第一篇：防浪涌電路總結

防浪涌電路調研總結

常用的防浪涌電路有三種方案：

一、利用傳統(tǒng)的防雷元器件組合成防浪涌電路，例如TVS管（瞬態(tài)抑制二極管），氣體放電管，PTC（熱敏電阻）等。這些防雷元器件的價格都很低。

二、光耦合電路。(光隔離器件，價格較低，TPL521-4價格為2元左右。)

三、磁耦合電路。磁隔離是ADI公司iCoupler專利技術，是基于芯片級變壓器的隔離技術。利用該公司生產(chǎn)的相關芯片可以大大簡化電路，減少PCB的面積。(adm2483的價格在10元左右，adm3251e的價格在10元~20元之間。)浪涌的來源：浪涌通常由自然界的雷電、電源系統(tǒng)（特別是帶很重的感性負載）開關切換時引起的，浪涌的產(chǎn)生將帶來能量巨大的瞬變過壓或過流，例如感應雷在RS-485傳輸線上引起的瞬變干擾，其能量可在瞬間燒毀連結傳輸線上的全部器件。

通常所說的防浪涌，有兩個耐壓指標，一個是共模，一個是差模。自然界雷電或大電流切換時產(chǎn)生的浪涌一般認為是共模的，而差模形式的浪涌往往是由于數(shù)據(jù)電纜附近有高壓線經(jīng)過，數(shù)據(jù)電纜與高壓線之間因絕緣不良而產(chǎn)生的，雖然后者比前者產(chǎn)生的電壓和電流要小得多，但它不像前者那樣只維持很短的幾毫秒，而會在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡中較長時間內穩(wěn)定地存在。光耦或磁耦器件標稱的耐壓是共模，也就是前端到后端之間的耐壓。如果超過這個耐壓，前端后端都一起燒壞；器件不會標稱差模的耐壓，這個由電路的設計來決定，如果超過這個耐壓，前端燒壞，后端不會燒壞。

防浪涌電路通常分為隔離法和規(guī)避法：

一、隔離法

光耦合（需要隔離電源）

光耦合器（optical coupler，OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進一步放大后輸出。

只要浪涌產(chǎn)生的電壓幅值不超過光耦器件標稱的值（通常為2500V），光耦就不會損壞，即使浪涌電壓長時間地存在也不會對被隔離的設備產(chǎn)生損害。值得注意的是，光耦一般只能抑制共模形式的浪涌，不能抑制差模形式的浪涌。光耦

隔離在RS485或RS232通信中應用很廣泛。使用光電隔離的優(yōu)勢是可以避免電氣或磁場的噪聲，而缺點是傳輸速度受限于LED的轉換速度、高功率散射以及磨損，而且還需要一個隔離型DC-DC電源。

圖1 光電隔離保護電路

二、磁耦合

磁耦基于ADI公司iCoupler磁隔離專利技術的隔離器件，也稱為次隔離器。由于磁耦的目的是將輸入和輸出信號隔離開來，所以變壓器初級端電路與變壓器次級端電路必須在隔離的芯片上。變壓器本身可以放置在任意芯片上。

以ADI公司的ADM2682E（適用于RS485）為例子來說明磁耦合在防浪涌中的作用。

圖2 磁耦合芯片ADM2682e內部結構

ADM268E2是具備±15kV ESD保護功能的完全集成式5kV rm信號和電源隔離數(shù)據(jù)收發(fā)器，適合多點傳輸線路上的高速通信應用。ADM2682E集成了一個5kV rms隔離DC/DC電源，省去了外部DC/DC隔離模塊。

圖3 磁耦保護電路

與光耦相比，磁耦不僅僅少了一個隔離型DC-CD電源，還少了一個電平轉換芯片，可大大減少PCB的面積。

二、規(guī)避法

主設備的地連在一起形成單點接地，一旦有浪涌出現(xiàn)就可以安全轉移浪涌能量，此外有必要增加一些抑制浪涌的器件。能將浪涌所產(chǎn)生的額有害電流在到達數(shù)據(jù)端口前泄放到地回路中去的器件，主要有TVS管、壓敏電阻、氣體放電管，它們都有一個鉗位電壓，一旦超過該鉗位電壓，器件就會在連接點之間產(chǎn)生一個低阻抗，從而轉移有害的電流，具體電路如下：

