电路研究的手段

描述

什么是电路?

电路是为了完成某种预期目的而设计的一种功能模块,它是由电路部件或电路元器件相互连接而成的电流通路装置,常见的电路元器件有电阻、电容、电感、晶体管以及集成电路等。

什么是电源和负载?

电源是提供能量的一种装置,通常电能或电信号的发生器称为电源,电源也通常称为激励源或激励,是一种主动装置,能量;如下是一种开环式DC/DC电源和负载。

元器件

电源和负载

其中耗电装置或用电设备称为负载,常见的负载是像电阻这类纯耗电装置,但负载不限于此,还有像能量桥接设备,如电池充放电老化设备,它们本身是能量转换的双向设备,在接电网的条件下可以互为负载,最终将能量转换回收。

电路研究的主要问题是什么?

电路理论研究电路中发生的电磁现象,主要通过电流(i)、电压(u)、电荷(q)、磁通(Φ)等物理量来表述其中的过程。

电路研究的手段

建立电路或器件模型,实际电路都可以抽象为具体的电路模型来研究,这些模型都是由电路原理符号组成的,针对不同的工作条件,器件模型是不同的,建立模型一定要考虑工作条件才有意义。

如下是实际电容的模型,除了理想的电容C,还有寄生等效串联电阻ESR、寄生等效串联电感ESL,以及并联泄漏电阻或绝缘电阻Rp,理想情况下Rp是无穷大。在低频条件下,ESL这个等效电感,它也是频率相关器件,可以忽略,但是在高频条件下,却不能随便忽略,特就是单从阻抗考虑也不能忽略。

元器件

电容的等效模型

在一些仿真软件中,仿真结果的准确性十分依赖其提供的器件模型,如下是SIMPLIS的电容模型选择,可以看出Level越高,模型越复杂,分析也更加复杂,但是仿真的结果越准确。

元器件

SIMPLIS电容模型选择

在电路中还有一个与电容对应的器件,那就是电感,在低频或直流条件下,它是一个电阻,是能量消耗器件,我们将模型可以简化为一个电阻(ESR);在高频或者交流条件下,线圈电流产生的磁场会引起感应电压,则模型中还要包含这个电感L;当然在高频或超高频条件下,电感还应包含线圈之间的电容效应。

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