电气工程

电子和电气工程专业人士,学生和爱好者的问答

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是什么导致我的降压-升压转换器出现尖峰或振荡?
目前,我对Buck-Boost转换器有疑问。我的Buck-Boost转换器的原理图如下所示: 我使用了霍尔效应传感器LV25-P和LA25-NP来测量Buck-Boost的输入电压和输入电流。然后,信号由换能器测量并发送到信号调节电路(该图右侧)。对于信号调节电路,我使用LM358制作了电压跟随器。最后,信号被发送到ADC。 我使用的IGBT是IRG4PH50U。驱动程序是TLP250。TLP250的电源供应器为+ 15V,其接地称为“中间”。开关频率为20KHz。 我将光伏仿真器Chroma ATE-62050H-600S用作降压-升压的输入源。输出端带有20 Omh的电子电阻。我将IGBT的占空比保持在49%。结果如下所示: 其中通道1是指信号状态电路前面的端口“ LA”处的信号。通道2表示端口“ 1”处的信号,该端口位于带有LC低通滤波器的信号调节电路的末端。通道3是由电流示波器探头测量的输入电流。 结果不是很好。我真的很想消除这些尖峰。最近,我阅读了一些有关接地反弹的文档,例如,什么导致我的DC / DC升压转换器产生大的振荡?这是地面反弹还是其他影响? 我保证这是由地面反弹引起的。但是,我没有解决方法。 任何帮助将不胜感激。 你好,@ BruceAbbott。是的,我有3个理由。 一地与换能器和LM358有关,我将其标记为“三角形”。第二个接地与驱动程序TLP250有关,我标记为“ D_GND”。第三个是降压-升压的接地,我标记为“ GND”。如右图所示,我使用0 Omh电阻将它们连接在一起。当我测量通道1和通道2中的信号时,我连接的接地是P6。 作为对@PlasmaHH的请求,我添加了原型和PCB布局。 最近,我尝试了@PlasmaHH的解决方案,结果如下所示: 通道3是由电流示波器探头测量的输入电流。通道1和通道2引用相同的端口,即端口“ 1”。但是,通道1使用接地天线,而通道2没有使用接地天线。我们可以看到一些涟漪已减少,但并非全部。 我还尝试了我的Boost电路,这是我以前的工作。结果如下所示: 其中通道1使用接地天线,而通道2没有使用接地天线。从该图可以看出,所有的纹波都减小了。 从上面的讨论中,我认为@PlasmaHH是正确的,但不是全部。@carloc和@rioraxe提供了一些解决方案,我认为它们可能会起作用。我阅读了Jeff Barrow的文章,http: //www.analog.com/library/analogdialogue/archives/41-06/ground_bounce.html 。我认为反弹是元凶。我为Buck-Boost做了一些分析,如下所示: 这些图给出了开关接通或断开时的两个不同的电流环路。从该图可以看出电流回路面积的变化。我提出了一种设计PCB布局的解决方案,如下所示: 我要使用这种布局的原因是,我发现两个电流回路的电流方向相同。因此,我只需要考虑如何减少粉红色区域和绿色区域。 这是我的PCB布局,尚未完成。我只想知道它是否有效。 粉色线表示打开开关时的电流回路,绿色线表示关闭开关。白色区域是电流回路的变化。 那么,大家,您认为还好吗? ——————————————————————————————————————————————你好,我做了一些新的变化。首先,我减小了电容的大小,因为我发现我并不需要那么大的电容。然后,我减少了电感GND和Cout之间的走线。这对减少杂散电感有效吗?” 嗨,我刚刚更新了PCB布局。你能帮我检查一下吗? 我进行了一些更改: 将IGBT和二极管制成一个散热器,以减少环路面积。 在底部做了一些组件,但是我真的不知道是否可以。 将地面连接在一起,就像我在图中标记的白色圆圈一样。 我不知道如何测量瓶盖的ESR。但是我检查了一些文件。它说: “输入电容为100V 470uF。其ESR为0.06欧姆。输出电容为250V 47uF。其ESR为0.6欧姆。” 最近,我制作了新的PCB板,如下所示: 结果很好,如下所示: 输入电流的尖峰较小。但是,我不确定是否可以进一步改进。 顺便说一句,我还测试了输出电流和电压,如下所示: …
11 ground  layout 

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运算放大器(运放)的输入阻抗是无穷大还是零?
理想情况下,输入阻抗是无限的。 但是,在计算差动放大器的输入电阻(Rin)时,由于开环增益是无限的,因此作者认为两个输入端子都短路了,这也是正确的。(这又要求输入端子电压之间的差为零。因此,是短路的。) 我的问题:为什么在少数情况下(由于输入阻抗无限大)我们考虑零输入电流,而有时考虑短路概念来考虑有限电流?有逻辑还是只是方便? 这是从书中摘录的电路图:


