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            了解變頻器應該從模電開始

            信息來源:陜西冠元科技發展有限公司  |   發布時間:2016年12月09日

            一、先來了解模電和數電的區別

            所謂模似電子電路實際是相對數字電子電路而言。

            模電:一般指頻率在百兆HZ以下,電壓在數十伏以內的模似信號以及對此信號的分析/處理及相關器件的運用。百兆HZ以上的信號屬于高頻電子電路范疇。百伏以上的信號屬于強電或高壓電范疇。

            數電:一般指通過數字邏輯和計算去分析、處理信號,數字邏輯電路的構成以及運用。

            數電的輸入和輸出端一般由模電組成,構成數電的基本邏輯元素就是模電中三級管飽和特性和截止特性。

            由于數電可大規模集成,可進行復雜的數學運算,對溫度、干擾、老化等參數不敏感,因此是今后的發展方向。但現實世界中信息都是模似信息(光線、無線電、熱、冷等),模電是不可能淘汰的,但就一個系統而言模電部分可能會減少。

            理想構成為:模似輸入——AD采樣(數字化)——數字處理——DA轉換——模似輸出。

            二、運放與比較器區別

            運算放大器與專用比較器在變頻器主控板的控電路中比較常見,它的作用也不用我去形容了,做這行的都比我清楚。

            1、運放可以連接成為比較輸出,比較器就是比較。那么市面上為何單獨出售兩種產品,他們有相同和不同之處是什么呢?

            2、比較器輸出一般是OC便于電平轉換;比較器沒有頻補,SLEWRATE比同級運放大,但接成放大器易自激。

            比較器的開環增益比一般放大器高很多,因此比較器正負端小的差異就引起輸出端變化。

            3、頻響是一方面,另處運放當比較器時輸出不穩定,不一定能滿足后級邏輯電路的要求。

            4、比較器為集電極開路輸出,容易輸出TTL電平,而運放有飽和壓降,使用不便。

            關于運算放大器與專用比較器的區別可分為以下幾點:

            1、比較器的翻轉速度快,大約在NS數量級,而運放翻轉速度一般為US數量級(特殊高速運放除外)

            2、運放可以輸入負反饋電路,而比較器不能使用負反饋,雖然比較器也有同相和反相兩個輸入端,便因為其內部沒有相位補償電路,如果輸入負反饋,電路不能穩定工作,內部無相位補償電路,這也是比較器比運放速度快的原因。

            3、運放輸入初級一般采用推挽電路,雙極性輸出,而多數比較器輸出極為集電級開路結構,所以需要上拉電阻,單極性輸出,容易和數字電路連接。

            三、肖特基二極管和快恢復二極管又什么區別

            快恢復二極管是指反向恢復時間很短的二極管(5us以下),工藝上多采用摻金措施,結構上有采用PN結型結構,有的采用改進的PIN結構。其正向壓降高于普通二極管(1-2V),反向耐壓多在1200V以下。從性能上可分為快恢復和超快恢復兩個等級。前者反向恢復時間為數百納秒或更長,后者則在100納秒以下。

            肖特基二極管是以金屬和半導體接觸形成的勢壘為基礎的二極管,簡稱肖特基二極管(SchottkyBarrierDiode),具有正向壓降低(0.4--0.5V)、反向恢復時間很短(10-40納秒),而且反向漏電流較大,耐壓低,一般低于150V,多用于低電壓場合。

            這兩種管子通常用于開關電源。

            肖特基二極管和快恢復二極管區別:前者的恢復時間比后者小一百倍左右,前者的反向恢復時間大約為幾納秒~!

            前者的優點還有低功耗,大電流,超高速~!電氣特性當然都是二極管阿~!

            快恢復二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開關速度,同時也能得到較高的耐壓.目前快恢復二極管主要應用在逆變電源中做整流元件。

            肖特基二極管:反向耐壓值較低40V-50V,通態壓降0.3-0.6V,小于10nS的反向恢復時間。它是具有肖特基特性的“金屬半導體結”的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外,還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導體材料采用硅或砷化鎵,多為N型半導體。這種器件是由多數載流子導電的,所以,其反向飽和電流較以少數載流子導電的PN結大得多。

            由于肖特基二極管中少數載流子的存貯效應甚微,所以其頻率響僅為RC時間常數限制,因而,它是高頻和快速開關的理想器件。其工作頻率可達100GHz。并且,MIS(金屬-絕緣體-半導體)肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發光二極管。

