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平尚讲解怎样选用LCR电桥及了解电阻、电容、电感

发布:2013/6/4 18:08:18

企业:东莞市平尚电子科技有限公司

来源:13622671559lan

电阻、电容、电感是 常被计划工程师所用的无源器件,但真正理解L、C、R的却未几,愿藉此向列位从事计划、维修等技能的工程师浅谈LCR。

一、抱负的L、C、R:

  换句话说,在抱负形态下,相角(θ)在纯电阻下是0O,在纯电容下是-90O,纯电感则为+90O。

但抱负归抱负,实践的L、C、R却不是云云纯真,特别对L、C而言。且看上面剖析。

二、中、低频的L、C等效电路:

  由于有R的存在,以是电感就不再是+90O,电容也不会是-90O,因而孕育发生了相位角(θ),以三角函数来看:

  此中虚部为感抗或容抗,而实部为阻抗,由于感抗与容抗触及到频率,故在差别的事情频率下就会失掉差别的(θ)值。

  理解到电感、电容中假如RS的成份越小(或RP越大),则此元器件越趋近于抱负,这里我们界说了质量因数(Q)及消耗因数(D):

  Q = 1 / D = 虚功 / 实功

  以串联等效电路来看,若 流入牢固电流I

  因而若RS = 0,则Q 酿成无量大, 的D值 = 0。

  并联等效电路亦云云类推,于是能够失掉一个结论:

  对无源器件而言,Q越大越好,D值越小越好。

三、 电容C的普通使用:

   常用的便是从市电出去(AC)要酿成直流。电路如下:

  市电(AC220V)经变压器后,再经桥式整流器,此时即成为脉动直流(暂不思索电解电容C)。

  加上电解电容C后,即可酿成直流,如下图所示:

  但终究C并非抱负电容,以串联等效电路来看,且加上负载RL后,则电路如下图:

  ES即为等效串联电阻(Equivalent Series Resistance, ESR)

  当电容充电到峰值后,即会对负载RL放电(放电电流IL),此时,在RS上即孕育发生一个压降(或功率耗费),波形酿成:

  Vripple (纹波)因而,本来的直流电压就会在下面叠加了一个交换旌旗灯号,即所谓的纹波,而这纹波的巨细除与所加上的负载RL有关外,也与ESR的巨细有关,假如ESR太大,则纹波变大,异样,耗费功率也大,这也便是在实践电路事情时,偶然在摸电解电容时会发烧的缘由,若ESR过大,则电解电容发烫,而有爆炸之虞!!

  以是在计划时倡议工程师,须选用LOW ESR电容。换句话说,此时ESR的丈量即成为工程师计划时不行短少的丈量因数。

  在高频线路的运用中,平日搭配电感构成滤波器,来对线路的噪声停止抑止或对突如其来的浪涌(Spike)停止电路的维护。此时C的选择就与它的事情频率有关,因而在选择电容停止丈量时,就要留意丈量频率的多容,平日小电容大多在高频线路中运用,故丈量时要留意频率的选择。

另一种使用,以下列款式来描绘:

  亦即当C牢固,若运用恒流源对电容C充电,即可孕育发生斜波,固然仍须留意C的质量。(Q值越大越好,或D值越小越好。)此电容普遍用于在A/D变更器中的双斜率积分电路内。

四、 电感L的普通使用

  电感便是一组线圈,不论这组线圈有没有绕在铁蕊上,既然是用线绕成线圈,线上就会有内阻存在。现仍以其串联等效电路阐明:

  流入电流I,假如RS太大,则耗费功率也大,这是变压器为什么发烧的缘由。因而,RS的丈量就成为必需的一个步伐。但仿间的电桥大多为交换电桥,不具有DCR功用,因而便无法测出RS值。

阐明如下图所示:

  ZL  =  RS + jWLS

  所测出来的值是包罗jWLS的ZL而非纯真的RS,此时如能令f=0即可测出Rs的值,怎样判别电感的优劣,固然RS 要越小越好。

  电感的使用,异样应用 ZL = jWL = j2πfL 这个公式。假如f越大,则感抗越高,便可将高频的噪声(Noise)或霎时的浪涌(Spike) 予以抑止。

  综合L、C,普通电路图中罕见到如下图所示:便是这个原理。

五、 丈量L、C时轻易堕入的误区

  a. 怎样选用并联形式(Lp、Cp)或串联形式(Ls、Cs)。

  平日在并联形式(Lp、Cp)时是应用恒压方法丈量,而在串联形式(Ls、Cs)是应用恒流方法丈量。(因触及电路计划,实无法逐个详谈。)故普通针对小电容、大电感应用的是并联形式;大电容、小电感则应用串联形式丈量,而其间的差别与D值有关,转换公式如下所示:

  由上式可知抱负情况下,D值=0时,Lp=Ls Cp=Cs

  b. 为何差别的频率点,所测出的电感、电容值会纷歧样?

  任何元器件就像缩小器一样都市有频率相应的题目,换句话说,假如扫除丈量仪器的偏差,那么,在某个频点所测出来的值即示意这个器件在这个频点的真正值。换句话说,假如工程师想丈量某一器件的值,就必需思索这个器件在电路中的事情频率是多少,而选择该频率或靠近的频率来丈量,才会失掉该元器件在该电路中的真正值。而从实践使用面来思索,能够归结出上面结论供运用者参考。

  小电容、小电感 常用于高频电路 (丈量时频率要高一点)大电容、大电感 常用于低频电路 (如市电50Hz经全波整流后100Hz,则丈量频点可选在100HZ)

  c. 怎样选用丈量幅度?

  丈量幅度的选择,譬如用在丈量带有铁蕊的线圈(电感)时,因触及铁芯的材质,故与频率点的选择一样,须选择恰当的幅度,予以丈量。

  d. 校正归零

     

  时,更须将测试线所存在的小电容、小电感予以扣除,才干丈量出器件自身的真正值。普通而言,电容为开路归零,电感为短路归零,关于手动量程的仪表也须遵照小电容(CP形式)开路归零,小电感(LS形式时)短路归零的准绳。

六、结论

  综上所述,在选择LCR表时,可根据运用者的运用情况来决议是选择一部普通型(具L.C.R及D丈量功用)的电桥,一部较好的LCR仪表已呼之欲出,亦即除丈量范畴广、反响速率快、准确度高之外,仍须具有频点选择、幅度选择及D值(Q值)、DCR、θ值、ESR值丈量等功用,才干充沛控制无源器件的一些特征,在计划电路时,或盼望能选购一台能专业地丈量无源器件各参数如DCR、Q、ESR的LCR电桥,除此之外平日电容、电感越小,其事情频率越高,丈量频率也要越高,才干准确地测出源器件的实践值。同时可选择丈量电压巨细也是紧张的功用之一,怎样选择在此仅供应列位作一参考并不惜斧正,感谢


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