白皮
书
精通电源：利用自动量程调
节、自动串联、自动并联功能
输出更大电流和更高电压
引言
选择电源好比选择一双合脚的鞋子，您选择的电源要适合您的应用。就功率而
言，太小的电源无法为器件正常供电，而太大的电源又无法提供足够的分辨率来
设置电压和电流限值。自动量程调节、自动串联和自动并联功能可使电源具有较
低的输出功率，从而满足更多器件的功率要求。低功率电源的优势主要体现在输
出噪声低、响应时间短和精度提高方面。新型 200 W E36200 系列属于自动量
程调节电源，用于替代较早的 200 W E3633A 和 E3634A ，而且可以针对不同
的电源架构提供实际比较。
比较输出架构最简单的方法是使用图表。输出特征采用图形方式来表示所有的有
效电压和电流组合。它绘制出一个区域的边界，这个区域内包含了特定输出下的
所有电压和电流组合。输出特征内的任意电压—电流组合都是该电源的一个有效
工作点。
它们之间的主要区别在于输出特征的形状，下面对此详加探讨。
图 1. 矩形输出特征的特点是有一个最大功率点
这种电源的缺点在于，它只能在 20 V，10 A 时提供 200 W 功率。如果需要 20 A，10 V 的话，该电源无法提供。为了解决这个问题，就出现了双量程电源。
图 2. 双量程 E3633A 的输出特征
与具有矩形输出特征的电源相比，具有双量程输出特征的电源拥有更加广泛的输出范围。它能覆盖更多的电压—电流组合，又不像更大功率电源那样昂贵、庞大和沉重。在较高量程下可以提供最大电压 Vmax，在较低量程下可以提供最大电流 Imax。电源无法同时输出 Vmax 和 Imax。
出于这个原因，双量程电源的电压和电流技术指标为“最大值”。图 2 所示为 200 W 双量程 E3633A 实例，图 3 为 E3634A。请注意，低量程产生的功率略低于高量程。
图 3. 双量程 E3634A 的输出特征
双量程电源可在高量程或低量程运行。在低量程内，电压设置值不能超出低量程的限值，但可以在高量程的限值内。如果要切换到较高的电压，请选择较高的量程，然后设置较高的电压。具有两个以上量程的电源不是很常见，因为增加的复杂性几乎不会带来额外的电压-电流组合。
自动量程输出特征
如果看电压-电流图就会发现，自动量程输出功能就像是无数个能够提供 Pmax 的矩形输出特征重叠的结果。自动量程电源无法同时输出 Vmax 和 Imax，但与双量程电源相比，它可以提供更多的电压-电流组合。200 W E36231A 自动量程电源和 200 W E3633A 双量程电源很容易进行比较（图 4）。当两个电源都提供 200 W 功率时，E36231A 可提供最高30 V 电压，并在大多数电压下能提供更大的电流。
同样，E36232A 可提供最高 60 V 电压，并且能提供比 E3634A 大 10 A 的电流。
图
80
40
20
60
100
V E36234A 400 W 自动量程调节串联 + 并联输出
图
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图 8. 具有自动量程调节功能的 Keysight E36231A ，E36232A ，E36233A 和 E36234A 在此之前，提供如此丰富的电压—电流组合需要电源具有两倍的输出功率。使用输出功率较低的电源可以减小电源的物理尺寸，降低输出噪声，提高回读分辨率。如果要替换旧的 E3633A 或 E3634A ，E36231A 和 E36232A 可以提供相同的电压—电流组合。
您可以访问是德科技官网了解有关 200 和 400 W 自动量程调节 E36200 系列电源的更多信息。
设备定期投切试验制度 为了使运行设备安全可靠地长期运行，保证备用设备处于良好状态，对一些设备进行定期切换运行或试验，是确保机组安全运行的重要措施。 1．运行人员应在规定的时间内，按要求，严格认真的做好有关项目的定期切换和实验工作，并将执行情况记入交接班簿和定期切换实验簿，以备查考。 2．由于某些原因，不能执行（或未执行）定期切换工作或实验时，应注明其具体原因。不得随意改变执行时间或不执行。 3．例行实验的具体内容及要求详见集控运行例行试验表。本表中已列出的实验监护项目，必须严格执行操作监护制度。 4．本定期实验制度未列出实验的具体操作程序，因此其操作必须遵循各运行规程的有关规定。 5．操作员应熟悉场用电气运行方式，有较强的处理事故的应变能力。 6．本制度是运行基本技术管理制度之一，自公布日起执行。
集控运行例行试验表
备用电源自动投入装置定期切换实验制度为贯彻反事故措施，确保场用电的连续安全运行，决定进行备用电源自动投入装置（简称BZT）做定期切换试验。为使该项工作顺利进行，特制定本措施： 一、组织措施： 1.参加人员：风场场长、电气专工、安全员、技术员、运行组、检修组。 2.担任切换试验的操作员，应熟悉场用电气运行方式，有较强的处理事故的应变能力。 3.在进行备用电源自动投入装置（简称BZT）切换试验前，应根据运行方式做好事故预想，充分协调，明确分工，并将分工情况汇报场长。 4.在备用电源自动投入装置切换试验过程中，如果发生事故，各参加人员要立即中止试验操作，在值长的统一指挥下处理事故。 5.风场运行值长负责本分场检修及运行人员的协调工作。 二、备用电源自动投入装置切换试验的范围： 400V配电室 三、备用电源自动投入装置切换试验的周期： 切换周期原则为一个月。切换时机应选择在重要设备备用（或非工作）状态，如在试验周期内发现BZT工作异常，经修复后也应做切换试验。其试验时机的选择，参加试验的人员，与做定期试验时相同。其试验周期亦应从本次试验算起；若本月某段的BZT动作成功过，