圖4 防雷器件TVS保護電路

但這些器件由于轉移的能量很大而不能長時間維持。一般這些器件安裝在數(shù)據(jù)線與地之間，對于RS485或RS422系統(tǒng)來說，應該選擇額定電壓為6~8V的器件，同時，它們通常會給數(shù)據(jù)線帶來一些容性負載，因此在設計系統(tǒng)時有必要考慮減少整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)線的長度。安裝器件時應盡可能地靠近被保護的設備，另外，用戶必須保證被保護設備的接地點與地之間的阻抗非常小，而且接地點與地連接用的線最好又粗又短，若超出1m，應使用銅帶線或編制電纜。（1）單級防護

數(shù)據(jù)線只需接一個TVS。（2）三級防護

第一級是氣體放電管，可泄放大電流，由于浪涌同時產(chǎn)生非常高的尖峰電壓，氣體放電管太慢不能保護后面的固態(tài)電路；第二級是小電阻，一方面可限流，另一方面在第一級與第三級產(chǎn)生一個壓降；第三級是TVS管，可足夠快地保護后面的固態(tài)電路，將電壓鉗位在一個安全的水平，從而保護數(shù)據(jù)線。

圖5 TVS管、氣體放電管及PTC組成的保護電路（RS485）

圖6 TVS管、氣體放電管及PTC組成的保護電路（RS232）

三、隔離法與規(guī)避法的結合

圖7 隔離器件與TVS管的結合（信號地與大地連接）

若將隔離法與規(guī)避法相結合，則可更好地保護系統(tǒng)，具體電路如上圖。圖中，信號地與大地是連接的，有了隔離器件就可使主設備不受接地點上可能產(chǎn)生的電壓降的影響。另外，規(guī)避器件一方面可抑制浪涌保護隔離器件，另一方面也可抑制數(shù)據(jù)線上產(chǎn)生的差模形式的浪涌。圖8中，信號地未與大地連接，規(guī)避器件可抑制數(shù)據(jù)線上產(chǎn)生的差模形式的浪涌，同時差模形式的浪涌被平衡轉化成共模形式的浪涌，隔離器件正好可抑制它，從而保護主設備。

圖8 隔離器件與TVS管的結合（信號地與大地不連接）

第二篇：snubber電路總結

電阻的用法

一、RC-SNUBBER電路

Snubber電路中文為吸收電路。公司的板子上，其最常應用場合如下圖所示。

VCC5R3918.2K 1%1000PF 50V+CE33220uF 10V+CE34220uF 10VC3522uF 25V1C3622uF 25V1C370.1uF 16V1C404DQ14FDD88801GR440Ω 5%UGATE_UES43L411.7uH,13A,DCR6.36mΩ2MAX:11AOCP:13A+CE35470uF 4V+CE36470uF 4VC45C461VCC1_8DDRDLGATE_UEQ15FDD88961R462.2Ω 5%R48C481000PF 50VR492.21K 1%11GSC4710uF 16V22uF 25V110.1uF 16VX_10K 1%C49X_0.01uF 25VC52UD_COMPR50112PF 50V133K 5%C540.01uF 50V3R511.78K 1%

為了便于說明問題，將上圖簡化。

實際的沒有snubber的電路中各點的波形如下圖所示。

從上圖的波形即客觀現(xiàn)象表明在PHASE點會出現(xiàn)電壓尖峰。這種尖峰會對L-MOS造成威脅，根據(jù)電源組同事的觀察，有些板子的L-MOS經(jīng)常燒壞或壽命大幅縮短，就是PHASE點電壓尖峰造成的。實際測量沒有SNUBBER的PHASE點波形如圖所示（上圖紅圈內的波形放大）。

