電路設(shè)計教學(xué)

1、電阻器在電路中的作用電阻器在電路中的作用-概述概述 電阻器在電路中用作分壓器、分流器和負(fù)載電阻; 它與電容器起可以組成濾波器及延時電路； 在電源電路或控制電路中用作取樣電阻； 在半導(dǎo)體管電路中用偏置電阻確定工作點(diǎn); 用電阻進(jìn)行電路的阻抗匹配； 用電阻進(jìn)行降壓或限流； 在電源電路中作為去耦電阻使用，等等。1、0歐姆電阻的應(yīng)用歐姆電阻的應(yīng)用1,在電路中沒有任何功能，只是在PCB上為了調(diào)試方便或兼容設(shè)計等原因。2,可以做跳線用，如果某段線路不用，直接不貼該電阻即可（不影響外觀）3,在匹配電路參數(shù)不確定的時候，以0歐姆代替，實(shí)際調(diào)試的時候，確定參數(shù)，再以具體數(shù)值的元件代替。4,想測某部分電路的耗電流的

2、時候，可以去掉0ohm電阻，接上電流表，這樣方便測耗電流。5,在布線時,如果實(shí)在布不過去了,也可以加一個0歐的電阻6,在高頻信號下，充當(dāng)電感或電容。（與外部電路特性有關(guān)）電感用，主要是解決EMC問題。如地與地，電源和IC Pin間7,單點(diǎn)接地（指保護(hù)接地、工作接地、直流接地在設(shè)備上相互分開,各自成為獨(dú)立系統(tǒng)。）8,熔絲作用。2、分壓電路、分壓電路 分壓電路實(shí)際上是電阻的串聯(lián)電路，如圖2-1所示，它有以下幾個特點(diǎn)： 通過各電阻的電流是同一電流，即各電阻中的電流相等、I = I1 = I2 = I3；總電壓等于各電阻上的電壓降之和,，即V= V1 + V2 + V3；總電阻等于各電阻之和，即RR1

3、 + R2 +R3： 在實(shí)踐中可利用電阻串聯(lián)電路來進(jìn)行分壓以改變輸出電壓，如收音機(jī)和擴(kuò)音機(jī)的音量調(diào)節(jié)電路、半導(dǎo)體管工作點(diǎn)的偏置電路及降壓電路等。3、分流、分流 當(dāng)在電路的干路上需同時接入幾個額定電流不同的用電器時，可以在額定電流較小的用電器兩端并聯(lián)接入一個電阻，這個電阻的作用是“分流”。4、限流、限流 通過用電器的電流不超過額定值或?qū)嶋H工作需要的規(guī)定值，以保證用電器的正常工作，通?？稍陔娐分写?lián)一個可變電阻。當(dāng)改變這個電阻的大小時，電流的大小也隨之改變。我們把這種可以限制電流大小的電阻叫做限流電阻。5、濾波、濾波 濾波電路作用是盡可能減小脈動的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋

4、波系數(shù)降低，波形變得比較平滑。6、降壓（電動機(jī)啟動）、降壓（電動機(jī)啟動） 利用啟動設(shè)備利用啟動設(shè)備將電壓適當(dāng)?shù)慕档蛯㈦妷哼m當(dāng)?shù)慕档秃蠹拥诫妱雍蠹拥诫妱訖C(jī)的定子繞組上機(jī)的定子繞組上進(jìn)行啟動進(jìn)行啟動，待電動機(jī)啟動運(yùn)，待電動機(jī)啟動運(yùn)轉(zhuǎn)后，再使其電壓恢復(fù)到轉(zhuǎn)后，再使其電壓恢復(fù)到額定值正常運(yùn)轉(zhuǎn)額定值正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：由于電流隨電壓的降低而減小，故由于電流隨電壓的降低而減小，故減少了啟動電流。減少了啟動電流。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：由于電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正由于電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，所以降壓啟動也將導(dǎo)致電動機(jī)的比，所以降壓啟動也將導(dǎo)致電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)啟動轉(zhuǎn)矩大為降低矩大為降低。 因此降壓啟動要在因此