-48V电源缓启动原理 2012年02月17日星期五 15:51 现在大多数电子系统都要支持热插拔功能，所谓热插拔，也就是在系统正常工作时，带电对系统的某个单元进行插拔操作，且不对系统产生任何影响。 热插拔对系统的影响主要有两方面： 其一，热插拔时，连接器的机械触点在接触瞬间会出现弹跳，引起电源振荡，如下图所示： 这个振荡过程会引起系统电源跌落，引起误码，或系统重启，也可能会引起连接器打火，引发火灾。 解决的办法就是延迟连接器的通电时间，在连接器抖动的那十几毫秒内((t1至t2)不给连接器通电，等插入稳定后(t2后)再通电，即防抖动延时。 其二，热插拔时，由于系统大容量储能电容的充电效应，系统中会出现很大的冲击电流，大家都知道，电容在充电时，电流呈指数趋势下降(左下图)，所以在刚开始充电的时候，其冲击电流是非常大的。 此冲击电流可能会烧毁设备电源保险管，所以在热插拔时必须对冲击电流进行控制，使其按理想的趋势变化，如右上图所示，图中0~t1为电源缓启动时间。 综上所述，缓启动电路主要的作用是实现两项功能： 1).防抖动延时上电；
2).控制输入电流的上升斜率和幅值。 缓启动电路有两种类型：电压斜率型和电流斜率型。 电压斜率型缓启动电路结构简单，但是其输出电流的变化受负载阻抗的影响较大，而电流斜率型缓启动电路的输出电流变化不受负载影响，但是电路结构复杂。 下面重点介绍电压型缓启动电路。 设计中通常使用MOS管来设计缓启动电路的。MOS管有导通阻抗Rds低和驱动简单的特点，在周围加上少量元器件就可以构成缓慢启动电路。通常情况下，在正电源中用PMOS，在负电源中使用NMOS。 下图是用NMOS搭建的一个-48V电源缓启动电路，我们来分析下缓启动电路的工作原理。 1).D1是嵌位二极管，防止输入电压过大损坏后级电路； 2).R2和C1的作用是实现防抖动延时功能，实际应用中R2一般选20K欧姆，C1选4.7uF左右； 3).R1的作用是给C1提供一个快速放电通道，要求R1的分压值大于D3的稳压值，实际应用中，R1一般选10K左右； 4).R3和C2用来控制上电电流的上升斜率，实际应用中，R3一般选200K欧姆左右，C2取值为10 nF~100nF； 5).R4和R5的作用是防止MOS管自激振荡，要求R4、R5lt;<R3，R4取值一般为10～50欧姆之间，R5一般为2K欧姆； 6).嵌位二极管D3的作用是保护MOS管Q1的栅-源极不被高压击穿；D2的作用是在MOS管导通后对R2、C1构成的防抖动延时电路和R3、C2构成的上电斜率控制电路进行隔离，防止MOS栅极充电过程受C1的影响。 下面来分析下该电路的缓启动原理： 假设MOS管Q1的栅-源极间的寄生电容为Cgs，栅-漏极间的寄生电容为Cgd，漏-源极间的寄生电容为Cds，栅-漏极外部并联了电容C2 (C2gt;>Cgd)，所以栅-漏极的总电容C’gd=C2+ Cgd，由于相对于C2 来说，Cgd的容值几乎可忽略不计，所以C’gd≈C2，MOS管栅极的开启电压为Vth，正常工作时，MOS 管栅源电压为Vw(此电压等于稳压管D3的嵌位电压)，电容C1充电的时间常数t=(R1//R2//R3)C1，由于R3通常比R1、R2大很多，所以t≈(R1//R2)C1。 下面分三个阶段来分析上述电压缓启动电路的工作原理：
恒定电流 学案1 电源和电流 一、电源 1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置． 2．作用： (1)维持电路两端有一定的电势差． (2)使闭合电路中保持持续的电流． 二、恒定电流 1．恒定电场 (1)恒定电场：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的．这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场． (2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化． 2．恒定电流 (1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流． (2)公式：I ＝q t 或q ＝It ，其中：I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量． (3)单位：安培，符号A ；常用的电流单位还有：毫安(mA)、微安(μA)． 1 A ＝103 mA ；1 A ＝106 μA. 一、电源 [要点提炼] 1．产生电流的条件：导体两端存在电压． 2．形成持续电流条件：导体两端存在持续电压． 3．电源的作用： 维持电路两端始终有一定的电势差，使电路中保持持续的电流． 二、电流表达式I ＝q t 及其方向 [要点提炼] 1．电流指单位时间内通过导体任一横截面的电荷量，即I ＝q t ，其中q 是时间t 内通过某截面的电荷量． 2．电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是 相同的，应用I ＝q t 时，q 为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和． 3．在应用I ＝q t 计算时注意： (1)各个物理量的单位都用国际制单位．电流的国际单位安培(A)是国际单位制中七个基本单位之一． (2)电量q 与时间t 要对应． 4．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电
电源的缓启动电路原理分析 Version 1.0
在电信工业和微波电路设计领域，普遍使用MOS管控制冲击电流的方达到电流缓启动的目的。MOS管有导通阻抗Rds_on低和驱动简单的特点，在周围加上少量元器件就可以构成缓慢启动电路。虽然电路比较简单，但只有吃透MOS管的相关开关特性后才能对这个电路有深入的理解。 本文首先从MOSFET的开通过程进行叙述： 尽管MOSFET在开关电源、电机控制等一些电子系统中得到广泛的应用，但是许多电子工程师并没有十分清楚的理解MOSFET开关过程，以及MOSFET在开关过程中所处的状态一般来说，电子工程师通常基 于栅极电荷理解MOSFET的开通的过程，如图1所示此图在MOSFET数据表中可以查到 图1 AOT460栅极电荷特性 MOSFET的D和S极加电压为VDD，当驱动开通脉冲加到MOSFET的G和S极时，输入电容Ciss充电，G和S极电压Vgs线性上升并到达门槛电压VGS(th)，Vgs上升到VGS(th)之前漏极电流Id≈0A，没有漏极电流流过，Vds的电压保持VDD不变 当Vgs到达VGS(th)时，漏极开始流过电流Id，然后Vgs继续上升，Id也逐渐上升，Vds仍然保持VDD当Vgs到达米勒平台电压VGS(pl)时，Id也上升到负载电流最大值ID，Vds的电压开始从VDD下降 米勒平台期间，Id电流维持ID，Vds电压不断降低
