场景:有一区域需要保持一定的空气湿度。
有湿度计,LOGO!模拟量输入100就是10%;1000就是湿度。
输出控制阀来日落后喷雾,增加空气湿度。
原设计是 只要湿度低于40%就每30分钟喷一次(5秒),直到湿度达到60%停止。
当冬季空气很干燥期间(低于20%),很明显,这个间隔时间达不到要求(提升不了多少湿度)。
这时,就想到了使用可变参数方法。
首先想到用线性方法。
空气干燥时(10%),间隔短10分钟一次,30%时,30分钟一次。
实际使用中,当湿度已经很高时(下雨雪)它还会100分钟一次的喷。明显不好。
我想到是不是可用非线性的可变参数?
改成这样:
§10.1 支流稳压电源的组成
一 为什么需要直流稳压电源
由于交流电的获得相比从电池,蓄电池化学电源得到要廉价且方便。将电网交流电源经变换,整流,滤波,稳压后组成的直流稳压电源,因其经济容量范围大,性能优良等优点,已成为大多数电子电路的工作电源。本教授只讨论单相小功率直流电源。
二 直流稳压电源的组成框图 见图10.1
1. 电源变压器
将220V,50HZ的交流电压变换成与输出直流电压大致相当的低压交流电压
2. 整流电路
利用二极管的单向导电性将低压交流电变换成单向脉动电压,可由半波,全波整流之分。
3. 滤波电路
利用电感和电容的阻抗特性,将整流后的单向脉动电流中的交流分量滤去,是单向脉动电流变换成平滑的直流电。
4. 稳压电路
当电网电压波动或负载的变动会导致负载上得到的直流电不稳定,影响电子设备的性能,用稳压管,即采用一些负反馈方式的稳压电路,使之自动调节不稳定因素,从而得到稳定电压。
§10.2 整流与滤波
一 整流(单向整流)
1. 工作原理
利用整流二极管的单向导电性及一定的电路连接(半波或全波整流),将极性和瞬间值均作周期性变化的交流电,变换成瞬间值,虽随时间而变化,但极性不变的单向脉动电,两者根本的区别在于交流电在一个周期中的平均值为零,即不含直流分量,而单向脉动电在一个周期中的平均值即直流分量 。
2. 几种基本单向整流电路的比较,见表10.1
若以上面基本电路中每个二极管均换向,则上面波形中脉动电均为负向,其直流分量( )均为负值。
二 滤波电路
利用电抗元件L,C的贮能作用,当整流后的单向脉动电流电压,电流增大时,将部分能量贮存,反之则放出能量,达到输出电流,电压平滑的目的。
1. 两种基本滤波电路:并联电容和串联电压滤波,见图10.2.1
① 并联电容滤波:
(i) >0时,经过2个整流二极管对C充电(假设)电容上电压为零,此时会有一个浪涌充电电流对整流二极管充击较大。选整流二极管时要考虑增大电流容量。 ,很快充到 ,此时 会使整流管反偏截止。而 通过 放电, ,可见 即 随负载电流增大(即 减少)而很快下降( 放电加快了),所以纹波系数(或脉动系数)变大,即外特性较差。见图10.2(b)。显而易见,电容滤波通常适合于负载电流变化不大,即
(ii)电容滤波输出电压的计算
当满足 时(半波整流电容滤波) =
当满足 时(全波整流电容滤波)
当 时, (只充电,不放电),S=0
② 串联电感滤波:适宜于大电流输出(或 较小)的场合
(i)由于电感的贮能特性,当 时,L中产生反电势( ),阻止电流增大,将一部分能量贮存在电感中,而当 ¯ 时,电感放出能量,阻止电流减少,输出电流即 平滑了。
(ii)输出电压及纹波系数S
输出直流分量,即 ( 为L的直流电阻,通常 ) =0.9
经稳态分析,可得 ,可见L , ¯ (负载电流大)S¯ ,而 下降不多,仅损失L直流电阻 的压降。
2. 复式滤波器 见图10.2.2
动画演示
① T型采用了串联电感与并联电容两种基本滤波的级联,它具有串联电感滤波的 较稳定的特点, 与 无关。其 =0.9 。
② LC 型,采用了一级并联电容与一级T型级联;兼有二者的特点,输出电压较T型高,但随负载而变动。其 =1.2 (估计值),适合于小电流工作。
③ RC 型,用R代替L,降低成本与体积,但R上损失电流压降,尤其当输出电流较大时( 较小时),适合于小电流的场合。此时 =1.2 (估算)