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摘 要： 電力工程是人們生活和工作中都離不開的一個條件，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，給我國的工業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的推動作用。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的一個條件，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，給我國的工業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的推動作用。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)計中是常見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。對于一般的電路設(shè)計者而言,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)對所設(shè)計電路的影響,因此雖然電路設(shè)計原理正確,但在實踐中卻經(jīng)常出現(xiàn)電路無法正常工作的現(xiàn)象。該文主要從實踐的角度并通過相關(guān)實例來簡要的談?wù)勲娮琛㈦娙荨㈦姼性趯嶋H電路設(shè)計中的選擇。
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)計者在進行電路設(shè)計時一般只關(guān)心其基本的參數(shù),即電阻阻值,電容容量,電感感量,而對其他的參數(shù)卻不太關(guān)心甚至忽略了,因此往往會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象,雖然電路設(shè)計原理正確,但在把電路圖紙轉(zhuǎn)化為實物以后,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。該文將通過幾個實例分析,簡要的介紹一下基本電子元件電阻、電容、電感在實際電路設(shè)計中進行選擇的基本常識。
1電阻的選擇
1.1電阻的分類及特點
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,噪聲電動勢較小,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。
1.2案例分析
如圖1所示電路,該電路是一個常見的濾波電路,在設(shè)計中電阻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,但在實際運行中,經(jīng)常出現(xiàn)電阻爆裂的現(xiàn)象,經(jīng)過測試,造成該現(xiàn)象的主要原因是在設(shè)計中只關(guān)注了電阻阻值,而忽視了對電阻額定功率的選擇。1.3電阻選擇要點在選擇電阻時,首先考慮的是電阻阻值的大小,這可以通過計算得到。由于電阻上有電流通過,因此電阻會消耗功率,為了保證電路的可靠運行,這時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)置電路工作點的偏置電阻等,為了保證電路的穩(wěn)定工作,對相關(guān)電阻的精度要求將會大大提高,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
陶瓷電容:用高介電常數(shù)的鈦酸鋇一氧化鈦擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質(zhì),并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成,體積小,價格低,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。其特點是溫度特性好,適宜于小型化。主要缺點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,信號頻率和電容容量都會影響其阻抗的大小,正是基于此原因,電容的一個重要作用就是濾波,幾乎所有的電源電路中都會用到。從理論上說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。但實際上超過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增大。有時會看到有一個電容量較大的電解電容并聯(lián)了一個小電容,這時大電容通低頻,小電容通高頻。電容的第二個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,并向器件進行放電。電容的第三個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,電路工作正常用,而一旦出現(xiàn)大數(shù)據(jù)處理,偶爾會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。在一般情況下,可能會認(rèn)為是時鐘或CPU出了問題,但實際上在此電路中并非如此。測量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小電容以加強濾波作用,此時數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象即消失。
2.4電容選擇要點
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,事實上,一個電容器可等效成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,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,而對直流的阻抗為零,因此電感的一個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)通過電感的電流發(fā)生變化時,電感將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,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LC濾波器,導(dǎo)致了電路發(fā)生了諧振,該諧振信號疊加在輸出電壓上,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
電感與電容構(gòu)成低通濾波器時,要防止噪聲頻率點與諧振頻率點的重合,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,特別需要強調(diào)的是在選電感時,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
電阻、電容、電感作為基本的電子元件,他們的性能參數(shù)對電路的正常工作有極大的影響。該文通過幾個簡單的案例分析,說明在電路設(shè)計時不能簡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),并簡單的說明了選型的基本原則。
參考文獻
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優(yōu)秀電力期刊推薦：《山東電力技術(shù)》雜志是由國網(wǎng)山東省電力公司主管、山東電機工程學(xué)會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》，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)》改由山東電機工程學(xué)會和山東電力試驗研究院合辦，既是山東電機工程學(xué)會的會刊，又是山東電力系統(tǒng)的科技期刊。其主要作用一是進行技術(shù)情報交流，二是科學(xué)知識普及，促進電力科技進步，成為山東電力系統(tǒng)內(nèi)傳播科技信息和交流實踐經(jīng)驗的主要載體。1996年由原來的季刊改為雙月刊。發(fā)行范圍：上級有關(guān)的主管部門，省內(nèi)外電力系統(tǒng)發(fā)供電企業(yè)、大專院校、科研單位。