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高温下的电子设备-运行30分钟-2小时,最高500°F-可能吗?
如果环境的环境温度在120°C(250°F)至260°C(500°F)之间并且工作时间在30分钟至2小时之间,电子设备是否能够生存?在这段时间之后,电子设备将冷却至室温。 正如其他人提到的那样,通过回流的物品会达到这些温度,但只会持续很短的时间。 当然,这将基于“常规”组件,而不是“空间等级”项目。 某种涂层会有帮助吗?诸如高温环氧灌封胶832HT技术数据表。

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火箭发射器电路设计
我正在与儿子一起建造模型火箭发射器。如您所见,该电路非常简单。我们希望在蜂鸣器打开时增加一个蜂鸣器和一个LED /灯泡,以作为远离火箭的警告。 我如何在不发射火箭的情况下点亮灯泡并使蜂鸣器响起?在按下启动按钮之前,蜂鸣器和灯泡将需要通电。我已经购买了我认为需要的所有组件,并已准备好进行构建。 模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图
11 switches  design  basic  delay 

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电位器与压敏电阻
电位器,变阻器和压敏电阻的主要区别是什么?以及这三个在电路中的应用有何不同?或者更简单地说,在可变电源中,为什么要使用每个而不是另一个,或者在可变电源电路中一个要比另一个有什么好处?

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这是什么电气元件?
嗯,这是一个非常简单的问题。我尝试过使用Google图片的机会,但没有成功,并尝试了一些图片列表,以便能够知道该组件是什么。但是我找不到它,也没有写任何东西。
11 components 

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跨0V时运放输出出现短暂尖峰的原因是什么?
当信号超过0V时,有人能在运算放大器的输出中识别出此尖峰吗?向上穿越时尖峰上升,向下穿越时尖峰上升。在一个EEVBlog视频中,Dave指出了示波器上完全一样的东西,并说(顺便说一句),当使用10k反馈电阻或类似东西时,可能会发生这种情况。但我不记得那是哪个视频。这是TL071的输出(实际上是TL074的1/4)。它由另外2个TL071的输出通过2.2k电阻馈入,反馈有一个10k电位器。 模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图 3月10日更新 如下面的评论所述,该电路由将8条线驱动到R2R DAC中的ATmega328P处理器组成。DAC的输出和旨在将DAC输出以0V为中心的直流偏置电压馈入反相TL071运算放大器。在上图中,该运算放大器的输出为“ OA2OUT”。 模拟该电路 R2R网络输出具有10k阻抗,由R4表示。R1和R2给了我一个偏移电压,并具有9.5k的并联阻抗,非常接近10k。反馈电阻R3也为10k。因此,我认为该电路将求和并反转R2R和偏置电压。 当我在R2ROUT点检查R2R网络的输出时,看不到峰值。 当我在VOUT处检查运算放大器的输出时,我看到了尖峰。 我尝试了其他一些东西。我试图用2.2k电阻代替10k反馈电阻,只是因为它在附近,而且我还记得Dave在EEVBlog视频中提到了有关10k电阻的内容。这使峰值变得更糟。 然后,我尝试用LM6144运算放大器替换TL074运算放大器。我一直在使用该电路尝试各种运算放大器,并试图了解使它们与众不同的原因,因此我知道该电路适用于所有这些放大器。这次我在每个过渡上都遇到了麻烦。 最终,我尝试了一个TLV2374,这很棒,但是我仍然看到峰值。它较小,但仍然存在。 仍在尝试找出这一点。到目前为止,感谢大家的帮助! 3月13日更新 尝试按照以下@WhatRoughBeast注释在R / 10(1k)负载下测量R2R输出。现在我看到了峰值!似乎也很嘈杂...这是我之前注意到的,并尝试使用10uF电容器固定在电源轨和虚拟地上。它在降低噪声的意义上“起作用”,但是它也引入了我在尝试安装小电容帽以平滑DAC输出时提到的振荡/振铃。所有这些事情显然都是相关的,只是不确定如何。 顺便说一句,我确实尝试了@Brian Drummond建议的100欧姆电阻器,但是结果信号被拖尾了,而且很吵,以至于我不知道发生了什么。 那么,这里的要点是什么?问题显然是@WhatRoughBeast确定的MSB行为。随着R2R网络中电流的增加,噪声和噪声似乎会越来越严重。我以为可以在进行其他任何操作之前先通过同相运算放大器缓冲R2R信号,但是当我这样做时,我也会看到峰值。是唯一将其过滤掉而不必担心的解决方案吗?

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为什么笔记本电脑需要比手机更大的变压器?
我想知道为什么笔记本电脑电源适配器这么大。我见过的大多数笔记本电脑都使用〜19V电源。使用变压器方程式,并考虑初级绕组100匝(假设)和220V电源,我计算出次级绕组应约8匝。对于手机充电器(5V),使用相同的方程式,并考虑初级绕组100匝,则次级绕组应大约3匝。因此,手机充电器和笔记本电脑充电器中使用的变压器之间不应有太大的尺寸差异。那么为什么笔记本电脑充电器适配器这么大而手机充电器适配器却小呢?

