並-串聯阻抗轉換的快速實現方法簡介

2020-12-12 電子產品世界

　文章還說明作為頻率函數的這一轉換的圖示看起來很像是史密斯圓圖(Smith Chart)。在簡化變壓器等效電路或濾波器網絡到兩個端器件過程中，本文介紹的方法較為有用。圖1顯示了將並聯電路轉換為串聯電路的轉換方程式(推導過程請參見附錄1)。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/176219.htm

　　


　　圖1：這些電路為一個頻率的等效電路。

　　有趣的是，如果並聯組件之一固定而另一個從開路到短路均不同，則這些表達式在Rs/Xs串聯層中會形成一些圓。差異可以來自組件值的改變，也可以產生自隨頻率變化的組件阻抗。圖2顯示的是這些差異的舉例。X軸代表串聯電阻，而Y軸代表串聯電抗。

　　此處共有2個圓：一個代表恆定並聯電阻，另一個代表恆定電抗。恆定電阻線在X軸附近對稱。電抗在開路附近時，阻抗等於並聯電阻。由於電抗降低，曲線路徑沿圓圈至起點，其在電感分量時為正，而在電容分量時為負。由於電抗降低，曲線趨向於零。在1/2並聯電阻距離處，圓以X軸為中心，其半徑相同。

　　另外，需要注意的是，起點和圓上某點的連線的斜率便為該電路的Q。這就是說，最低Q出現時並聯電抗的值更大，而最高Q出現時並聯電抗較低。關於該圓的另一件有趣的事情是，它可以表明並聯諧振L-C-R電路的阻抗。參考恆定並聯R曲線，在低頻率下，電感阻抗較小，而您開始於起點。隨著頻率上升，阻抗在首個四分之一圓內為正，直到電容電抗等於諧振電感反應(X軸上的1)。之後，您轉入第二個四分之一圓，並繞圓繼續。

　　

　　圖2：恆定並聯電阻映射為一個圓。

　　第二條曲線表明固定電抗和並聯可變電阻的阻抗圓。它具有同恆定不變R曲線相同的形狀，但其以Y軸為中心。

　　那麼該如何使用它呢?在您需要估算電感DC電阻(DCR)和電容等效串聯電阻(ESR)對電源濾波器輸出阻抗影響程度時，其將會很有用處。圖3對此進行了說明。輸出阻抗在諧振時達到最高，因此必須首先計算出濾波器諧振頻率。下一步，對電感-DCR組合和電容-ESR組合進行串-並聯轉換。最後，簡單地組合三個已為並聯的並聯電阻。例如，如果您有了一個基本為0 Ohm ESR的47uF陶瓷電容，以及一個50 mOhm DCR的10μH輸出電感。諧振頻率為7kHz。這一頻率下，電感有0.4 Ohm的電抗，從而得到Q為8，而並聯電阻為3 Ohm。一種更快速的方法是將特性阻抗((L/C)0.5)用於諧振下的電感電抗。

　　

　　圖3：串-並聯轉換簡化了電路分析。

　　下次，我們將討論隔離電源補償的一些方法，敬請期待。

　　如欲了解本文章內容及其他電源解決方案的更多詳情，敬請訪問：www.ti.com.cn/power。

　　附錄1：並聯電路的串聯轉換。

　　在某個頻率下，圖1所示的兩個電路等效。計算並聯部分的串聯等效電路：

　　

