A、最大纹波电流300mA。例:最大输入电压值为13.2V,对应的占空比为:DVo/Vi5/13.20.379 (3)其中,Vo为输出电压、Vi为输出电压。当开关管导通时,电感器上的电压为: VV
11、iVo8.2V (4)当开关管关断时,电感器上的电压为: V-VoVd-5.3V (5)dtD/F (6) 把公式2/3/6代入公式2得出:2.升压型开关电源的电感选择对于升压型开关电源的电感值计算,除了占空比与电感电压的关系式有所改变外,其它过程跟降压型开关电源的计算方式一样。以下图为例进行计算,假设开关频率为 300kHz、输入电压范围5V±10%、输出电流为500mA、效率为80%,则最大纹波电流为450mA,对应的占空比为:D1Vi/Vo15.5/120.542 (7)D=1-23.76/36=34%当开关管导通时,电感器上的电压为:VVi5.5V (8)23.76当开关管关
12、断时,电感器上的电压为:VVoVdVi6.8V (9) 12.54把公式6/7/8代入公式2得出:359uH(最大纹波电流为0.542的情况下)161.568uH(最大纹波电流为1A的情况下)三、注意事项升压电源与降压电源不同,前者的负载电流并不是一直由电感电流提供。当开关管导通时,电感电流经过开关管流入地,而负载电流由输出电容提供,因此输出电容必须有足够大的储能容量来提供这一期间负载所需的电流。但在开关管关断期间,流经电感的电流除了提供给负载,还给输出电容充电。一般而言,电感值变大,输出纹波会变小,但电源的动态响应也会相应变差,所以电感值的选取可以根据电路的具体应用要求来调整以达到最理想效果
13、。开关频率的提 高可以让电感值变小,从而让电感的物理尺寸变小,节省电路板空间,因此目前的开关电源有往高频发展的趋势,以适应电子产品的体积越来越小的要求四、DIY电感的定量计算(1)空心电感L(uH)=d2*N2/18d+40lL-电感系数 d-线圈直径(英寸) l-线圈长度(英寸) N-圈数(2)多层空心电感L=0.8(N*r)2/6r+9l+10br-半径,中心到中央层 b-线圈厚度 W-线圈宽 N-圈数(3)环形电感线圈磁心横截面积=外径-内径/2(3)动力铁心线圈L=AL*n2/10000 N=100(L/ AL)(1/2)1电感线圈的串、并联每一只电感线圈都具有一定的电感量。如果将两只
14、或两只以上的电感线圈串联起来总电感量是增大的,串联后的总电感量为:L串 = L1+L2+L3+L4线圈并联起来以后总电感量是减小的,并联后的总电感量为:L并 = 1/(1/L1+1/L2+1/L3+1/L4+)上述的计算公式,是针对每只线圈的磁场各自隔离而不相接触的情况,如果磁场彼此发生接触,就要另作考虑了。2电感线圈的检测在选择和使用电感线圈时,首先要想到线圈的检查测量,而后去判断线圈的质量好坏和优劣。欲准确检测电感线圈的电感量和品质因数Q(电学和磁学的量。表示一个储能器件(如电感线圈、电容等)、谐振电路中所储能量同每周期损耗能量之比的一种质量指标;串联谐振回路中电抗元件的Q值等于它的电抗与
15、其等效串联电阻的比值;元件的Q值愈大,用该元件组成的电路或网络的选择性愈佳。),一般均需要专门仪器,而且测试方法较为复杂。在实际工作中,一般不进行这种检测,仅进行线圈的通断检查和Q值的大小判断。可先利用万用表电阻档测量线圈的直流电阻,再与原确定的阻值或标称阻值相比较,如果所测阻值比原确定阻值或标称阻值增大许多,甚至指针不动(阻值趋向无穷大)可判断线圈断线;若所测阻值极小,则判定是严重短路万果局部短路是很难比较出来人这两种情况出现,可以判定此线圈是坏的,不能用。如果检测电阻与原确定的或标称阻值相差不大,可判定此线圈是好的。此种情况,我们就可以根据以下几种情况,去判断线圈的质量即Q值的大小。线圈的
16、电感量相同时,其直流电阻越小,Q值越高;所用导线的直径越大,其Q值越大;若采用多股线绕制时,导线的股数越多,Q值越高;线圈骨架(或铁芯)所用材料的损耗越小,其Q值越高。例如,高硅硅钢片做铁芯时,其Q值较用普通硅钢片做铁芯时高;线圈分布电容和漏磁越小,其Q值越高。例如,蜂房式绕法的线圈,其Q值较平绕时为高,比乱绕时也高;线圈无屏蔽罩,安装位置周围无金属构件时,其Q值较高,相反,则Q值较低。屏蔽罩或金属构件离线圈越近,其Q值降低越严重;对有磁芯的高频线圈,其 Q值较天磁芯时为高;磁芯的损耗越小,其Q值也越高。在电源滤波器中使用的低频阻流圈,其Q值大小并不太重要,而电感量L的大小却对滤波效果影响较大