造成電壓尖峰及其危害的原因是什么呢？為了更嚴謹更準確說明電路的工作情況設想模型如下。

上圖分別是電路中寄生電感和MOS管極間等效電容的示意圖。簡化之后如下圖。

+vI寄生電感儲能大電感PHASEMOS管的等效電容濾波電容負載-線路上的等效電阻

上圖虛線框內的是PHASE后的線路，由于有儲能大電感的存在，瞬時變化的電流I不能通過進入虛線框內。所以對瞬時（高頻）電壓電流而言，其路徑只能是通過L-MOS。為了驗證這種設想的真實性，本文建立仿真模型進行驗證。

2VL12n1V1 = 0V2 = 5TD = 30nsTR =TF =PW =PER =V1VI500p0R10.10V0

電壓源是一個上升沿模仿H-MOS導通的動作。電容模仿L-MOS的等效電容大概有500pF。

0V電感模仿電路上的寄生電感。電阻模仿線路上的等效電阻。仿真波形如下。紅色為PHASE點電壓，黃色為PHASE點電流，綠色為輸入電壓。

和實際沒有snubber電路的PHASE點波形比較?？梢园l(fā)現(xiàn)兩者在波形特征是很相似的。所以可以基本認為，設想的模型是能說明問題的。

分析產(chǎn)生電壓尖峰的原因。將上圖放大。得下圖。紅色為PHASE點電壓，黃色為PHASE點電流，綠色為輸入電壓。

時間段1（30ns~A）：H-MOS管導通，5V電壓輸入。寄生電感中的電流以正弦波的形式增大。同時這個增大的電流給L-MOS的等效電容充電，使得PHASE點的電壓上升。

時間段2（A~B）：當PHASE點電壓達到5V時，則寄生電感兩端的電壓開始反向。但寄生電感中的電流不能瞬變，而是以正弦波的形式減小。這時這個減小的電流也在給L-MOS的等效電容充電，使得PHASE點的電壓繼續(xù)上升。

時間段3（B~C）：當寄生電感中的電流減小到0時，L-MOS的等效電容剛好充電到最多的電荷形成PHASE點的電壓極大值。此時PHASE點的電壓大于輸入電壓，則電容開始放電PHASE點電壓開始減小，電感的電流反向開始增大。

時間段4（C~D）：當PHASE點電壓減小到5V時，電感兩端的電壓有反向了，電流（標量）開始減小，電容中的點放完，但由于電感中的電流還存在，電容被反向充電。PHASE點電壓繼續(xù)下降。

綜上所述，電壓尖峰是由于寄生電感不能瞬變的電流給L-MOS等效電容充電造成的。而振蕩是由于電感和電容的諧振造成的。實際電路中多余的能量大部分是由L-MOS的內阻消耗的。這部分多余的能量等于PHASE點電壓為5V時，電流在電感中對應的電磁能。由于等效電容很小，所以多余能量（電荷）能夠在電容兩端造成較大的電壓。所以減小電壓尖峰的方法是減小流入等效電容的電荷數(shù)量。對于振蕩則可以選擇阻尼電阻一方面減少振蕩次數(shù)，一方面減小L-MOS的消耗能量。

因此設計出了snubber電路。如圖所示。+v寄生電感PHASEIMOS管的等效電容Snubber電阻線路上的等效電阻-Snubber電容

RC-snubber電路從兩個方面去解決電壓尖峰的問題。

1、對PHASE點電壓等于輸入電壓時的電感電流分流，這樣使得流入L-MOS等效電容的電流大大減小。而snubber電容的容值選取較大，吸收了多余的能量后產(chǎn)生的電壓不會太大。這樣使得PHASE點的電壓尖峰減小。