米勒平台结束时刻，Id电流仍然维持ID，Vds电压降低到一个较低的值米勒平台结束后，Id电流仍然维持ID，Vds电压继续降低，但此时降低的斜率很小，因此降低的幅度也很小，最后稳定在 Vds=Id×Rds(on)因此通常可以认为米勒平台结束后MOSFET基本上已经导通 对于上述的过程，理解难点在于为什么在米勒平台区，Vgs的电压恒定？驱动电路仍然对栅极提供驱动电流，仍然对栅极电容充电，为什么栅极的电压不上升？而且栅极电荷特性对于形象的理解MOSFET的开通过程并不直观因此，下面将基于漏极导通特性理解MOSFET开通过程 MOSFET的漏极导通特性与开关过程 MOSFET的漏极导通特性如图2所示MOSFET与三极管一样，当MOSFET应用于放大电路时，通常要使用此曲线研究其放大特性只是三极管使用的基极电流、集电极电流和放大倍数，而MOSFET使用栅极电压、漏极电流和跨导 图2 AOT460的漏极导通特性 三极管有三个工作区：截止区、放大区和饱和区，MOSFET对应是关断区、恒流区和可变电阻区注 意：MOSFET恒流区有时也称饱和区或放大区当驱动开通脉冲加到MOSFET的G和S极时，Vgs的电压逐渐升高时，MOSFET的开通轨迹A-B-C-D如图3中的路线所示
双电源切换应用电路 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
功率P-FET控制器LTC4414 LTC4414是一种功率P-EFT控制器，主要用于控制电源的通、断及自动切换，也可用作高端功率开关。该器件主要特点：工作电压范围宽，为～36V；电路简单，外围元器件少；静态电流小，典型值为30μA；能驱动大电流P沟道功率MOSFET；有电池反极性保护及外接P-MOSFET的栅极箝位保护；可采用微制器进行控制或采用手动控制；节省空间的8引脚MSOP封装；工作温-40℃+125℃。 图1 LTC4414的引脚排列引脚排列及功能 LTC4414的引脚排列如图1所示，各引脚功能如表1所示。 图2 LTC4414结构及外围器件框图 基本工作原理 这里通过内部结构框图及外接元器件组成的电源自动切换电路来说明其工作原理。内部结构框图及外围元器件组成的电路如图2所示。其内部结构是由放大器A1、电压/电流转换电路、电源选择器（可由VIN端或SENSE端给内部电路供电）、模拟控制器、比较器C1、基准电压源（）、线性栅极驱动器和栅极电压箝位保护电路、开漏输出FET及在CTL内部有μA的下拉电流源等组成。外围元器件有P沟道功率MOSFET、肖特基二极管D1、上拉电阻RPU、输入电容CIN及输出电容COUT。 图2中有两个可向负载供电的电源（主电源及辅电源），可以由主电源单独供电，也可以接上辅电源，根据主、辅电源的电压由LTC4414控制实现自动切换。这两种供电情况分别如下。 1 主电源单独供电
主电源单独供电时，电流从LTC4414的VIN端输入到电源选择器，给内部供电。放大器A1将VIN和VSENSE的差值电压放大，并经过电压/电流转换，输出与VIN－VSESNSE之值成比例的电流输入到模拟控制器。当VIN－VSESNE>20mV时，模拟控制器通过线性栅极驱动器及箝位保护电路将GATE 端的电压降到地电平或到栅极箝位电压（保证-VGS≤），使外接P-MOSFET 导通。与此同时，VSESNE被调节到VSESNE=VIN－20mV，即外接P-MOSFET的VDS=20mV。P-MOSFET的损耗为ILOAD×20mV。在P-MOSFET 导通时，模拟控制器给内部FET的栅极送低电平，FET截止，STAT端呈高电平（表示P-MOSFET导通）。 2 加上辅电源 当加上辅电源（如交流适配器）后，如果VSESNE> VIN+20mV，则内部电源选择器由SENSE端向内部电路供电。模拟控制器使GATE端电压升高到VSENSE，则P-MOSFET截止，辅电源通过肖特基二极管D1向负载供电。这种电源切换是自动完成的。 在辅电源向负载供电时，模拟控制器给内部FET的栅极送高电平，FET导通，STAT端呈低电平（表示辅电源供电）。上拉电阻RPU的阻值要足够大，使流过FET的电流小于5mA。 在上述两种供电方式时，CTL端是接地或悬空的。CTL的控制功能将在下面的应用电路介绍。 典型应用电路 1主、辅电源自动切换电路
第二章恒定电流 第1节电源和电流 1．电源的作用是使电路两端维持一定的电势差，从而使电路中保持持续的电流． 2．导线中的电场是沿导线切线方向的恒定电场，在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用． 3．形成电流的条件 (1)电路中存在自由电荷； (2)电路两端存在持续的电势差． 4．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向． (1)在金属导体中，电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反；在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反． (2)恒定电流：方向和大小都不随时间变化的电流． 5．设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动速度为v，那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为nS v t；若电子的电荷量为e，那么在时间t内，通过某一横截面积的电荷量为enS v t；若导体中的电流为I，则电子定向移动的 速率为I enS. 6．下列说法中正确的是() A．导体中只要电荷运动就形成电流 B．