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为什么电荷泵仅用于低电流应用?
通常,SMPS中最昂贵(且难于获得)的元件是电感器。因此,我想知道是否可以在通用用例中使用无电感器的开关模式电源(即电荷泵),例如台式电源,固定的大功率DC-DC转换器(几安培和几百瓦的功率) )等 我可以找到的所有电荷泵设计都是针对低功率应用的。是什么阻碍了人们设计大功率无电感器电源?是否存在一些固有的物理限制?

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“优惠券”标签在PCB上指的是什么组件?
我最近在看一个主板,发现了几个有趣的贴标签组件。它们是紧挨CPU的两个通孔安装组件,它们似乎叫做COUPON1和COUPON2。问题是,这两个组件从来没有放入板上,所以我无法知道这些孔的真正用途。我做了一些Google搜索,但是我所能找到的只是廉价主板和PCB的链接。

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设计使用寿命更长的电路
我已经学习了一段时间的图片微控制器,并且对处理数字电子学有相当多的了解。我从事过基本的电子项目,现在需要从事一些商业应用。 我的问题是关于如何设计和构建可靠而持久的电路。我建立了一个自动光控制器电路,该电路从LDR接收输入,并在七段式面板上显示模拟读数的值。然后,它进行一些计算并通过继电器控制光。该电路需要永久性接通(每天24小时)。最初几个月,电路工作正常,但是大约六个月后,它开始出现故障。它在7段显示器上显示了毫无意义的东西(它只显示了数字的一部分),然后点亮了指示灯LED上的灯泡,但没有接通继电器,这不是预期的行为。问题是它不会总是那样工作。有时它完美地工作。然后它再次开始出现故障。没有确切的工作顺序。 现在我的问题是为什么这些电路会以这种方式工作。我认为这可能是因为它无间断地全天候工作。这种应用程序需要全天候工作。我使用PIC是因为我只了解pic。atmal比pic更可靠吗?(我问,因为atmal在大多数自动化应用中使用的频率比图片使用的频率更高)我需要数字电子专家的一些建议。这种工业应用如何构建?有什么特别的规则要遵循吗?如何设计更可靠的电路?专家的任何建议或指导将不胜感激。谢谢... 编辑 正如答案中所建议的那样,我将通过提供其他资源来帮助找出设计中的错误来编辑答案。 下图描述了构建电路后的外观。这是一个12V中心抽头变压器,可为电路供电,使用半波整流器进行整流,然后使用7805 IC进行调节。 下面是原理图设计。 如果需要任何其他信息,我将提供所需的一切。如果需要该程序,我将其添加。该程序有点长,它使用中断。

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微控制器PCB布局的详细信息
更新:后续问题显示了我对最终PCB布局的看法。 我正在用uC布置我的第一块电路板(我在使用和编程嵌入式系统方面有相当丰富的经验,但这是我第一次进行PCB布局),这是STM32F103,这将是混合信号板同时使用STM的内部DAC和一些通过SPI的外部DAC,我对接地有些困惑。 这些问题的答案: 去耦帽,PCB布局 竞争PCB晶体布局建议 PSoC的混合信号PCB布局 明确指出,我应该有一个用于uC的局部接地平面,该接地平面恰好在一个点处连接到全局接地,并且在该点附近具有一个局部电源网,该局部电源网连接到全局电源。这就是我正在做的。然后,我的4层堆栈是: 本地GND平面+信号,uC,它是100nF的去耦电容和晶体 全局GND,通孔除外。根据亨利·奥特(Henry Ott)这样的消息来源,地平面是未分割的,数字部分和模拟部分实际上是分开的。 电源,IC下的3.3V平面,用于3.3V外部DAC的粗线,用于在模拟部分分配伏的。± 15±15\pm15 信号+ 1uF去耦电容 在板上更远处,模拟组件和信号位于顶层和底层。 所以问题: 我应该在uC之下突破全球范围,还是将完整的地面平面置于本地之下? 电源平面:我打算仅在uC下使用电源平面,并使用过孔将电源带到去耦电容,并因此将uC带到顶层,因为在其他地方我不能真正使用太多电源。外部DAC应该是星形分布的,因此我为它们设置了单独的走线,电路板上的其余部分为伏。听起来还好吗?± 15±15\pm15 我同时使用uC的ADC和DAC,并在电路板的模拟部分中生成参考电压,然后将其带到uC的Vref +引脚上,并在电源板上进行跟踪。我应该在哪里连接Vref-引脚:局部接地,全局接地,或在电源平面上建立一条单独的走线,以将其连接至模拟部分中的全局接地,接地应保持安静?也许靠近参考电压产生的地方?请注意,在STM32上,Vref-与模拟接地VSSA引脚不同(我认为它会到达本地GND平面?)。 当然,这里对设计的任何其他评论也欢迎!


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锂离子电池会随着时间的流逝而失去容量,还是会变得更加浪费?
我的问题是锂离子电池会随着时间的流逝而失去容量还是会变得更加浪费。从实践的角度来看,您是否可以仅通过携带电源组来轻松解决旧电池/设备的容量损失,或者旧电池还会在一定时间内用完更多电量,从而更快地消耗电源吗? 这是从消费者的角度出发的,但我希望它仍然足够有趣,可以在这里回答。
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