2、RC中的電阻起到阻尼作用，將諧振能量以熱能消耗掉。仿真結果如下

2VL12n1R2I2.2V1 = 0V2 = 5TD = 30nsTR =TF =PW =PER =V1VI3000p500p0R10.10V0

紅色為PHASE點電壓，黃色為PHASE點電流，綠色為輸入電壓。天藍色為snubber分流的電流。

0V0V0V

所以RC-snubber電路的好處有：

1、增強phase點的信號完整性。

2、保護L-MOS提高系統(tǒng)可靠性。

3、改善EMI。壞處：

1、PHASE點電壓等于輸入電壓時需要更多的能量，所以在每次開關時都要消耗更多的能量，降低了電源轉換效率。

2、RC選取不好就會起反作用。

Snubber電路的位置選擇。大家都知道snubber電路的擺放應該靠近PHASE點。但是有一個細節(jié)很有意思。看下圖。

圖中的寄生電感共4個，給L-MOS造成影響的是上面3個，snubber電路接在PHASE點上。現(xiàn)在有兩個問題

1、H-MOS管的等效電容也應該有相似的電壓尖峰效應怎么辦？

2、snubber電路無法保護第三個寄生電感的造成的過壓，可是為什么實際上的吸收效果卻很好？

解釋上面的問題，可以看一下這里用的MOS管封裝便可知道。

在電容總結里講過，寄生電感主要分布在引腳和走線上。在電源線路的PCB走線是又寬又短的，所以這里的寄生電感主要來源于引腳封裝。MOS管的漏極寬大的設計就是為了能夠減小寄生電感（當然也可以利于散熱），而源極寄生電感在正向導通時不會對MOS管的等效電容造成威脅。

Snubber器件的選取。

首先是電容，snubber電容的作用是為L-MOS等效電容分流而不產(chǎn)生大的過壓，所以選取的容值要大于等效電容。但是它使得PHASE點電壓等于輸入電壓時需要更多的能量，所以太大會降低電源的轉換效率。這里需要折中考慮。

下面是EC4-1811上1.8V的BUCK電路snubber電路的實驗。如圖所示。

上圖的snubber電路PHASE點波形（黃色）容值1000pF，電阻2.2歐姆。和沒有snubber電路的PHASE點波形（白色）的比較。顯然振蕩減小了，可是電壓尖峰去除的效果不好。所以我們將電容增大。

上圖PHASE點波形（黃色）容值2000pF，電阻2.2歐姆。和沒有snubber電路的PHASE點波形（白色）的比較。和上圖比較電壓尖峰去除的效果好了一些。再增大電容。

上圖PHASE點波形（黃色）容值3000pF，電阻2.2歐姆。和沒有snubber電路的PHASE點波形（白色）的比較。和上圖比較電壓尖峰去除的效果又好了一些。再增大電容。

上圖PHASE點波形（黃色）容值4000pF，電阻2.2歐姆。和沒有snubber電路的PHASE點波形（白色）的比較。和所以上圖比較電壓尖峰去除的效果最好。波形較理想。

電阻的選取。Snubber電阻的作用是阻尼作用。選小了，則PHASE點振蕩會不容易消除。選大了，則會阻礙snubber電路吸收電流的能力，使得等效電容承受的電流增加，增大PHASE點的電壓尖峰。下面是具體實驗。電容都是4000pF，電阻分別是0；2.2；5；10。

上圖是2.2歐姆的PHASE點波形。

上圖是5歐姆的PHASE點波形。

上圖是10歐姆的PHASE點波形。

從實驗可以很清楚的看出snubber電阻取得大了會使snubber電路的功能喪失。其次，關于L-MOS內肖特基二極管的問題。如下圖。

PHASE肖特基二極管body二極管0.7V管壓降0.3V管壓降

在H-MOS關斷到L-MOS打開的死區(qū)內。續(xù)流是通過L-MOS旁并聯(lián)的肖特基二極管實現(xiàn)的。負壓尖峰是由于瞬時電流對L-MOS反向充電造成的。大概持續(xù)了25ns的-0.7V是因為肖特基二極管沒有導通，電流從L-MOS的體內二極管通過的管壓降。之后的-0.3V左右的負壓是因為肖特基二極管導通的管壓降造成的。之后L-MOS導通，管壓降幾乎為0。

