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讨论 第十期概念组

【专题】电力电子从入门到精通

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lahoward
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总工程师
  • 2018-11-30 16:56:32
如果楼主的作品对你的研发学习和知识储备有了很大的帮助,欢迎点击活动页面投上你宝贵的一票吧!


第十期大奖赛已历时一月,各位参赛网友都以精彩的主题亮相,有概念组有产品组,本人绞尽脑汁也想不出什么好的主题,思前想后觉得“电力电子”是一个不错的话题,于是斗胆起了一个响亮的名称叫做“电力电子从入门到精通”。自己也觉得很奇怪怎么就敢发帖吹嘘从入门到精通?不过没有关系,通过和大家一起讨论,想必能和大家一起从入门到精通。

混迹论坛多年,从不通到粗通,可见积极参与论坛的讨论能快速提升自己,因此希望各位网友能踊跃互动,你的参与是我的动力,本帖希望达到的目标是经过4个月的互动讨论,认真看帖发言的网友至少要达到并超过剑桥大学电力电子专业课的水平,剑桥是什么水平?欧洲第一,世界前三,哈哈,你都超过剑桥了还怕谁啊,看到这里不少网友可能要笑了,牛B吹得这么大。这可不是吹哦,这叫营销。广告做的好不如牛B吹得好,见谅,我好像更擅长于文字工作,

相信在论坛里有不少网友在工作单位里可能只是做做助手或或做做下手,这就更有必要看本帖啦,实力提升了老师傅必定会对你刮目相看,领导一旦发现你是人才那么提升的机会就来啦,然后你就和老师傅对调位置了。还有四个月的时间,基本上是一个学期,时间不算短了,有句话叫有钱的时候没时间,有时间的时候没有钱,能花这么多的时间在论坛里混可见是有时间,有时间的人怎么样?没钱!

Picture 028a.jpg

知道这是谁吗?呵呵,本人,怎么样?是不是眉清目秀啊?美女们是不是有点动心啊?哈哈,本人可是有家室的人啦。
世纪电源网-九天
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超级版主
  • 2018-11-30 17:06:37
 
欢迎分享! 眉清目秀,是dalao本lao了!
靖哥哥
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高级工程师
  • 2018-11-30 17:34:38
 
后面说的有道理,能力提升很重要,跟着楼主学习学习再学习
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-1 09:44:12
 
说到电力电子,那么什么是电力电子呢?相信不少人基本上是“爱在心头口难开”,虽说每天的工作都和电力电子打交道,但一时半会也不一定说得清。概念很重要。

电力电子是指采用半导体器件对电力进行转换和控制的一门技术。

注意这里强调的是使用了半导体器件。


电力电子通常包含以下几个方面:

AC to DC (整流-rectifier)
DC to AC (逆变-inverter)
DC to DC (变换-converter)
AC to AC (变换-converter)


必须要注意的是DC-AC称逆变AC-DC称变换

感觉有点枯燥是吧?这东西没有办法的,枯燥也要了解。

lahoward
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  • 2018-12-1 15:13:58
 
虽然此贴已初学者为主,但其实对高手也有一点借鉴作用,况且很多基本问题,高手也未必说得清楚,比如开关电源需要测量那些参数?怎么测?看似简单,其实要说清楚也不容易。我们看一个具体的例子,以下是一款开关电源的启动曲线,请问该开关电源的启动时间是多少?估计99%的高手不知道。
02.jpg
YTDFWANGWEI
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版主
  • 2018-12-3 08:22:45
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猜一个,0.8S
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-4 08:46:15
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王版有所失误。

其实这张图上是看不出启动时间的,这张图的曲线是被测电源的上升时间,而上升时间和启动时间是有些区别的,启动时间是从输入电压接通那时算起,直到被测电源的输出电压达到90%的输出电压。如图所示:

01.jpg
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-4 09:34:46
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电力电子中的磁学是非常重要的一块,磁学不但在电源设计中需要熟练精通,磁学在其他领域比如天线的设计应用也是占有重要地位。目前在天线/雷达等尖端科技中磁学也是举足轻重,比如相控阵雷达,这是目前竞争很厉害的一门技术,我们不妨也了解一下以便有个大概的认识,说不定哪天转去搞雷达/天线也不一定。

什么是相控阵雷达/天线?
报纸上也常常看到这个词,专家也经常解说,但从专家嘴里说出来的东西一般很难理解,简单讲,相控阵雷达/天线就是阵列式雷达/天线。阵列也就是矩阵,由大量的天线单元以矩阵形式组成,每个单元的发射信号都有一定的相位延时,也就是相位、控制、阵列天线。

这是一个发送、接收单元,发送和接收是分时进行的,即先发送一个信号然后切换到接收电路,由接收电路接收反射信号。
ld1.jpg

待续。。。
lahoward
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总工程师
  • 2018-12-4 13:56:54
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这样的雷达缺点是显而易见的,一个发生器几个接受器,因此过去的雷达总要360转啊转,头都转晕了,而且效率低下,精度差,于是相控阵雷达应运而生,这是质的变化,难度很高。
相控阵雷达由大量的发射7接受天线组成,每个天线发射的电磁波都有时间差,或者或有相位差,这就是相控,又是阵列因此称相控阵雷达。注意看图示电波,前端形成的波表面是直线,整个雷达波是平面的,和阵列天线成一个角度,因此不需要旋转,而且阵列发射/接受单元探测效率、精度极高。