在国际单位制中，电流的单位是A C．电流有方向，它是一个矢量 D．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在 答案 B 解析自由电荷定向移动才形成电流，故选项A错误．形成电流的条件是导体两端保持有一定的电势差，且必须是导体，故选项D错误．电流有方向，但它是标量，故选项C 错误．正确选项为B. 7．以下说法中正确的是() A．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流 B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的 C．单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大 D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了 答案BC 解析自由电子在电场力作用下才定向移动，定向移动时热运动也同时进行． 【概念规律练】 知识点一导线中的电场 1．导线中恒定电场的建立过程：在电源正、负极之间接入导线后，________使得导体中的电荷积累，从而产生________，合电场逐渐趋于与导线________，当不再有新的(更多)电荷积累，最后合电场与导线处处________，且不再变化，导线中电荷沿电场(导线)移动形成________，运动电荷的分布不随时间改变，形成一种________平衡，这两种电荷形成的合电场叫________． 答案电源的静电场附加电场平行平行恒定电流动态恒定电场 解析导线中的电场是两部分电场共同贡献的结果．首先电源电场使电子沿导线移动，并向导线某一侧聚集，从而产生附加电场．当两个电场达到动态平衡时，导线内只存在和导线平行的电场线，即形成恒定电场．
洛阳理工学院 备用电源自动投入装置原理及接线方式 专业：电气工程及其自动化专业班级：电气35班 学号：B12043506 学生姓名：皇甫晓晓 完成时间： 2013年11月15日
《电力系统自动装置》课程论文评分表
摘要 随着经济建设的发股，我国电力系统的规模日益扩大，发电设备的容量也相应增大．系统运行方式的变化越来越频繁。为了更好地保证电力系统的安全、经济运行并保证电能质量，电力系统自动装置及其技术得到广泛应用并日益发展，同时也促进电力系统自动控制技术的不断提高。 与其他产品不同，电能的生产、传输、分配和消耗在同一时刻完成，遵循功率平衡原则。所以发电厂、变电所、输配电线路和用户构成的电力系统是一个有机的整体，在运行中任何一个环节出现问题，都会影响到电力系统的稳定运行，严重时会造成恶性事故，导致整个系统崩溃。 为了取得更大的经济效益，电力网规模越来越庞大、发电机容量也越来越大，因此为了满足电力系统运行的要求，电力系统必须借助于自动装置来完成别电力系统及其设备监视、控制、保护和信息传递。因此自动化技术就成了必不可少的手段。 二、电力系统自动控制的总目标和主要内容 电力系统自动控制酌总目标是：保证供电质量，提高供电的可靠性，实现电力系统的安全经济运行。为了实现这个总目标，电力系统自动控制的任务有以下几个方面。 1．电力系统自动监视和控制 2．电厂动力机械自动控制 3．电力系统主要电力设备的自动控制 近年来，由于控制理论、信息沦等方面的成就，大规模、超大规模集成电子器件不断推出；计算机技术和数据通信技术的发展，自动控制技术正发生着日新月异的变化；计算机控制技术在电力系统自动装置中得到广泛应用。 关键词：电力系统自动控制可靠性
电源和电流，电动势 电源 1．电源： 如图，水池A 、B 的水面有一定的高度差，若在A 、B 之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A 运动到水池B 。A 、B 之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。 可在A 、B 之间连接一台抽水机，将水池B 中的水抽到水池A 中，这样 可保持A 、B 之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。 电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。（从能量的角度看，电 源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置） 2．导线中的电场： 导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。 恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。 3．电流 （1）概念：电荷的定向移动形成电流。 （2）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。 （3）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式：t Q I 电流的微观表示： 取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v 。设想在导体中取两个横截面B 和C ，横截面积为S ，导体中每单位体积中的自由电荷数为n ，每个自由电荷带的电量为q ，则t 时间内通过横截面C 的电量Q 是多少？电流I 为多少？ Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 这就是电流的微观表示式。 （4）单位：安培（A ），1 A =103mA = 106μA （5）电流的种类 ① 直流电：方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类：其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流；方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。 ② 交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。 4电源 （1）电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 （2）非静电力在电源中所起的作用：是把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。
