开关电源的各个元器件怎么计算？损耗怎么估算？散热器的大小怎么计算？让小编为你一步一步解密！
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保险丝
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第一个安规元件—保险管
1作用：
安全防护。在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。
2技术参数：
额定电压V、额定电流I、熔断时间I^2RT。
3分类：
快断、慢断、常规
1、0.6为不带功率因数校正的功率因数估值
2、Po输出功率
3、η 效率（设计的评估值）
4、Vinmin 最小的输入电压
5、2为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。
6、0.98 PF值
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2
热敏电阻
NTC的作用
NTC是以氧化锰等为主要原料制造的精细半导体电子陶瓷元件。电阻值随温度的变化呈现非线性变化，电阻值随温度升高而降低。利用这一特性，在电路的输入端串联一个负温度系数热敏电阻增加线路的阻抗，这样就可以有效的抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。当电路进入稳态工作时，由于线路中持续工作电流引起的NTC发热，使得电阻器的电阻值变得很小，对线路造成的影响可以完全忽略。
NTC的选择公式
对上面的公式解释如下：
1. Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值；
2. Rn是热敏电阻在Tn常温下的标称阻值；
3. B是材质参数；(常用范围2000K~6000K)
4. exp是以自然数 e 为底的指数（ e =2.{{71828:0}} ）；
5. 这里T1和Tn指的是K度即开尔文温度，K度=273.15(绝对温度)+摄氏度.
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压敏电阻
压敏电阻的作用
1、压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。
2、主要作用：过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等。
3、主要参数有：压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。
4、压敏电阻的响应时间为ns级，比空气放电管快，比TVS管（瞬间抑制二极管）稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。
选取压敏电阻的方法
压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量，但不能承受毫安级以上的持续电流，在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用，一般选择标称压敏电压V1mA和通流容量两个参数。
1、a 为电路电压波动系数，一般取值1.2.
2、Vrms 为交流输入电压有效值。
3、b 为压敏电阻误差，一般取值0.85.
4、C 为元件的老化系数，一般取值0.9.
5、√2 为交流状态下要考虑峰峰值。
6、V1mA 为压敏电阻电压实际取值近似值
7、通流容量，即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下，对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言，压敏电压的变化不超过± 10％时的最大脉冲电流值。
选取压敏电阻的方法
结合前面所述，来看一下本电路中压敏电阻的型号所对应的相关参数。
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EMI电路
EMI电路
根据IEC 60384-14,安规电容器分为X电容及Y电容:
X电容是指跨与L-N之间的电容器,
Y电容是指跨与L-G/N-G之间的电容器.
安规电容之--X电容
1、X电容多选用耐纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。这种类型的电容,体积较大,但其允许瞬间充放电的电流也很大,而其内阻相应较小。
2、X电容容值选取是uF级，此时必须在X电容的两端并联一个安全电阻,用于防止电源线拔插时,由于该电容的充放电过程而致电源线插头长时间带电。 安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端带电的电压(或对地电位)必须小于原来额定工作电压的30%。
3、作为安全电容之一的X电容,也要求必须取得安全检测机构的认证。X电容一般都标有安全认证标志和耐压AC250V或AC275V字样,但其真正的直流耐压高达2000V以上,使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的的普通电容来代用。
4、X电容主要用来抑制差模干扰
5、安全等级 峰值脉冲电压 等级（IEC664）
6、X1 >2.5kV ≤4.0kV Ⅲ
7、X2 ≤2.5kV Ⅱ
8、X3 ≤1.2kV ——
9、X电容没有具体的计算公式，前期选择都是依据经验值，后期在实际测试中，根据测试结果做适当的调整。
10、经验：若电路采用两级EMI，则前级选择0.47uF,后级采用0.1uF电容。若为单级EMI，则选择0.47uF电容。（电容的容量大小跟电源功率没有直接关系）
安规电容之--Y电容