5、降壓啟動要在空載空載或或輕載狀態(tài)輕載狀態(tài)下啟動下啟動。 范圍：范圍：較大容量電動機(jī)需要采用降壓啟動較大容量電動機(jī)需要采用降壓啟動 常見的降壓啟動方法常見的降壓啟動方法 (1)(1)定子繞組串接電阻降壓啟動定子繞組串接電阻降壓啟動； (2)(2)自耦變壓器降壓啟動；自耦變壓器降壓啟動； (3)Y(3)Y（星）（星）（三角）降壓啟（三角）降壓啟動；動； (4)(4)延邊降壓啟動。延邊降壓啟動。 定子繞組串電阻定子繞組串電阻降壓啟動控制線路降壓啟動控制線路: :串電阻降壓啟動形式串電阻降壓啟動形式手動控制手動控制時間繼電器自動控制時間繼電器自動控制按鈕與接觸器控制按鈕與接觸器控制手動自動混合控制手動

6、自動混合控制（1 1）、）、手動控制手動控制定子繞組定子繞組串接電阻串接電阻降壓啟動線路的原理降壓啟動線路的原理 在電動機(jī)啟動時，把電阻串接在電動機(jī)定子在電動機(jī)啟動時，把電阻串接在電動機(jī)定子繞組與電源之間，通過繞組與電源之間，通過電阻的分壓作用電阻的分壓作用來降來降低定子繞組上的啟動電壓。待電動機(jī)啟動后低定子繞組上的啟動電壓。待電動機(jī)啟動后，再將電阻短接，使電動機(jī)在額定電壓下正，再將電阻短接，使電動機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行。電動機(jī)從常運(yùn)行。電動機(jī)從降壓啟動降壓啟動到到全壓運(yùn)轉(zhuǎn)全壓運(yùn)轉(zhuǎn)是是由操作人員操作轉(zhuǎn)換開關(guān)由操作人員操作轉(zhuǎn)換開關(guān)QS2QS2來實(shí)現(xiàn)，來實(shí)現(xiàn)，工作既工作既不方便也不可靠。不方便也不

7、可靠。因此實(shí)際的控制線路常采因此實(shí)際的控制線路常采用用時間繼電器時間繼電器來自動完成短接電阻的要求，來自動完成短接電阻的要求，以實(shí)現(xiàn)自動控制。以實(shí)現(xiàn)自動控制。（2）時間繼電器自動控制線路）時間繼電器自動控制線路 1）線路組成：用）線路組成：用按鈕、時間繼電器、接觸器按鈕、時間繼電器、接觸器來控制電動機(jī)串聯(lián)電阻控制電路。來控制電動機(jī)串聯(lián)電阻控制電路。 線路特點(diǎn)：用線路特點(diǎn)：用接觸器接觸器KM2主觸頭主觸頭代替了代替了“手手動控制串聯(lián)電阻降壓啟動電路動控制串聯(lián)電阻降壓啟動電路”中的開關(guān)中的開關(guān)QS2來短接電阻來短接電阻R，用，用時間繼電器時間繼電器KT來控制來控制電動機(jī)從降壓啟動到全壓啟動的時間，

8、從而電動機(jī)從降壓啟動到全壓啟動的時間，從而實(shí)現(xiàn)了自動控制實(shí)現(xiàn)了自動控制 。1 1線圈線圈2 2靜鐵心靜鐵心3 3銜鐵銜鐵4 4反力彈簧反力彈簧5 5推版推版6 6活塞桿活塞桿7 7杠桿杠桿8 8塔形彈簧塔形彈簧9 9弱彈簧弱彈簧1010橡皮膜橡皮膜1111空氣室壁空氣室壁1212活塞活塞1313調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘1414進(jìn)氣孔進(jìn)氣孔1515微動開關(guān)微動開關(guān) （延時）（延時）1616微動開關(guān)微動開關(guān) （不延時）（不延時）1717微動按鈕微動按鈕17瞬動觸點(diǎn)：瞬動觸點(diǎn)：延時觸點(diǎn)延時觸點(diǎn)時間繼電器自動控制定子繞組串接電阻降壓啟動電路圖時間繼電器自動控制定子繞組串接電阻降壓啟動電路圖2）線路工作過程：）