相關焦點

  • 改進不理想的電容、電感和DC/DC阻抗測量
    大多數VNA（矢量網絡分析儀）包括從S參數反射測量（S11或S22）到阻抗的轉換，但非常簡單。以單埠為例，對於給定參考阻抗Zref（典型值50Ω）的反射，S11與器件阻抗之間的關係如表1所示。表1：單埠轉換。
  • 大神教會你阻抗匹配原理及負載阻抗匹配
    信號或廣泛電能在傳輸過程中，為實現信號的無反射傳輸或最大功率傳輸，要求電路連接實現阻抗匹配。 1 阻抗匹配的基本原理 阻抗匹配是使微波電路或是系統的反射，載行波儘量接近行波狀態的技術措施。阻抗匹配分為兩大類： （1）負載與傳輸線之間的阻抗匹配，使負載無反射。方法是接入匹配裝置使輸入阻抗和特性阻抗相等。 （2）信號源與傳輸線之間匹配，分為兩種情況：1）使信號源無反射，方法是接入信號源與傳輸線之間接人匹配裝置。
  • 談談阻抗匹配的理解
    阻抗匹配狀態，簡稱為阻抗匹配。否則，便稱為阻抗失配。有時也直接叫做匹配或失配。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/274007.htm　　阻抗匹配是指信號源或者傳輸線跟負載之間的一種合適的搭配方式。阻抗匹配分為低頻和高頻兩種情況討論。我們先從直流電壓源驅動一個負載入手。由於實際的電壓 源，總是有內阻的，我們可以把一個實際電壓源，等效成一個理想的電壓源跟一個電阻r串聯的模型。
  • RC電路簡介,RC串並聯電路的工作原理及應用
    打開APP RC電路簡介，RC串並聯電路的工作原理及應用 發表於 2017-05-02 10:35:10 　　RC電路全稱Resistance-Capacitance
  • 深入淺出理解阻抗匹配!
    輸出阻抗就是一個信號源的內阻。本來，對於一個理想的電壓源（包括電源），內阻應該為0，或理想電流源的阻抗應當為無窮大。但現實中的電壓源，則不能做到這一點。我們常用一個理想電壓源串聯一個電阻r的方式來等效一個實際的電壓源。這個跟理想電壓源串聯的電阻r，就是（信號源/放大器輸出/電源）內阻了。當這個電壓源給負載供電時，就會有電流 I 從這個負載上流過，並在這個電阻上產生 I×r 的電壓降。
  • 電化學阻抗譜建模方法及經驗介紹
    其次，EIS的實驗相對簡單，容易實現。EIS在所有經典的電化學技術中是獨一無二的，因為它測量了電流和應用電位差在頻域內的關係。具體地說，EIS技術估計了電流和電位之間的傳遞函數。二、成果簡介近日，香港科技大學Francesco Ciucci教授發表了關於電化學阻抗譜合理建模的綜述論文。作者基於等效電路模型（ECMs）（圖1）提出物理傳輸在線模型，並將其推廣到多個維度。並進一步研究了鬆弛時間分布（DRT）模型。最後，作者把EIS分析與基於頻率回歸的統計方法和模型聯繫起來。
  • 輸入阻抗和輸出阻抗介紹及測量方法
    在測定的過程中，首選的儀器是昂貴的網絡分析儀，但是在不具備網絡分析儀的情況下，可以尋求用普通的儀器（如示波器、阻抗測試儀等）進行測量。下面介紹一種用普通測量儀器測量射頻功率管在實際工作條件下的輸入輸出阻抗的方法。 　　阻抗測量的一般方法 　　阻抗測量方法主要有電橋法，諧振法和伏安法3種。
  • 變壓器的阻抗變換原理-電抗變換器的工作原理是什麼
    串聯電抗器是一種大功率電感器，目地是以便減少工作電壓，電感器歸屬於溝通交流元件，由於電感器（等同於直流電電路的電阻器）和負荷串連，能夠具有分壓電路的功效。假如你不是說反應堆，只是阻抗轉化器，那就是另一回事。阻抗轉換是輸出電路中的變壓器。
  • 音箱串聯與並聯的關係及原理
    音箱是可以串聯或者並聯的。也可以串聯後在並聯。音箱串聯與並聯是為了得到需要的的阻抗和功率輸出。先說說理論方面。 首先複習一下初中的電阻串並聯問題 串聯：R=R1+R2+………Rn。 並聯：1/R=1/R1+1/R2+……1/Rn 在音箱串聯或者並聯時，我們要求使用功率、阻抗完全一致，最好是同品牌同型號的音箱。
