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buck降压电路如何降压(理解buck降压电路的工作原理)

buck降压电路如何降压(理解buck降压电路的工作原理)1、保险管(下面的不全面,描述也比较通俗,仅供个人参考)自我总结:安规器件根据位置和场景不同,会有不同的功能应用,但是最终之所以能实现功能的本质来源于材料特性,使用不同的材料,制成不同结构,表现不同的需求,实现一定的保护机制,发生某种化学机制。接下来,我们一个个来说:

滤波电路常见的安规/保护元器件

buck降压电路如何降压(理解buck降压电路的工作原理)(1)

什么是安规?

安规——最佳的英文解释应当是ProductionCompliance。是指产品从设计到销售到终端用户,贯穿产品使用的整个寿命周期,相对于销售地的法律、法规及标准产品安全符合性。这种产品安全符合性不仅仅包含了普通意义上的产品安全,同时还包括产品的电磁兼容与辐射、节能环保、食品卫生等等方面的要求。它应当不仅仅是一种要求、一本标准、一张证书、一份测试报告所能取代或能说明的,更应该是贯穿了产品生命周期的一种产品安全责任和活动。——来自搜狗百科

这个概念的问题,大家自行深究吧!

自我总结:

安规器件根据位置和场景不同,会有不同的功能应用,但是最终之所以能实现功能的本质来源于材料特性,使用不同的材料,制成不同结构,表现不同的需求,实现一定的保护机制,发生某种化学机制。

接下来,我们一个个来说:

下面的不全面,描述也比较通俗,仅供个人参考

1、保险管

(1)作用:

当电路中的电流过大时,快速断开电路,保护后级器件。一般用于火线上。

(2)原理理解:

一般也叫熔断丝管,是用铅锡合金或铅锑合金材料制成的。是因为,这类材料具有熔点低、电阻率高、所以熔断的速度快。

电路的符号,一般是:FU

buck降压电路如何降压(理解buck降压电路的工作原理)(2)

说到这里,提一下电阻率的公式能够更好的理解:

ρ=ρ0(1 аt);

其中ρ0是0℃时的电阻率,а为材料的温度系数,不同的材料具有不同的温度系数。所以表现出来的熔点不同。

2、压敏电阻

(1)作用:

当电路中突然出现比它大的电压时,将会吸收过压,把本身两端的电压控制在一个设定的极限值,保护后级的电路。一般用在电源滤波电路的前级,靠近保险管。

电路的符号,一般是:RV

(2)原理理解:

压敏电阻经常听说是电压型器件,但是过压的能量是以放电电流的形式被吸收的。

一般采用陶制工艺制成。

但是,要真正的理解压敏电阻,需要了解内部的微观构成,能够更好的理解它的工作原理。

那是什么呢?

压敏电阻内部的微观材料是氧化锌,构成是氧化锌晶粒和晶粒间层(晶界层) 由于氧化锌晶粒电阻率很低(这个如同上面的材料温度系数一个道理),晶界层(通俗理解为晶粒和晶粒之间)的电阻率却比较高,所以两个晶粒之间可以看作一个“二极管”,也叫做:压敏电阻单元。

所以举个例子理解,假设每个单元的成承受的电压是5v,串联100个就是500v。

buck降压电路如何降压(理解buck降压电路的工作原理)(3)

3、X电容

(1)作用:

我们经常看到的是“X电容是用来消除差模干扰的”,一般看到放在电源电路位置,在火线和零线之间。

(2)原理理解:

X电容一般材料是金属化聚丙烯,也叫金属化聚丙烯薄膜电容器。结构是一层一层的,大概草图:实际肯定更加的复杂。就是因为材料的特性,不同的材质,介电常数不同,束缚电荷的能力不同,绝缘性能不同。一般,介电常数高的材料,束缚电荷的能力越强,材料绝缘的能力越好。

这里看介电常数的公式会比较好理解:

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X电容也是一种电容,容量越大,漏电流越大,只是它的材料特殊、内部结构特殊,所以能力有区别与一般的电容,适用的场景不同。

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buck降压电路如何降压(理解buck降压电路的工作原理)(6)

4、Y电容

(1)作用:

“X电容是用来消除共模干扰的”,一般看到也是放在电源电路位置,只不过是在火线或零线与地之间。

(2)原理理解:

Y电容,一般是陶瓷电容制成,就是环氧树脂封装,中间焊接,陶瓷片。和X电容一个道理,材料的特殊性,让其有承受力不同的功能的电容。

buck降压电路如何降压(理解buck降压电路的工作原理)(7)

讲到这里,我们简单讲一下,什么是共模信号和差模信号。

差模信号,简单来说就是两根信号线之间的差值;幅度相等,相位相反。

共模信号,简单来说就是两根线与地之间的干扰;幅度相等,相位相同。

5、共模电感

同理,就是来抑制共模信号的

原理理解:

结构就是2个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都一样,就是绕制的反向,当有共模信号经过时,2个线圈产生的感抗增大,从而达到抑制的目的。

buck降压电路如何降压(理解buck降压电路的工作原理)(8)

6、差模电感

同理,就是来抑制差模信号的,符号和一般的电感一样。

7、气体放电管

可以想象成两个引脚是无接触的,靠某一种气体连接,相当于绝缘;

当两端的电压很大的时候,气体被击穿,这个时候两个引脚接触,相当于短路。

优点:就是响应时间很快,可以达到纳秒级别。防雷可以。

8、热敏电阻

作用:

也叫PTC 正温度系数,就是温度突然升高,电阻会突变大,就是电流突然增大,阻值也会突然增加,从而达到限流的目的。

原理理解:

之所以有以上的功能,万变不离其宗,还是因为材料的特殊性,还是这个公式。

ρ=ρ0(1 аt);

其中ρ0是0℃时的电阻率,а为材料的温度系数,不同的材料具有不同的温度系数。

一般有陶瓷材料、高分子材料什么的,元素温度系数什么的我就不说了,我也不懂。

buck降压电路如何降压(理解buck降压电路的工作原理)(9)

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9、NTC

和PTC相反的,负温度系数,正常情况下,冷态,电阻比较大,主要用于电源刚刚启动的时候,产生比较大的充电电流,启动的时候达到抑制。

启动以后,温度升高,电阻越来越小,对电路的影响小。

10、TVS二极管

也是一种限压的保护器件,和压敏电阻差不多的功能,但是响应的速度比较快。

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