回顧之前的MOS總結，L-MOS往往兩個并聯(lián)的目的除了減小導通電阻外，還有減小電壓尖峰（正；負）對L-MOS管的損傷，同時還起到備用的作用。

第三篇：電路課程總結

“電路分析基礎”是高等學校電子與電氣信息類專業(yè)重要的基礎課程。該課程理論嚴密、邏輯性強，具有廣闊的工程背景。通過本課程的學習，對樹立學生嚴肅認真的科學作風和理論聯(lián)系實際的工程觀點，培養(yǎng)學生的科學思維能力、分析計算能力、實驗研究能力和科學歸納能力都有重要的作用。同時使學生掌握電路的基本理論知識、電路的基本分析方法和初步的實驗技能，為進一步學習電路理論打下基礎，為學習后續(xù)課程準備必要的電路知識。

《電路分析基礎》主要內容包括電路的基本概念和定律、直流電路的分析、正弦交流電路的基本概念、正弦交流電路的分析、互感電路、三相電路、非正弦周期電路、動態(tài)電路以及電路實驗指導。在該課程的講授中，力求做到以應用為目的，以夠用為度，講清概念，結合實際舉例、課后習題強化訓練，突出適應性、實用性和針對性；在例題和習題的選擇方面，適當?shù)止び嬎愕募记?，并根?jù)該課程內容選擇具有較強的實踐性特點的習題，在計算量較大章節(jié)，引導學生引入了計算機輔助分析，以達到理論與實踐的結合和“講、學、做”的統(tǒng)一。

作為一名教齡不長的老師，我在全書在內容敘述上，力爭做到深入淺出、通俗易懂、概念清楚、重點突出。此外，結合教學環(huán)境與課堂氣氛，引入相關比喻、聯(lián)想，促進學生對概念的理解與加深，對個別章節(jié)，合理調節(jié)教學計劃，促進學習效果。采取理論結合實際的分析，提高學生對電路課程的學習興趣，從而達到提高學生自我建設與自我培養(yǎng)的主動性，提高其實踐能力和自學能力，以使學生學以致用、解決實際工作中所遇到的問題。

第四篇：電路知識點總結

電路知識點總結

電路]物體帶電的標志：能夠吸引輕小物體。(帶電體的性質)摩擦起電：用摩擦的方法使物體帶電，叫摩擦起電。摩擦起電的原因：不同物質的原子核束縛電子的能力不同，在摩擦時，束縛電子能力強的物質就得到電子帶負電，束縛電子能力差的物質就失去電子帶正電。正電荷：綢子摩擦過的玻璃棒上帶的電荷叫做正電荷。

負電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒上帶的電荷叫做負電荷。電荷的相互作用規(guī)律：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。驗電器的作用：用來檢驗物體是否帶電。

驗電器的工作原理：利用同種電荷相互排斥的原理工作的。電量：電荷的多少叫做電量。電量的單位是庫侖，簡稱庫。電子電量：一個電子所帶的電量叫電子電量。它是1.6*10^-19庫。中和：放在一起的等量異種電荷完全抵消的現(xiàn)象，叫做中和。1897年英國科學家湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子。電流方向：把正電荷移動的方向規(guī)定為電流的方向。電子移動方向與它正好相反。12 導體：容易導電的物體叫導體。如金屬、石墨、人體、大地及酸堿鹽水液。絕緣體：不容易導電的物體叫絕緣體。如橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、油等。13 電源:能夠提供持續(xù)電流的裝置。在干電池中電能是以化學能的形式存在。14 自由電子:在金屬導體中能脫離原子核束縛而在金屬內部自由移動的電子。15 電路：把用電器、電源、開關用導線連接起來的電流路徑。

電路圖：用符號表示電路連接情況的圖。通路：處處接通的電路。開路：某處斷開的電路。

短路：不經(jīng)過用電器直接把導線接在電源兩端的電路。串聯(lián)電路：把電路元件逐個順次連接起來的電路。特點：電流依次通過每個用電器。并聯(lián)電路：把電路元件并列連接起來的電路。特點電流在某處分支，再在某處會合。