9、線路工作過程： 閉合電源閉合電源開關(guān)開關(guān)QSQSKM1KM1線線圈得電圈得電KM1KM1自鎖觸點(diǎn)閉合自鎖自鎖觸點(diǎn)閉合自鎖KM1KM1主觸點(diǎn)閉合主觸點(diǎn)閉合KM1KM1常開觸點(diǎn)閉合常開觸點(diǎn)閉合電動機(jī)電動機(jī)M M串電串電阻阻R R降壓啟動降壓啟動KTKT線圈得電線圈得電至轉(zhuǎn)速上升到一定值時至轉(zhuǎn)速上升到一定值時KTKT常開觸點(diǎn)延時閉合常開觸點(diǎn)延時閉合KM2KM2線圈得電線圈得電KM2KM2自鎖觸點(diǎn)閉合自鎖自鎖觸點(diǎn)閉合自鎖KM2KM2主觸點(diǎn)閉合，主觸點(diǎn)閉合，R R 短接短接KM2KM2聯(lián)鎖觸點(diǎn)先分?jǐn)嗦?lián)鎖觸點(diǎn)先分?jǐn)郖M1KM1線圈失電線圈失電KM1KM1的觸點(diǎn)全部復(fù)位的觸點(diǎn)全部復(fù)位KTKT線圈失電線圈失電

10、KTKT常開觸點(diǎn)瞬時分?jǐn)喑ｉ_觸點(diǎn)瞬時分?jǐn)嚯妱訖C(jī)電動機(jī)M M 全壓運(yùn)行全壓運(yùn)行 3）補(bǔ)充：通過分析，只要調(diào)整好）補(bǔ)充：通過分析，只要調(diào)整好KT觸頭動作時間，觸頭動作時間，電動機(jī)由電動機(jī)由降壓啟動降壓啟動切換成切換成全壓運(yùn)行全壓運(yùn)行的過程就能準(zhǔn)確的過程就能準(zhǔn)確可靠自動完成?？煽孔詣油瓿伞?啟動電阻啟動電阻R：采用：采用ZX1、ZX2系列鑄鐵電阻。系列鑄鐵電阻。 串電阻降壓啟動缺點(diǎn)串電阻降壓啟動缺點(diǎn)：減小了電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩，啟：減小了電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩，啟動時電阻消耗功率較大。若啟動頻繁，則電阻溫度動時電阻消耗功率較大。若啟動頻繁，則電阻溫度很高，對精密機(jī)床會產(chǎn)生一定影響。很高，對精密機(jī)床會產(chǎn)生一定影響。

11、 7、去耦（應(yīng)用較少）去耦（應(yīng)用較少） 阻止從本電路回路交換或反饋能量到其他電路回路。器件直流電源端子用電容接地，或電阻、電容組成RC濾波電路，濾除因電路工作產(chǎn)生的交流（脈沖）干擾信號。圖中紅圈內(nèi)的電路。電阻阻值的選擇非常重要,因?yàn)檫x擇暫態(tài)抑制二極管作下級保護(hù),所以電阻R值一般較小。本實(shí)驗(yàn)的電阻在110選擇。R值既不能過大也不宜偏小,若過大,會影響信號電路的正常運(yùn)行;若偏小,會使前面放電管的放電動作特性得不到改善,同時也不能有效地限制其后面暫態(tài)抑制二極管中的暫態(tài)電流。當(dāng)信號線傳輸?shù)皖l信號時,R與被保護(hù)信號電路中的電阻會形成分壓器,使輸入信號電路的信號減小;當(dāng)信號線傳輸高頻信號時,R的寄生電感與