BA/UA BA/UA controller Compact NS100-630 Masterpact MT Merlin Gerin Installation manual
This equipment should only be mounted by professionals.The manufacturer shall not be held responsible for any failure to comply with the instructions given in this manual RISK OF ELECTROCUTION,BURNS OR EXPLOSION the device should only be installed and serviced by professionals switch off the general power supply to the device prior to any work on or in the device always use an appropriate voltage detection device to confirm the absence of voltage replace all interlocks,doors and covers before energising the device. Failure to take these precautions could expose intervener and people round to serious corporal injuries which could cause death.
2.1 电源和电流、2.2 电动势每课一练（人教版选修3-1） 一、单项选择题 1．对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件才能在导体中产生恒定的电流() A．有自由电子 B．导体两端存在电势差 C．导体内存在电场 D．导体两端加有恒定电压 2．电源电动势的大小反映的是() A．电源把电能转化为其他形式的能的本领大小 B．电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小 C．电源单位时间内移送电荷量的多少 D．电流做功的快慢 3．下列关于电流概念的理解，正确的是() A．通过导体的横截面的电量越多，电流越大 B．导体的横截面越大，电流越大 C．单位时间内通过导体横截面的电量越大，电流越大 D．导体中的自由电荷越多，电流越大 4．电池容量就是电池放电时能输出的总电荷量，某蓄电池标有“15 A·h”的字样，则表示() A．该电池在工作1 h后达到的电流为15 A B．该电池在工作15 h后达到的电流为15 A C．电池以1.5 A的电流工作，可用10 h D．电池以15 A的电流工作，可用15 h 二、双项选择题 5．关于电动势，下列说法正确的是() A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加 B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大 C．电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极做功越多D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多6．如图K2－1－1所示，验电器A带负电，验电器B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列叙述中错误的是() 图K2－1－1 A．有瞬时电流形成，方向由A到B
B．A、B两端的电势相等 C．导体棒内的电场强度不等于零 D．导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动 7．铅蓄电池的电动势为2 V，这表示() A．电路中每通过1 C的电量，电源把2 J的化学能转变为电能 B．蓄电池在1 s内将2 J的电能转变成化学能 C．蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变成电能 D．蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)强 8．下列说法正确的是() A．从能量的观点来看，电源是把电势能转化为其他形式的能的装置 B．电源电动势的大小，等于非静电力在电源内部把正电荷从负极送到正极所做的功的大小 C．电动势是标量 D．电动势的大小可以用内阻很大的伏特表粗略测出 9．如图K2－1－2所示，a、b两导体板组成一电容器，电容为C，带电荷量为q，然后用一根虚线所示的导线连接，以下说法中正确的是() 图K2－1－2 A．导线中有恒定的电流 B．导线中有短时间的电流 C．通过导线的电荷量为q D．通过导线的电荷量为2q
MWR MOS管缓启动电路原理分析 Version 1.0
Project FTFB Section File Name 电源的缓启动电路原理分析Pages11Document Number: MWR-HW-XXXX-XX Revision: 1.0 Date: 2020-8-12 Process Owner: songchangjiang Group: Rev. Date ECO# Originated by History 1.0 2009-10-10 Song changjiang Created