17、。要注意,低频阻流圈在使用中,多通过较大直流,为防止磁饱和,其铁芯要求顺插,使其具有较大气隙。为防止线圈与铁芯发生击穿现象,二者之间的绝缘应符合要求。所以,在使用前还应进行线圈与铁芯之间绝缘电阻的检测。具体方法与变压器绝缘电阻的检测方法相同(可参阅变压器的检测)。对于高频线圈电感量L由于测试起来更为麻烦,一般都根据在电路使用效果适当调整,以确定其电感量是否合适。对于多个绕组的线圈,还要用万用表检测各绕组之间线圈是否短路;对于具有铁芯和金属屏蔽罩的线圈,要测量其绕组与铁芯或金属屏蔽罩之间是否短路。3绕制线圈的注意事项线圈在实际使用过程中,有相当数量品种的电感线圈是非标准件,都是根据需要有针对性进
18、行绕制。自行绕制时,要注意以下几点:(1)根据电路需要,选定绕制方法在绕制空心电感线圈时,要依据电路的要求,电感量的大小以及线圈骨架直径的大小,确定绕制方法。间绕式线圈适合在高频和超高频电路中使用,在圈数少于 3圈到5圈时,可不用骨架,就能具有较好的特性,Q值较高,可达150400,稳定性也很高。单层密绕式线圈适用于短波、中波回路中,其Q值可达到 150250,并具有较高的稳定性。(2)确保线圈载流量和机械强度,选用适当的导线线圈不宜用过细的导线绕制,以免增加线圈电阻,使Q值降低。同时,导线过细,其载流量和机械强度都较小,容易烧断或碰断线。所以,在确保线圈的载流量和机械强度的前提下,要选用适当
19、的导线绕制。(3)绕制线圈抽头应有明显标志带有抽头的线圈应有明显的标志,这样对于安装与维修都很方便。(4)不同频率特点的线圈,采用不同材料的磁芯工作频率不同的线圈,有不同的特点。在音频段工作的电感线圈,通常采用硅钢片或坡莫合金为磁芯材料。低频用铁氧体作为磁芯材料,其电感量较大,可高达几亨到几十亨。在几十万赫到几兆赫之间,如中波广播段的线圈,一般采用铁氧体芯,并用多股绝缘线绕制。频率高于几兆赫时,线圈采用高频铁氧体作为磁芯,也常用空心线圈。此情况不宜用多股绝缘线,而宜采用单股粗镀银线绕制。在100MHz以上时,一般已不能用铁氧体芯,只能用空心线圈;如要作微调,可用钢芯。使用于高频电路的阻流圈(抗
20、扼交变电流的电感性线圈。利用线圈电抗与频率成正比关系,可扼制高频交流电流,让低频和直流通过。根据频率高低,采用空气芯、铁氧体芯、硅钢片芯等。用于整流时称“滤波扼流圈”;用于扼制声频电流时称“声频扼流圈”;用于扼制高频电流时称“高频扼流圈”。),除了电感量和额定电流应满足电路的要求外,还必须注意其分布电容不宜过大。4提高线圈的Q值所采取的措施品质因数Q是反映线圈质量的重要参数,提高线圈的Q值,可以说是绕制线圈要注意的重点之一。那么,如何提高绕制线圈的Q值呢,下面介绍具体的方法:(1)根据工作频率,选用线圈的导线工作于低频段的电感线圈,一般采用漆包线等带绝缘的导线绕制。工作频率高于几万赫,而低于2
21、MHz的电路中,采用多股绝缘的导线绕制线圈,这样,可有效地增加导体的表面积,从而可以克服集肤效应(当导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内部的电流分布不均匀,且电流集中在导体的“皮肤”部分的一种现象。导线内部实际上电流变小,电流集中在导线外表的薄层。结果导线的电阻增加,使它的损耗功率也增加。)的影响,使Q值比相同截面积的单根导线绕制的线圈高3050。在频率高于2MHz的电路中,电感线圈应采用单根粗导线绕制,导线的直径一般为0.3mm1.5mm。采用间绕的电感线圈,常用镀银铜线绕制,以增加导线表面的导电性。这时不宜选用多股导线绕制,因为多股绝缘线在频率很高时,线圈绝缘介质将引起额外的损耗,其效果