12、暫態(tài)抑制二極管的寄生電容及被保護(hù)信號電路的入口電容也會形成低通濾波器,使正常傳輸?shù)男盘柊l(fā)生畸變。因此,R值的最后確定應(yīng)綜合考慮上述因素,再結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié) 果,取一個比較折衷的值。 8、偏置偏置 偏置電路是為了保證三極管在正常工作時各個電極有一個合理的電壓工作點(diǎn)，從而保證三極管電路可靠的工作在放大狀態(tài)和開關(guān)狀態(tài)。偏置電阻就是接在三極管各極提供偏置電壓。 典型電路三極管為核心的分壓偏置的放大電路9.負(fù)載電阻負(fù)載電阻 大型電源設(shè)備，醫(yī)療設(shè)備，電力儀器設(shè)備等產(chǎn)品在使用中常需要對一些產(chǎn)生的多余功率進(jìn)行吸收。這里用到的大功率耗能的電阻就是負(fù)載電阻。負(fù)載電阻由于其特殊作用又稱為放電電阻，制動電阻，剎車電阻，吸收

13、電阻。 這類電阻功率大，一般為無感的功率電阻。無感值，超低感值是對這類產(chǎn)品重要的要求，在吸收功率對多余電量放電的過程中，如果電阻的電感值過大，則容易產(chǎn)生振蕩，對回路中的其他元件，電源及設(shè)備本身產(chǎn)生傷害，甚至直接燒壞內(nèi)部許多器件。 電褥子 電爐子等都是負(fù)載電阻。10、匹配、匹配 阻抗匹配，匹配信號源和傳輸線之間的阻抗，極少反射，避免振蕩。 減少噪聲，降低輻射，防止過沖。在串聯(lián)應(yīng)用情況下，串聯(lián)的終端電阻和信號線的分布電容以及后級電路的輸入電容組成RC濾波器，消弱信號邊沿的陡峭程度，防止過沖。 例如常用的視頻75歐姆電阻。11、取樣電阻、取樣電阻 取樣電阻就是做參考的電阻，常用在反饋電路里，拿個穩(wěn)壓

14、電源的電路舉例說，為了可以使輸出的電壓保持恒定狀態(tài)，要從輸出電壓取一部分電壓做參考（常用取樣電阻的形式），如果輸出高了，輸入端就自動降低電壓，使輸出減少。 流采樣電阻又被稱為電流檢測電阻，電流取樣電阻，取樣電阻，毫歐電阻。英文一般譯為Sampling resistor，Current sensing resistor。電流采樣電阻：即阻值較小，一般小于1的低阻值電阻。電流采樣電阻又稱采樣電阻、電流檢測電阻、電流感測電阻、取樣電阻、微電阻。毫歐電阻主要有康銅電阻、錳銅電阻、低阻值貼片電阻。毫歐電阻一般具有導(dǎo)電能力強(qiáng)，過電流大的特點(diǎn)。 在一些電子測量儀器、裝置或產(chǎn)品中,經(jīng)常有測量電路中直流電流的需

15、要,因此研發(fā)人員開發(fā)出各種各樣的電流檢測集成電路.它是一種I/V轉(zhuǎn)換器,將測量的電流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓,即V=kI,其中k為比例常數(shù).另外,在一些電子產(chǎn)品中要限制輸出電流,以防止有故障時(負(fù)載發(fā)生局部短路或輸出端短路、電源輸出電壓升高等)產(chǎn)生過流而造成更大損失.檢測到有過流發(fā)生時,可以控制關(guān)斷電源或負(fù)載開關(guān),或以限制的電流輸出。 圖中是一種電流檢測電路.RS是電流檢測電阻,RL是負(fù)載(通常為直流電機(jī)、電磁閥或加熱器等).當(dāng)電流流過電流檢測電阻時產(chǎn)生一個電壓降VRS,此電壓輸入電流檢測IC,經(jīng)放大器放大后輸出與電流I成比例的電壓V.為減小在RS上的電壓降VR,檢測電阻一般取很小阻值(幾毫歐到幾百毫歐).帶過流保護(hù)的負(fù)載開關(guān)結(jié)構(gòu)框圖,圖中,RL是負(fù)載,RS是電流檢測電阻.流過RS的電壓降VRS與電流I成比例,此電壓VRS輸入負(fù)載開關(guān)VI端.若內(nèi)