Project FTFB Section File Name 电源的缓启动电路原理分析Pages11Document Number: MWR-HW-XXXX-XX Revision: 1.0 Date: 2020-8-12 Process Owner: songchangjiang Group: Hardware Development
Process Owner: songchangjiang Group: Hardware Development 在电信工业和微波电路设计领域，普遍使用MOS管控制冲击电流的方达到电流缓启动的目的。MOS管有导通阻抗Rds_on低和驱动简单的特点，在周围加上少量元器件就可以构成缓慢启动电路。虽然电路比较简单，但只有吃透MOS管的相关开关特性后才能对这个电路有深入的理解。 本文首先从MOSFET的开通过程进行叙述： 尽管MOSFET在开关电源、电机控制等一些电子系统中得到广泛的应用，但是许多电子工程师并没有十分清楚的理解MOSFET开关过程，以及MOSFET在开关过程中所处的状态一般来说，电子工程师通常基于栅极电荷理解MOSFET的开通的过程，如图1所示此图在MOSFET数据表中可以查到 图1 AOT460栅极电荷特性 MOSFET的D和S极加电压为VDD，当驱动开通脉冲加到MOSFET的G和S极时，输入电容Ciss充电，G和S极电压Vgs线性上升并到达门槛电压VGS(th)，Vgs上升到VGS(th)之前漏极电流Id≈0A，没有漏极电流流过，Vds的电压保持VDD不变 当Vgs到达VGS(th)时，漏极开始流过电流Id，然后Vgs继续上升，Id也逐渐上升，Vds仍然保持VDD当Vgs到达米勒平台电压VGS(pl)时，Id也上升到负载电流最大值ID，Vds的电压开始从VDD下降
恒定电流知识点汇总
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恒定电流知识点总结 一、部分电路欧姆定律电功和电功率 (一)部分电路欧姆定律 1．电流 (1)电流的形成：电荷的定向移动就形成电流。形成电流的条件是： ①要有能自由移动的电荷；②导体两端存在电压。 (2)电流强度：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值，叫电流强度。 ①电流强度的定义式为： ②电流强度的微观表达式为： n为导体单位体积内的自由电荷数，q是自由电荷电量，v是自由电荷定向移动的速率，S是导体的横截面积。 (3)电流的方向：物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，与负电荷定向移动方向相反。在外电路中电流由高电势端流向低电势端，在电源内部由电源的负极流向正极。 2．电阻定律 (1)电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻，数值上：。 (2)电阻定律：公式：，式中的为材料的电阻率，由导体的材料和温度决定。 纯金属的电阻率随温度的升高而增大，某些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。 (3)半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，如锗、硅、砷化镓等。 半导体的特性：光敏特性、热敏特性和掺杂特性，可以分别用于制光敏电阻、热敏电阻及晶体管等。 (4)超导体：有些物体在温度降低到绝对零度附近时。电阻会突然减小到无法测量的程度，这种现象叫超导；发生超导现象的物体叫超导体，材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度T c。 3．部分电路欧姆定律 内容：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。 公式： 适用范围：金属、电解液导电，但不适用于气体导电。 欧姆定律只适用于纯电阻电路，而不适用于非纯电阻电路。 伏安特性：描述导体的电压随电流怎样变化。若图线为过原点的直线，这样的元件叫线性元件；
选修3-1作业4电源、电流和电动势、电阻定律 一、基础练习 1、关于公式I ＝q t ，下列说法中正确的是( ) A ．式中的q 表示单位时间内通过导体横截面的电荷量 B ．式中的q 表示通过导体单位横截面积的电荷量 C ．比值q t 能表示电流的强弱 D ．该公式表明电流跟通过导体横截面的电荷量成正比，跟通电时间成反比 【答案】C 【解析】公式I ＝q t 中q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量，选项A 、B 错误；比值q t 表示电流的强弱，选项C 正确；由电流的微观表达式可知，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速率以及导体的横截面积，故选项D 错误。 2、一根粗细均匀的电阻丝阻值为R ，若温度不变，则下列情况中其电阻仍为R 的是( ) A ．长度和横截面半径都增大一倍时 B ．当长度不变、横截面积增大一倍时 C ．当截面积不变、长度增大一倍时 D ．当长度和横截面积都缩小一半时 【答案】D 【解析】长度和横截面半径增大一倍时，横截面积增大为原来的4倍，根据电阻定律R ＝ρl S 知，电阻变为原来的一半，A 错误；长度不变，横截面积增大一倍，则电阻减小一半，B 错误；横截面积不变，长度增大一倍，则电阻变为原来的2倍，C 错误；长度和横截面积都缩小一半时，电阻不变，D 正确。 3、两根材料相同的均匀导线，质量之比为1∶3，长度之比为2∶1，当加上相同的电压后，通过两导线的电流之比为( ) A ．12∶1 B ．1∶12 C ．3∶4 D ．2∶3 【答案】B 【解析】两根材料相同的均匀导线，质量之比为1∶3，体积之比为1∶3，据横截面积S ＝V L ，横截面积之比为1∶6；据电阻定律R ＝ρL S ，导体电阻之比为12∶1；加上相同的电压后，据I ＝U R ，通过两导线的电流之比为1∶12；故B 正确。