22、反不如单根导线好。(2)选用优质的线圈骨架,减少介质损耗在频率较高的场合,如短波波段,因为普通的线圈骨架,其介质损耗显著增加,因此,应选用高频介质材料,如高频瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作为骨架,并采用间绕法绕制。(3)选择合理的线圈尺寸,可以减少损耗外径一定的单层线圈(20mm-30mm),当绕组长度 L与外径 D的比值 L/D=0.7时,其损耗最小;外径一定的多层线圈L/ D0.20.5,用t/D0.250.1时,其损耗最小。绕组厚度t、绕组长度L和外径D之间满足3t2LD的情况下,损耗也最小。采用屏蔽罩的线圈,其LD0.81.2时最佳。(4)选定合理屏蔽罩的直径用屏蔽罩,会增加线圈的损耗,
23、使Q值降低,因此屏蔽罩的尺寸不宜过小。然而屏蔽罩的尺寸过大,会增大体积,因而要选定合理屏蔽罩的直径尺寸。当屏蔽罩直径Ds与线圈直径 D之比满足如下数值即 DsD1.62.5时,Q值降低不大于10。(5)采用磁芯可使线圈圈数显著减少线圈中采用磁芯,减少了线圈的圈数,不仅减小线圈的电阻值,有利Q值的提高,而且缩小了线圈的体积。(6)线圈直径适当选大些,利于减小损耗在可能的条件下,线圈直径选得大一些,体积增大了一些,有利于减小线圈的损耗。一般接收机,单层线圈直径取12mm30mm;多层线圈取6mm13mm,但从体积考虑,也不宜超过20mm25mm的范围。(7)减小绕制线圈的分布电容尽量采用无骨架方式
24、绕制线圈,或者绕制在凸筋式骨架上的线圈,能减小分布电容1520;分段绕法能减小多层线圈的分布电容的1/3l/2。对于多层线圈来说,直径D越小,绕组长度L越小或绕组厚度t越大,则分布电容越小。应当指出的是:经过漫渍和封涂后的线圈,其分布电容将增大 2030。总之,绕制线圈,始终把提高Q值,降低损耗,作为考虑的重点。5线圈使用、安装要注意的问题任何电子设备中的电子元器件安装板,都是经过工程技术人员根据使用的各种元器件的性能特点,精心安排、全面布局、合理设计出来的。作为线圈的使用安装者,注意如下的几个问题就可以了。(1)线圈的安装位置应符合设计要求线圈的装配位置与其他各种元器的相对位置要符合设计的规
25、定,否则将会影响整机的正常工作。例如,简单的半导体收音机中的高频阻流圈与磁性天线的位置要适当安排合理;天线线圈与振荡线圈应相互垂直,这就避免了相互耦合的影响。(2)线圈在安装前,要进行外观检查使用前,应检查线圈的结构是否牢固,线匝是否有松动和松脱现象,引线接点有无松动,磁芯旋转是否灵活,有无滑扣等。这些方面都检查合格后,再进行安装。(3)线圈在使用过程需要微调的,应考虑微调方法有些线圈在使用过程中,需要进行微调,依靠改变线圈圈数又很不方便,因此,选用时应考虑到微调的方法。例如单层线圈可采用移开靠端点的线圈的方法,即预先在线圈的一端绕上3圈4圈,在微调时,移动其位置就可以改变电感量。实践证明,这
26、种调节方法可以实现微调±2±3的电感量。应用在短波和超短波回路中的线圈,常留出半圈作为微调,移开或折转这半圈使电感量发生变化,实现微调。多层分段线圈的微调,可以移动一个分段的相对距离来实现,可移动分段的圈数应为总圈数的2030。实践证明:这种微调范围可达1015。具有磁芯的线圈,可以通过调节磁芯在线圈管中的位置,实现线圈电感量的微调。(4)使用线圈应注意保持原线圈的电感量线圈在使用中,不要随便改变线圈的形状。大小和线圈间的距离,否则会影响线圈原来的电感量。尤其是频率越高,即圈数越少的线圈。所以,目前在电视机中采用的高频线圈,一般用高频蜡或其他介质材料进行密封固定。另外,应注
27、意在维修中,不要随意改变或调整原线圈的位置,以免导致失谐故障。(5)可调线圈的安装应便于调整可调线圈应安装在机器的易于调节的位置,以便于调整线圈的电感量达到最佳的工作状态。4.检波电路设计中,二极管如何选择,哪几个参数最主要?二极管分类有哪些,怎么采购?检波二极管:检波(也称解调)二极管的作用是利用其单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来,广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中,其工作频率较高,处理信号幅度较弱。整流检波二极管的作用把交流电压变换成单向脉动电压。结电容低,工作频率高和反向电流小等特点检波二极管一般可选用点接触型锗二极管,例如2AP