            快恢復二極管:有0.8-1.1V的正向導通壓降,35-85nS的反向恢復時間,在導通和截止之間迅速轉換,提高了器件的使用頻率并改善了波形??旎謴投O管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開關速度,同時也能得到較高的耐壓.目前快恢復二極管主要應用在逆變電源中做整流元件。

            四、變頻器用——電解電容在電路中的作用

            1,濾波作用,在電源電路中,整流電路將交流變成脈動的直流,而在整流電路之后接入一個較大容量的電解電容,利用其充放電特性,使整流后的脈動直流電壓變成相對比較穩定的直流電壓。在實際中,為了防止電路各部分供電電壓因負載變化而產生變化,所以在電源的輸出端及負載的電源輸入端一般接有數十至數百微法的電解電容.由于大容量的電解電容一般具有一定的電感,對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除,故在其兩端并聯了一只容量為0.001--0.lpF的電容,以濾除高頻及脈沖干擾。

            2,耦合作用:在低頻信號的傳遞與放大過程中,為防止前后兩級電路的靜態工作點相互影響,常采用電容藕合。為了防止信號中韻低頻分量損失過大,一般總采用容量較大的電解電容。

            電解電容的判斷方法

            電解電容常見的故障有,容量減少,容量消失、擊穿短路及漏電,其中容量變化是因電解電容在使用或放置過程中其內部的電解液逐漸干涸引起,而擊穿與漏電一般為所加的電壓過高或本身質量不佳引起。判斷電源電容的好壞一般采用萬用表的電阻檔進行測量.具體方法為:將電容兩管腳短路進行放電,用萬用表的黑表筆接電解電容的正極。紅表筆接負極(對指針式萬用表,用數字式萬用表測量時表筆互調),正常時表針應先向電阻小的方向擺動,然后逐漸返回直至無窮大處。表針的擺動幅度越大或返回的速度越慢,說明電容的容量越大,反之則說明電容的容量越小。如表針指在中間某處不再變化,說明此電容漏電,如電阻指示值很小或為零,則表明此電容已擊穿短路。因萬用表使用的電池電壓一般很低,所以在測量低耐壓的電容時比較準確,而當電容的耐壓較高時,打時盡管測量正常,但加上高壓時則有可能發生漏電或擊穿現象。

            電解電容的使用注意事項

            1、電解電容由于有正負極性,因此在電路中使用時不能顛倒聯接。在電源電路中,輸出正電壓時電解電容的正極接電源輸出端,負極接地,輸出負電壓時則負極接輸出端,正極接地。當電源電路中的濾波電容極性接反時,因電容的濾波作用大大降低,一方面引起電源輸出電壓波動,另一方面又因反向通電使此時相當于一個電阻的電解電容發熱。當反向電壓超過某值時,電容的反向漏電電阻將變得很小,這樣通電工作不久,即可使電容因過熱而炸裂損壞。

            2.加在電解電容兩端的電壓不能超過其允許工作電壓,在設計實際電路時應根據具體情況留有一定的余量,在設計穩壓電源的濾波電容時,如果交流電源電壓為220V時變壓器次級的整流電壓可達22V,此時選擇耐壓為25V的電解電容一般可以滿足要求.但是,假如交流電源電壓波動很大且有可能上升到250V以上時,最好選擇耐壓30V以上的電解電容。

            3,電解電容在電路中不應靠近大功率發熱元件,以防因受熱而使電解液加速干涸.

            4、對于有正負極性的信號的濾波,可采取兩個電解電容同極性串聯的方法,當作一個無極性的電容。

            五、色環電阻估算

            現在常用的色環電阻多為四環電阻,也有少數是五環電阻,而且五環電阻屬于精密電阻,誤差很小。

            以下是以四環電阻為例的速算“順口溜”,但也同樣適用于五環電阻值的計算。

            色環電阻是四環,橙為十千黃百千,

            一環二環數相連,綠色環為兆歐級,

            棕1紅2橙是3,藍紫灰白依次排。

            黃4綠5藍為6,阻值誤差百分算,

            紫7灰8白是9,差多差少看四環。

            黑是O來不用算,紫點1來藍點2,

            阻值范圍三環定,綠點5來記心間。

            幾點幾歐金銀環,棕l紅2金是5,

            黑十棕百紅為千,無色20銀減半。

            “順口溜”中“一環二環數相連”表示兩個數為連寫,如一環為棕色,二環為紅色,即寫為12。

            “黑是O來不用算”表示數值色環如果

            為黑環可直接寫成O,如綠、黑環直接寫為50。

            “阻值范圍三環定,幾點幾歐金銀環”指的是該電阻的阻值大小由三環決定,并且第三環是金、銀環的,說明該電阻的阻值范圍在幾點幾歐內,如綠、棕、金環為5.1Q,而綠、棕、銀則為O.51Ω。