详解开关电源的几种常用软启动电路 来源：电子元件技术网 [导读]开关电源的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流。 关键词：电源电路开关电源 开关电源的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流（如图1所示），特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源正常而可靠的运行。本文介绍了几种常用的软启动电路。 图1 合闸瞬间滤波电容电流波形 （1）采用功率热敏电阻电路 热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用；当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。 图2 采用热敏电阻电路 （2）采用SCR-R电路
该电路如图3所示。在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥VD1?VD4和限流电阻R对电容器C充电。当电容器C充电到约80％的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。 图3 采用SCR-R电路 这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。 （3）具有断电检测的SCR-R电路 该电路如图4所示。它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。 图4 具有断电检测的SCR-R电路 （4）继电器K1与电阻R构成的电路 该电路原理图如图5所示。电源接通时，输入电压经限流电阻R1对滤波电容器C1充电，同时辅助电源VCC经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的充电电压达到继电器的动作电压时，K1动作，旁路限流电阻R1，达到瞬时防冲击电流的作用。通常在电源接通之后，继电器K1动作延时0.3～0.5秒，否则限流电阻R1因通流时间过长会烧坏。
BATT BATT-8.4V 图1 锂电池充电电路原理图 输入电源V in =24V ,充电电流1～1.5A，锂电池参数为8.4V，2.5A 1、充电电流的设置 恒流充电电流由下式决定：CS CH R mV I 200=，取A I CH 25.1=，得 Ω=16.0CS R 选取R CS 参数为0.16Ω±5%/1W 实际使用电阻值为150mΩ，得A A R mV I CS CH 33.1150 200 200=== 2、充电结束电流的设置 在恒压充电模式，充电电流逐渐减小，当充电电流减小到EOC 管脚的电阻所设置的电流时，充电结束。充电结束电流由下式决定： 6 10 ) 314350(278.1×+×= CS EOC R R I ，R3取10K ，I EOC =0.2A 3、电感的选择 在正常工作时，瞬态电感电流是周期性变化的。在P 沟道MOS 场效应晶体管导通期间，输入电压对电感充电，电感电流增加；在P 沟道MOS 场效应晶体管关断期间，电感向电池放电，电感电流减小。电感的纹波电流随着电感值的减小而增大，
随着输入电压的增大而增大。较大的电感纹波电流会导致较大的纹波充电电流和磁损耗。所以电感的纹波电流应该被限制在一个合理的范围内。 电感的纹波电流可由下式估算： )1(1 VCC V V L f I BAT BAT L ?×××= Δ 其中： f 是开关频率，300KHz L 是电感值 VBAT 电池电压 VCC 是输入电压 在选取电感值时，可将电感纹波电流限制在△IL ＝0.4×I CH ，I CH 是充电电流，得 L>34.2μΗ，实际取电感值为39μΗ。 4、电源自动切换电路 VOUT 给后续电路供电 图2 电源自动切换电路 当外部电源断开时，PMOS 管导通，由电池给外部系统供电，当外部电源接入时， PMOS 管关断，电池和系统电源之间断开，外部电源对系统供电。
电源和电流 【学习目标】 1.了解电流的形成条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场. 2.理解电流的定义，知道电流的单位、方向规定，会用公式q＝It 分析相关问题. 3.从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系. 一、电源 1.定义:能把电路中的电子从_____搬到_____的装置。 2.作用: (1)维持电源两端有一定的_______。 (2)使闭合电路中保持___________。 二、恒定电流 1.恒定电场: (1)定义:由电路中稳定分布的电荷所产生的___________。 (2)形成:当电路达到稳定时,由电源、导线等电路元件所积累的_____在导线内共同形成的电场。 (3)特点:任何位置的_________和_________都不随时间变化。 2.电流: (1)物理意义:表示电流的_________。 (2)单位及符号:在国际单位制中,电流的单位是_____,简称___,符号__。 (3)电流与电量的关系:_____。 (4)恒定电流定义:_____、_____都不随时间变化的电流。 (5)恒定电流的形成:由于_________的作用,使自由电荷定向移动的速率增加,运动过程中与导体内不动的粒子碰撞,使自由电荷速率减小,最终表现为平均速率_____。 三、想一想 由电流的定义式I= 可知，I与q成正比，与t成反比，这种说法对吗？ 答案 一、1. 正极负极 2. 电势差持续的电流