28、系列等。选用时,应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管。虽然检波和整流的原理是一样的,而整流的目的只是为了得到直流电,而检波则是从被调制波中取出信号成分(包络线)。检波电路和半波整流线路 完全相同。因检波是对高频波整流,二极管的结电容一定要小, 所以选用点接触二极管。能用于高频检波的二极管大多能用于限幅、箝位、开关和调制电路。二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。按照管芯
29、结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”。由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。5.如何检测MOS场效应管的好坏?场效应管怎么分类?开关电源设计电路中怎么选择MOS管?一、概
30、述场效应管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOS管)两大类。按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种;按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。二、检测1准备工作测量之前,先把人体对地短路后,才能摸触MOSFET的管脚。最好在手腕上接一条导线与大地连通,使人体与大地保持等电位。再把管脚分开,然后拆掉导线。2判定电极将万用表拨于R×100档,首先确定栅极。若某脚与其它脚的电阻都是无穷大,证明
31、此脚就是栅极G。交换表笔重测量,S-D之间的电阻值应为几百欧至几千欧,其中阻值较小的那一次,黑表笔接的为D极,红表笔接的是S极。日本生产的3SK系列产品,S极与管壳接通,据此很容易确定S极。3检查放大能力(跨导)将G极悬空,黑表笔接D极,红表笔接S极,然后用手指触摸G极,表针应有较大的偏转。双栅MOS场效应管有两个栅极G1、G2。为区分之,可用手分别触摸G1、G2极,其中表针向左侧偏转幅度较大的为G2极。目前有的MOSFET管在G-S极间增加了保护二极管,平时就不需要把各管脚短路了。三、开关电源中的MOS管 现在让我们考虑开关电源应用,以及这种应用如何需要从一个不同的角度来审视数据手
32、册。从定义上而言,这种应用需要MOS管定期导通和关断。同时,有数十种拓扑可用于开关电源,这里考虑一个简单的例子。DC-DC电源中常用的基本降压转换器依赖两个MOS管来执行开关功能(图2),这些开关交替在电感里存储能量,然后把能量释放给负载。目前,设计人员常常选择数百kHz乃至1 MHz以上的频率,因为频率越高,磁性元件可以更小更轻。 图2:用于开关电源应用的MOS管对。(DC-DC控制器) 显然,电源设计相当复杂,而且也没有一个简单的公式可用于MOS管的评估。但我们不妨考虑一些关键的参数,以及这些参数为什么至关重要。传统上,许多电源设计人员都采用一个综合品质因数
33、(栅极电荷QG ×导通阻抗RDS(ON)来评估MOS管或对之进行等级划分。 栅极电荷和导通阻抗之所以重要,是因为二者都对电源的效率有直接的影响。对效率有影响的损耗主要分为两种形式-传导损耗和开关损耗。 栅极电荷是产生开关损耗的主要原因。栅极电荷单位为纳库(nc),是MOS管栅极充电放电所需的能量。栅极电荷和导通阻抗RDS(ON) 在半导体设计和制造工艺中相互关联,一般来说,器件的栅极电荷值较低,其导通阻抗参数就稍高。开关电源中第二重要的MOS管参数包括输出电容、阈值电压、栅极阻抗和雪崩能量。 某些特殊的拓扑也会改变不同MOS管参数的相关品质,例如,可以把
34、传统的同步降压转换器与谐振转换器做比较。谐振转换器只在VDS (漏源电压)或ID (漏极电流)过零时才进行MOS管开关,从而可把开关损耗降至最低。这些技术被成为软开关或零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)技术。由于开关损耗被最小化,RDS(ON) 在这类拓扑中显得更加重要。 低输出电容(COSS)值对这两类转换器都大有好处。谐振转换器中的谐振电路主要由变压器的漏电感与COSS决定。此外,在两个MOS管关断的死区时间内,谐振电路必须让COSS完全放电。 低输出电容也有利于传统的降压转换器(有时又称为硬开关转换器),不过原因不同。因为每个硬开关周期存储在输出电容中的能量会
