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7-21,电压控制电流仿真题目分析

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发布时间: 2015-7-21 22:04

正文摘要:

题目要求 : 单电源供电12V 信号源从0-5V变化,输出端电流从0-500mA变化。 电路图如下,0-500mA的电流是流过电阻RL的电流,V1是可控信号源0-5V. 图中所有原件选型及其参数都是需要待定的,并且分析整个电路原理 ...

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李维强-15级 发表于 2015-7-22 17:18:26
张昌兴 发表于 2015-7-22 14:49
Rb的取值范围近似计算:
Vp-[(1+B)*Vom*Rs]/Rb


这个貌似不能这么算,在Ic不同的情况下 放大倍数不同。电流小几百,电流大几十
张昌兴 发表于 2015-7-22 14:49:18
Rb的取值范围近似计算:
Vp-[(1+B)*Vom*Rs]/Rb<Vcc/Avo

Rb为三极管基极电阻,Vp为正向输入电压,B为三极管放大倍数,Rs为采样电阻值,Vom为运放输出最大电压,Avo为运放开环放大倍数
张昌兴 发表于 2015-7-22 14:40:04
关于三极管选型问题:
Icm>=Ie=500mA
V(BR)CEO>=Vcc=12V
Pcm>=Vce*Ic=Ic*[12-Ie*(RL+Rs)]
类比于一元二次方程求解出最小功耗为3.5W。
削亮 发表于 2015-7-22 09:23:28
      其实在设计一个电路并确定参数是时,首先应该根据最基本的电路逻辑进行简单计算。如楼主的原始电路,希望R3上有500mA和5V的到电压,那么R3就只能是10Ω了,考虑在Q1饱和时加上RL还要满足R3上的电压要求,这时RL=Vcc/0.5-R3=14Ω(忽约了Q1的饱和压降),也就是说RL最大就只能是14Ω,大于14Ω后,R3上的电流将低于500mA ,系统将退出负反馈,且U1A将饱和(假设V1=5V不变);那么RL在0~14Ω变化时,因负反馈的作用,R3上的电压就是5V电流就是500mA 了。另外,从另外一个角度看,当V1=5V不变时,改变RL(0~14Ω),U1A实际上是一个反向放大器,减小RL,相当于增加U1A的反向输入,U1A的输出就下降,结果维持R3上的压降。
李维强-15级 发表于 2015-7-22 01:37:29
本帖最后由 李维强-15级 于 2015-7-22 01:40 编辑

另外如果把 RL看成负载,那么整个系统就是电流串联的负反馈,电流反馈当然就是稳定电流的目的,分析方法就不说了,和上面类似。但是关于电流反馈的我也不熟悉,需要进一步看看那些基本概念。。


最后说说为什么RL大了不行,以及整个系统的动态响应过程(故意分析的动态过程,记住这种电路按照科学的话来说就是即进即出,没得中间那些过程得,我这里只是为了试着用简单的语言分析下反馈的原理,高深的我还需要继续研究才行)。。

首先在RL为10欧的时候,运放输出10.5V ,如果在高0.22V , R3就可以分得到5V压降了,但是运放被限制,不得行最大只有楞个多,那么简单的看,如果运放输出10.5V不变,如果改小RL,那么R3的分压就会增加,RL的分压就会减小,那么R3分压增加了就达到5V了,也就达到我们需要的500mA了。
在R3达到5V过后 继续改小RL,R3的5V压降也不会变,因为这个时候进入虚短,也就进入了负反馈,整个系统会努力维持R3上端的电压为给定的5V。

那么我用自己的语言解释下在RL不断变小的时候系统是怎么努力维持R3上的压降一直为5V的。






比如说现在RL从8欧开始变到2欧,变化再看下面两个图:


运放在8欧的时候输出9.94V,假设RL瞬间变到2欧,运放还没来得及反应,它任然是输出9.94V,那么此时R3的电压就会变大超过5V,架设变到7V了,那么这个7伏是加载到运放的负向端的,此时运放负向端是7V,正向端是5V,那么运放的正向端负向端的差值就是-2V,那么把这个-2V放大10W,且受电源的原因,运放就要从原来输出的9.94V变为0V,也就是说运放输出会下降,但是在变为0V的这个过程中
比如说运放在输出电压下降的过程中下降到了5V,这个时候R3的电压坑定小于5V吧,就说此时R3上端电压为4V,这个4V电压传回到运放输入端,和给定的5V比较,那么运放的正向端负向端的差值就是1V,那么把这个1V放大10W,那么输出就会重新返回运放能够输出的最大电压值10.5V,也就是说运放电压会在下降到4V的时候从新上升。那么运放电压上升了,R3上端的电压也跟着上升,上升到等它超过5v了,又通过上面的道理又下降,以此反复,最终稳定在5V,这个过程就是在RL变小的时候,系统努力把R3那一点的电压稳定在5的过程。

当然上面讲的过程,理论上是这样,但是实际上我们要把它看成 即进即出,没有上面说的这些过程(总要的话讲3遍。。。)  也就是说,对于该电路(没有任何超前,滞后环节),即使负载变了,右边也马上跟住。。。


好了  花了几个小时,虽然口水话黑多,我也算是写了篇报告了吧。  我水平有限,有什么说得不对的,还请指出。。





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