二、1.（1）稳定的电场（2）电荷（3）电荷分布电场强度 2.（1）强弱程度（2）安培安 A （3）q=It （4）大小方向（5）恒定电场不变 三、答案：不对。当t一定时，I与q成正比；当q一定时，I与t成反比。 知识点一电源 1.电源的定义 电源是不断把负电荷从正极搬运到负极从而维持正负极之间存在一定电势差的装置。 2. 有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流需要同时满足两个条件： (1)电路中有电源。 (2)电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来。所以只有电源，电路不闭合也不会有持续电流。 名师点睛 电源的作用 1. 从电荷移动角度看 电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，从而保持电路中有持续电流。电源在内部能把电子从正极A搬运到负极B，如图所示。 2. 从能量转化的角度看 搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，是将其他形式的能转化为电能的过程。知识点一电源 【典例探究】 典例1下列关于电源的说法正确的是( ) A. 电源是将其他形式的能转化为电能的装置 B. 电源的作用是使电源的正负极之间维持一定的电势差 C. 与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的 D. 在电源内部正电荷由负极流向正极,负电荷由正极流向负极 【审题指导】 解答本题时应把握以下两点: (1) 电源的作用;(2) 形成电流的条件。 挑战自我 2. (多选)关于电源的作用,下列说法中正确的是( ) A.电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷 B.电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动 C.电源的作用就是能保持导体两端的电压,使电路中有持续的电流 D.电源的作用就是使自由电荷运动起来 知识点二恒定电场
智能型双电源自动切换开关应用 来源：工控商务网 随着科学技术的进步，各行业对供电可靠性的要求越来越高。很多场合必须采用两路电源来保证供电的可靠性。过去的两路电源用户，在低压侧采用手动操作的双向隔离开关进行倒闸操作，因此常出现误操作而引起事故。随着供电可靠性要求的提高，反事故措施的日趋完善，越来越多的先进设备投入应用到供电系统中。 一、高可靠性双电源切换装置 一种能在两路电源之间进行可靠切换双电源的装置，不会出现误操作而引起事故的全系列智能化双电源自动切换开关，就是为了满足高可靠性要求。目前投入使用的专用智能化设备，具有自投自复、自投不自复和电网发电机三种切换功能，对两路供电电源的三相电压有效值及相位进行实时检测，当任一相发生过压、欠压、缺相，能自动从异常电源切换到正常电源，这是一种性能完善、安全可靠、操作方便、智能化程度高、使用范围广泛的双电源控制系统的设备。 全系列智能型双电源自动切换开关的紧急供电系统，可实现当一路电源发生故障时，可以自动完成常用与备用电源间切换，而无需人工操作，以保证重要用户供电的可靠性。其主要用于医院、商场、银行等不允许断电的重要场所。 二、智能型双电源自动切换开关 智能型双电源自动切换开关特点 智能型双电源自动切换开关是由两台三极或四极的塑壳断路器及其附件（辅助、报警触头）、机械联锁传动机构、智能控制器等组成。分为整体式与分体式两种结构。整体式是控制器和执行机构同装在一个底座上；分体式是控制器装在柜体面板上，执行机构装在底座上，由用户安装在柜体内，控制器与执行机构用约2m长的电缆连接。其特点是： 两台断路器之间具有可靠的机构联锁装置和电气联锁保护，彻底杜绝了两台断路器同时合闸的可能性； 智能化控制器采用以MOTOROLA单片机为控制核心，硬件简洁，功能强大，扩展方便，可靠性高； 具有短路、过载保护功能，过压、欠压、缺相自动切换功能与智能报警功能； 自动切换参数可在外部自由设定； 具有操作电机智能保护功能； 装置带有消防控制电路，当消防控制中心给一控制信号进入智能控制器，两台断路器都进入分闸状态； 留有计算机联网接口，以备实现遥控、遥调、遥信、遥测等四遥功能。
电源和电流知识点 （一）基本概念： 1、电源的定义：电源是不断把负电荷从正极搬运到负极从而维持正负极之间存在一定电势差的装置。 2、电源的作用： （1）电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，从而保持电路中有持续电流。 电源在内部能把电子从正极A搬运到负极B。 （2）搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，是将其他形式的能转化为电能的过程。 【说明】电源在电路中起到保持导体两端电压，使导体中具有持续电流的作用。 3、电流： （1）电荷的定向移动形成电流，电流的方向规定为正电荷的移动方向。负电荷的定向移动方向与电流方向相反。 （2）单位时间内通过导体横截面的电荷量，是表示电流强弱程度的物理量。一般用“I”表示。 导体产生电流的条件：导体两端存在电压。 【说明】（1）电流虽然既有大小，又有方向，但电流并非是矢量，而是标量。 （2）金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 （3）电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的。 （4）在电源外部的电路中，电流是从电源的正极流向负极；在电源内部的电路中，电流是从电源的负极流向正极。 4、计算 自由电荷总数：N=nls 总电荷量：Q=Nq=nlsq 微观式：I=nqSv 从微观上看，电流决定于导体中自由电荷的密度，电荷的电荷量以及定向移动速度，还与导体的横截面积有关。所以不能理解为I与q成正比，与t成反比。 定义式：I=q/t （1）I=q/t 中的q是通过整个横截面的电荷量，不是单位面积上的电荷量，故I与横截面积的大小无关。 （2）应用I=q/t 计算时应注意区别是金属导体还是电解液导体，若是金属导体，则q为自由电子带电荷量的绝对值；若是电解液导体，则q为正、负离子带电荷量的绝对值之和，这是因为负电荷定向移动形成的电流方向与正电荷定向移动形成的电流方向相同。