Phased_array_animation_.jpg
不好意思,乱扯了,有兴趣看看,没兴趣跳过。


lahoward
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总工程师
  • 2018-12-4 14:27:17
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相控阵雷达又分为无源相控阵和有源相控阵,或者称被动式和主动式,其区别为:
无源相控阵雷达
ld2.jpg

有源相控阵雷达
ld3.jpg

很明显,无源或被动式每排发射接受单元都由外部控制,而有源或称主动式每个发射接收单元除了接收外部控制信号外自己还有主动控制自己。因此有源相控阵厉害多了,当然我们国家自己早就能自行设计制造有源相控阵雷达。能做这种雷达的国家还是不多的,本论坛的网友说不定会有人以后从事相控阵雷达的研究。呵呵,届时不要忘了启蒙是在本论坛上啊。

相控阵雷达的书基本上不出版,像禁书一样。相控阵雷达的基础是电磁波原理,因此各位,做一个产品并不难,也不需要很多知识,但这只是知其然,要知其所以然下功夫是免不了的,电力电子中的电磁波理论也一定要下功夫研究好。
lahoward
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  • 2018-12-6 09:02:50
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万丈高楼平地起,既然声称是从入门门到精通,因此入门的东西还是需要聊聊的。高手随便看看权当复习,低手仔细看,有问题提出。

什么是SI单位制?

我估计高手一看了也有点晕。其实很简单,大家其实一直在用的。SI单位制就是国际单位制,或者说是公制。比如:

长度:           m
质量:          kg
时间:           s
电流:           A
热力学温度    K (kelvin)
发光强度      cd



等等,不一而论,知道有SI单位制即可。

---------------------------------------------------分割线

小常识:
各位,夏天见过这种像蚊子一样的飞虫吗?一定见过,像小蜻蜓,又像大蚊子,估计看见了都会拍死它。但是你误解了,这不是害虫,不会叮人也不会咬人,学名叫 Crane Fly,对生态有一定的益处,以后看见就放它一条生路吧。

13904.jpg
lahoward
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  • 2018-12-7 09:33:00
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关于二极管

二极管的品种实在太多了,什么整流管、发光管、稳压管,快恢复,等等,有很多细节问题我们是需要知道的。

一、稳压管
稳压管的用途极其广泛,稳压管的用法总是使用在反向击穿状态,按其击穿原理可分为齐纳击穿(Zener)和雪崩击穿(Avalanch),齐纳击穿和雪崩击穿均是半导体PN结的一种击穿机制,然而其特性却大相庭径,见下图比较:

二极管.jpg
很明显,齐纳稳压管的的稳压特性相当陡峭,而雪崩稳压管的反向特性和普通二极管的正向特性差不多,其稳压效果相当的差。工作电流从 1mA 到10mA变化时稳压值的变化可达到5%,而齐纳稳压管则最多1%。

既然齐纳稳压管这么好,我们就选用它不就可以可以了吗?答案是不行的,齐纳稳压管的稳压值通常都在5-8V之间,超过这个电压就都是雪崩稳压管了。因此没得选。

为何 Zener(齐纳)?估计没什么人知道,Zener是人名,有个人的名字叫Zener,他发现了有种揭穿机制,人称 Zener 效应,久而久之,Zener 就成了稳压管的代名词了,也没人分是齐纳还是雪崩,稳压管统称为 Zener。
lahoward
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  • 2018-12-7 15:32:30
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LED

LED 是最常用的二极管之一,LED看似很简单,其实也很有讲究。
早期的LED有两种元素组成,通常为磷化镓,其亮度很低,以红色为主,通常用来做指示灯,最常见的颜色也就是红色,后来发展了,采用了三种元素,通常为镓铝砷,亮度就比较高了,那时全国公交车都流行用LED显示屏显示站名,所用LED通常就是这种LED,仍然以红色为主,也有黄色,绿色,这时以称为高亮度了,后来又发展了,LED芯片采用了四种元素,磷铝镓铟,那是真的超高亮了。

而白色LED实际是由蓝色(或紫色)芯片加上荧光粉制作而成,芯片波长一般为470nm或430nm左右。
通常色温为7000K的白色为纯白,高于7000K的看上去有点蓝的,低于7000K的看上去有点黄,偏黄的也称暖色,偏蓝的称为冷色。

LED的寿命是指亮度衰减一半时的时间。也就是半衰期的时间。

早期的LED芯片尺寸为12*12mil,现在不对了,越做越小了,7*7mil,很明显芯片尺寸小了,通以同样的电流则光衰也就快了。

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小知识:
各位,这种花很常见吧?知道叫神马花吗?对了,蒲公英。

Dandelion-5.jpg

蒲公英的根茎叶可是一种很好的补品,常喝可以养颜哦,特别对肝脏的保护可是首屈一指的,赶快到路边、公园去找找,挖来烧汤喝。

百度一下吧。
lahoward
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  • 2018-12-8 09:59:52
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认识一下二极管的符号:

01.jpg
02.jpg
03.jpg

常用的也就这些了,其中最后一个变容二极管估计见过或用过的人很少,这种二极管工作在反向状态,随电压的变化电容也会变化,可用于调谐或变频什么的,不过现在几乎看不见了。

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思考,如图所示的三极管驱动继电器的电路中,并联于继电器线圈上的二极管用普通的整流管(比如 1N4007)好呢还是用快恢复二极管(比如 FR107)好? 为什么?估计99%的网友不知道。

36952.jpg
星宇
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  • 2018-12-2 21:59:46
 
楼主继续啊!
will2323
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本网技工
  • 2018-12-7 15:58:13
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多谢多谢
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