            “黑十棕百紅為千”是指電阻第三環為黑環時,該電阻的阻值在幾十歐以內,棕色環時其阻值在幾百歐以內,紅色環時阻值在幾千歐以內。

            如橙、橙、黑為33Ω;橙、橙、棕為330Ω,;而橙、橙、紅則為3300Ω,以此類推。

            “阻值誤差百分算,差多差少看四環”是指色環電阻的誤差是用百分數來計算的,其誤差多少要看第四環的顏色來確定。如顏色為金色,則該電阻的誤差是±5%,無色環為±20%,銀色環的則為±10%。

            上述三種誤差適用于四環電阻,而五環電阻的誤差是看第五道環,其中紫環的誤差為±o.1%,藍環誤差為±0.2%。綠環誤差為±O.5%,棕環誤差為±1%,紅環誤差為±2%。

            六、變頻器用——壓敏電阻基礎知識

            1、什么是“壓敏電阻”

            “壓敏電阻是中國大陸的名詞,意思是"在一定電流電壓范圍內電阻值隨電壓而變",或者是說"電阻值對電壓敏感"的阻器。相應的英文名稱叫“VoltageDependentResistor”簡寫為“VDR”。

            壓敏電阻器的電阻體材料是半導體,所以它是半導體電阻器的一個品種?,F在大量使用的"氧化鋅"(ZnO)壓敏電阻器,它的主體材料有二價元素(Zn)和六價元素氧(O)所構成。所以從材料的角度來看,氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導體”。

            在中國臺灣,壓敏電阻器是按其用途來命名的,稱為"突波吸收器"。壓敏電阻器按其用途有時也稱為“電沖擊(浪涌)抑制器(吸收器)”。

            2、壓敏電阻電路的“安全閥”作用

            壓敏電阻有什么用?壓敏電阻的最大特點是當加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時,流過它的電流極小,相當于一只關死的閥門,當電壓超過UN時,流過它的電流激增,相當于閥門打開。利用這一功能,可以抑制電路中經常出現的異常過電壓,保護電路免受過電壓的損害。

            3、應用類型

            不同的使用場合,應用壓敏電阻的目的,作用在壓敏電阻上的電壓/電流應力并不相同,

            因而對壓敏電阻的要求也不相同,注意區分這種差異,對于正確使用是十分重要的。

            4、電路功能用壓敏電阻

            壓敏電阻主要應用于瞬態過電壓保護,但是它的類似于半導體穩壓管的伏安特性,還使它具有多種電路元件功能,例如可用作:

            (1)直流高壓小電流穩壓元件,其穩定電壓可高達數千伏以上,這是硅穩壓管無法達到的。

            (2)電壓波動檢測元件。

            (3)直流電瓶移位元件。

            (4)均壓元件。

            (5)熒光啟動元件

            5、保護用壓敏電阻的基本性能

            (1)保護特性,當沖擊源的沖擊強(或沖擊電流Isp=Usp/Zs)不超過規定值時,壓敏電阻的限制電壓不允許超過被保護對象所能承受的沖擊耐電壓(Urp)。

            (2)耐沖擊特性,即壓敏電阻本身應能承受規定的沖擊電流,沖擊能量,以及多次沖擊相繼出現時的平均功率。

            (3)壽命特性有兩項,一是連續工作電壓壽命,即壓敏電阻在規定環境溫度和系統電壓條件應能可靠地工作規定的時間(小時數)。二是沖擊壽命,即能可靠地承受規定的沖擊的次數。

            (4)壓敏電阻介入系統后,除了起到"安全閥"的保護作用外,還會帶入一些附加影響,這就是所謂"二次效應",它不應降低系統的正常工作性能。這時要考慮的因素主要有三項,一是壓敏電阻本身的電容量(幾十到幾萬PF),二是在系統電壓下的漏電流,三是壓敏電阻的非線性電流通過源阻抗的耦合對其他電路的影響。

            七、發光二極管的好壞測試

            測試發光二極管的好壞,可以按照測試普通硅二極管正反向電阻的方法測試。指鐘式萬用表撥在R*100或R*1K檔,用黑表筆接發光二極管正極,紅表筆接負極,測得正向電阻應在20=40K;用黑表筆接發光二極管負極,紅表筆接正極,測得反向電阻應大于500K以上。用數字式萬用表撥在二極管檔,黑表筆接發光二極管正極,紅表筆接負極,阻值為無窮大。黑表筆接發光二極管負極,紅表筆接正極,發光二極管會有微亮,表示正常。測式方法如圖:




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