35、丢失,反之在谐振转换器中能量反复循环。因此,低输出电容对于同步降压调节器的低边开关尤其重要。6.三极管的分类和选择三极管的器件的原则是什么?放大一个30MHZ的信号,采用三极管,选择什么型号?考虑什么参数?一、分类1.按材质分: 硅管、锗管2.按结构分: NPN 、 PNP。3.按功能分: 开关管、功率管、达林顿管、光敏管等.贴片三极管4. 按功率分:小功率管、中功率管、大功率管5.按工作频率分:低频管、高频管、超频管6.按结构工艺分:合金管、平面管7.按安装方式:插件三极管、贴片三极管二、信号放大1.工程中一般要求三极管的特征频率(FT)大于工作频率的三倍,硅材料的高频三极管一般不低于50H
36、z,所以在音频电子电路中一般可以不考虑。2.增益带宽积(增益带宽积是用来简单衡量放大器的性能的一个参数。就像它的名字一样,这个参数表示增益和带宽的乘积。在频率足够大的时候,增益带宽积是一个常数。增益:一般用dBi和dBd表示,天线增益是在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。带宽:在模拟信号系统又叫频宽,是指在固定的的时间可传输的资料数量,亦即在传输管道中可以传递数据的能力。在数字设备中,频宽通常以bps表示,即每秒可传输之位数。在模拟设备中,频宽通常以每秒传送周期或赫兹 (Hz)来表示。对于数字信号而言,带宽指单位时间能通过链路的数据量。),
37、根据来奎斯特采样定律(奈奎斯特抽样定理:若频带宽度有限的,要从抽样信号中无失真地恢复原信号,抽样频率应大于2倍信号最高频率。抽样频率小于2倍频谱最高频率时,信号的频谱有混叠。抽样频率大于2倍频谱最高频率时,信号的频谱无混叠。举例:采样频率为64kHz,当信号频率小于32kHz时,混叠信号可以被低通滤波器过滤掉。),为了保证不失真,带宽肯定要大,至少超过60MHZ的,而不是直接选择30M,选择610倍被测信号的带宽3.集电极最大允许电流ICM:三极管放大倍数变化不超过允许值的最大电流。4.BVCEO是基极开路时,集电极-发射极反向击穿电压。工作中集电极与发射极电压不可超过此值。5.PCM是集电极
38、最大允许耗散功率,集电极电流在集电结上发热,一般大功率三极管的PCM是加了散热器的。6.特征频率(fT):工作频率越大,三极管ß值越小,当其为1时的频率为特征频率。7.数码管、LCD1602、液晶屏、点阵选择中,各有什么优势,举例子说明?一、数码管LED数码管可均匀排布形成大面积显示区域,可显示图案及文字,并可播放不同格式的视频文件。通过电脑下flash、动画、文字等文件,或使用动画设计软件设计个性化动画,播放各种动感变色的图文效果。二、LCD1602微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧,常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中。3.3V或5V工作电压,对比度可调内含复位电路提供各种控制
39、命令,如:清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能三、液晶屏液晶屏是以液晶材料为基本组件,在两块平行板之间填充液晶材料,通过电压来改变液晶材料内部分子的排在列状况,以达到遮光和透光的目的来显示深浅不一,错落有致的图案,而且只要在两块平板间再加上三元色的滤光层,就可实现显示彩色图象。液晶屏功耗很低,因此倍受工程师青睐,适用于使用电池的电子设备。四、点阵视频显示屏采用微型计算机进行控制,图文、图像并茂,以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息,还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。LED显示屏显示画面色彩鲜艳,立体感强,静如油画,动如电影,广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。二、元器件选择原则(大三大二必
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