第五篇：電路計算題總結

2.圖示電路中，已知：US1=100V，US2=80V，R2=2?，I=4A，I2=2A，試用基爾霍夫定律求電阻R1和供給負載N的功率。

I1R1+U－S 19.某感性電路施加一正弦交流電壓u?2202sin314tV，.RI2+I有功功率P＝7.5kW，無功功率Q=5.5kvar。求：(1)電路的功率

因數(shù)?;(2)若電路為R，L并聯(lián)，R，L值為多少? N2(1)tan??QP?0.73PSo ??36.25

US 2.－ I1=2A

??cos??(2)R??0.81

22023

由KCL定律I1?I2－I=0

U2由KVL定律R1I1－R2I2?US2－US1=0 R1=12?

P?7.5?10?6.45?

供給負載N的功率P＝I(US2－R2I2)=304W

3.圖示電路中，已知：US1=15V，US2=30V，R1=0.5?，R2=0.2?，R3=2?，R4=3?，R5=4?。用電源等效變換法求電流I。

XL?U2Q?220235.5?10?8.8?

IR5.R3.R4..IIS 1RS 1.R1R2.R5++IS 2RS 2U－.S 1U－S 2.原圖

圖中：IS1?US1R?30A RS1?R1//R3?0.4?

1IS2S2?UR?150A RS2?R2//R4?0.19?

2－+－+US 3US 4R6R5I 圖中：US3=RS1IS1=12V US4=RS2IS2=28.5V R6=RS1+RS2=0.59? 8 I?US3?US4R?8.82A

6?R57.圖示電路中，已知:US=15V，IS1=3A，IS2=2A，R1=3?，R2=8?，R3=4?，R4=12?，R5=2?。用戴維寧定理求電流I。

.A.IR5A+II..S 1S 2US...+－IS 1USR3R5－RR4R21R1.....BBA+.I+UAB0US－－R0R1.B

將US支路移開： UAB0=R5IS1=6V R0=R5=2? 化為如下電路：I=UAB0?USR?1.8A

0?R=1L?XL??8.8314?28mH

11.在R，L，C串聯(lián)電路中，L=0.5H，若施加

u?70.7sin(100t?30o)V的電源電壓，電路中電流為i?1.5sin100tA。試求電路參數(shù)R和C。

Z?70.71.5?47.13?

R?Zcos30o?47.13?32?40.82?

X?Zsin30o?47.13?12?23.57?

XL??L?100?0.5?50?

X?XL?XC XC?XL?X=26.43?

C?13.78?102?X?1?F

C100?26.43?22.圖示電路中，已知：R1=R2=3?，R3=R4=6?，US=27V，IS=3A。用疊加原理求各未知支路電流。

.I2R2.R2I'2I1I..3II'I4I'I3I'I4R31ISR1+R4ISR1RU3R4S..－..解：IS單獨作用時

IR2?R3//R41??R1?R2?R3//R?IS?2A

4I2??IS?I1??1A I3??I4??0.5A

US單獨作用時

R2I“???I2.I”III“13I”I4RR31R4+US.－ I3???USR3?(R1?R2)//R4?3A

I1???I2???I4???1.5A

疊加得：I1=I1'+I1“=3.5A I2=I2'－I2”=－0.5A

I3=－I3'+I3“=2.5A I4=I4'+I4”=2A

23.圖示電路原已穩(wěn)定，t=0時將開關S閉合。已知：US!=6V，US2=24V，R1=3?，R2=6?，C=0.5?F。求S閉合后的uC(t)。

S+RUS11+uCR2+US2－C－－ uC(0?)?uC(0?)?US1?6 VUS1R2R1?R2US2R1R1?R2?6uC(?)???12 V ?=R1R2R1?R2C?1?10 s

?t

? 6

?106uC(t)?uC(?)?uC(0?)?uC(?)e =12?6et V