  • 運算放大器輸入阻抗計算方法
    打開APP 運算放大器輸入阻抗計算方法 發表於 2017-11-18 10:16:37 　　輸入阻抗（InputResistance）也被稱為差模輸入阻抗：ZID。
  • PDF如何轉換成Word?快速在手機上實現文檔轉換
    PDF如何轉換成Word？快速在手機上實現文檔轉換 2018年12月12日 15:40作者：黃頁編輯：黃頁 PDF
  • 阻抗匹配電路的作用,阻抗匹配的理想模型
    二、 阻抗匹配的理想模型 射頻工程師大都遇到過匹配阻抗的問題，通俗的講，阻抗匹配的目的是確保能實現信號或能量從「信號源」到「負載」的有效傳送，其最最理想模型當然是希望Source端的輸出阻抗為50歐姆，傳輸線的阻抗為
  • 正弦交流電阻電感串聯電路中電壓與電流的計算
    單一元件正弦交流電路 　　在交流供電系統中，各種電器設備的作用雖然各不相同，但是從分析電路中的電壓、電流和能量轉換角度來看，除發電機是電源以外，其餘設備可歸納為三類元件：電阻元件、電感元件和電容元件。
  • PCB設計中有關阻抗匹配知識簡析
    例如：差分的匹配多數採用終端的匹配；時鐘採用源段匹配； 　　1、 串聯終端匹配 　　串聯終端匹配的理論出發點是在信號源端阻抗低於傳輸線特徵阻抗的條件下，在信號的源端和傳輸線之間串接一個電阻R，使源端的輸出阻抗與傳輸線的特徵阻抗相匹配，抑制從負載端反射回來的信號發生再次反射。
  • 非常詳細的阻抗測試基礎知識
    最寬的電學測試條件範圍簡單易用低頻, f < 110MHz2.2 射頻I-V法   射頻I-V法用阻抗匹配測量電路（50歐姆）和精密同軸測試埠實現不同配置，能在較高頻率下工作。有兩种放置電壓表和電流表的方法，以分別適應低阻抗和高阻抗的測量。
  • 地線的定義、阻抗及其幹擾與抑制
    這樣對於50Hz的交流電流設備接地阻抗很小，而對於頻率較高的幹擾信號，設備接地阻抗較大，減小了地環路電流。但這樣做只能減小高頻幹擾的地環路幹擾。 另一個問題是，儘管設備浮地，但設備與地之間還是有寄生電容，這個電容在頻率較高時會提供較低的阻抗，因此並不能有效地減小高頻地環路電流。 B. 使用變壓器實現設備之間的連接 利用磁路將兩個設備連接起來，可以切斷地環路電流。
  • 阻抗板加工的阻抗控制
    在阻抗板加工處理中，如果有信號傳輸，則期望當信號從電源傳輸到接收機時，沒有任何反射，就可以傳輸到接收機而沒有任何反射，前提是能量損失小。要發生這種傳輸，電路中的阻抗必須等於發射機內部的阻抗，才能稱為「阻抗匹配」。
  • 異質集成改變精密轉換數據採集子系統方案解析
    在散熱性能和印刷電路板(PCB)密度受限的情況下，硬體設計人員需要通過尺寸不斷縮小的複雜設計提供先進的精密數據轉換性能和更高的魯棒性。通過系統級封裝(SiP)技術實現的異構集成，繼續推動電子行業朝著更高密度、更多功能、更強性能和更長的平均無故障時間的趨勢發展。本文將介紹ADI公司如何利用異質集成改變精密轉換競爭環境，並提供對應用產生重大影響的解決方案。
  • PCB疊層設計和阻抗計算的方法解析
    PCB疊層設計和阻抗計算的方法解析 佚名 發表於 2019-10-30 16:06:14 高速設計流程裡，疊層設計和阻抗計算就是萬裡長徵的第一步。
  • 電工基礎:電阻電感電容串聯交流電路(33)
    比較阻抗三角形、電壓三角形和功率三角形，可以發現，它們之間是由關聯的，即將電壓三角形的有效值同除電流有效值，就可以得到阻抗三角形;將電壓三角形的有效值同乘電流有效值，就可以得到功率三角形。在電路中，電阻、電感和電容都可以進行串並聯，而由電阻、電感和電容組成的阻抗顯然也可以進行串並聯。我們這次就先學習阻抗的串聯，下次再學習阻抗的並聯。