1、交流电源输入分为3个端子：火线（L）/零线（N）/地线（G）。在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容, 这两个Y电容连接的位置比较关键,必须需要符合相关安全标准, 以防引起电子设备漏电或机壳带电,容易危及人身安全及生命。它们都属于安全电容,从而要求电容值不能偏大,而耐压必须较高。
2、Y电容主要用于抑制共模干扰
3、Y电容的存在使得开关电源有一项漏电流的电性指标。
工作在亚热带的机器,要求对地漏电电流不能超过0.7mA;工作在温带机器,要求对地漏电电流不能超过0.35mA。因此,Y电容的总容量一般都不能超过4700PF（472）。
Y电容的作用及取值经验
Y电容底下又分为Y1, Y2, Y3，Y4, 主要差別在于:
1. Y1耐高压大于8 kV,属于双重绝缘或加强绝缘|额定电压范围≥ 250V
2. Y2耐高压大于5 kV,属于基本绝缘或附加绝缘|额定电压范围≥150V ≤250V
3. Y3耐高压 ≥2.5KV ≤5KV 属于基本绝缘或附加绝缘|额定电压范围≥150V ≤250V
4. Y4耐高压大于2.5 kV属于基本绝缘或附加绝缘|额定电压范围<150V
GJB151中规定Y电容的容量应不大于0.1uF。Y电容除符合相应的电网电压耐压外，还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量，避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象，Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义。
共模电感
EMI电路
共模电感的作用
共模电感上，A和B就是共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上，匝数和相位都相同(绕制方向向反)。这样，当电路中的正常电流流经共模电感时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼)；当有共模电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流，抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射，达到滤波的目的。
共模电感的设计
第一步： 确定客户的规格要求 ， EMI允许级别
第二步： 电感值的确定
第三步： core（磁芯）材质及规格确定
第四步：绕组匝数及线径的确定
第五步：打样
第六步：测试
共模电感的电感量计算
EMI等級 : Fcc Class B
已知条件：C2=C7=3300pF
EMI测试频率：传导150KHz~30MHz。
EMC测试频率: 30MHz~3GHz。
实际的滤波器无法达到理想滤波器那样陡峭的阻抗曲线，通常可将截止频率设定在50KHz左右。在此，假设Fo=50KHz。则以上，得出的是理论要求的电感值，若想获得更低的截止频率，则可进一步加大电感量，截止频率一般不低于10KHz。理论上电感量越高对EMI抑制效果越好，但过高的电感将使截止频率将的更低，而实际的滤波器只能做到一定的带宽，也就使高频杂讯的抑制效果变差（一般开关电源的杂讯成分约为5~10MHz之间）。另外，感量越高，则绕线匝数越多，就要求磁芯的ui值越高，如此将造成低频阻抗增加。此外，匝数的增加使分布电容也随之增大，使高频电流全部经过匝间电容流通，造成电感发热。过高的ui值使磁芯极易饱和，同时在生产上，制作比较困难，成本较高。
共模磁芯的选择
从前述设计要求中可知，共模电感器要不易饱和，如此就需要选择低B-H（磁芯损耗与饱和磁通密度）温度特性的材料，因需要较高的电感量，磁芯的μi值也就要高，同时还必须有较低的磁芯损耗和较高的BS（饱和磁通密度）值，符合上述要求之磁芯材质，目前以铁氧体材质最为合适，磁芯大小在设计时并没有一定的规定，原则上只要符合所需要的电感量，且在允许的低频损耗范围内，所设计的产品体积最小化。
因此，磁芯材质及大小选取应以成本、允许损耗、安装空间等做参考。共模电感常用磁芯的μi约在2000~{{10000:0}}之间。
共模电感圈数的计算
在本电路中，我们选用的磁芯型号为
TDK UU9.8
磁芯材质PC40
μi值2300
AL值 500nH/N^2
共模电感线径的计算
J为无强制散热情况下每平方毫米所通过的电流值，若有强制散热可选择6A。
Iin_avg输入电流平均值
2为常数
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整流桥和输入电解电容
整流桥（桥堆）的计算
整流桥的耐压选择
整流桥的耐电流选择
5为输入电流有效值的倍数，经验值。
所选整流桥的正向管压降
所选整流桥的功率损耗计算
BUCK电容容值的计算
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RCD箝位电路
高压启动与RCD箝位电路
红线圈起的电阻为I C的高压启动电阻，电阻阻值的选择由IC特性决定。
蓝线圈起的部分为RCD箝位电路(也称为关断缓冲电路)。此部分电路主要用于限制MOS关断时高频变压器漏感的能量引起的尖峰电压和次级线圈反射电压的叠加，叠加的电压产生在MOS管由饱和转向关断的过程中，漏感中的能量通过D向C充电，C上的电压可能冲到反电动势与漏感电压的叠加值，即：Vrest+ ΔVpp。
C的作用则是将该部分的能量吸收掉，其容量由下式决定：
C=（Le×Isc^2）/[（ Vrest+ ΔVpp ）^2- Vrest^2]
这里的， Le：漏感，单端反激一般为40~100uH，低于40uH可不考虑，一般取50uH计算；
Vrest：反电动势；2*n*Vout
ΔVpp：漏感电动势的峰值；8%*Vrest
Isc：短路保护时变压器初级线圈流过的最大电流。Ipk^2
RCD电路电阻、二极管的计算
电阻R：
在变压器下半周期由截至变为导通时，C上的能量经R来释放，直到C上的电压将到下次MOS管关断之前的反电动势Vrest，在放电的过程中，漏感电动势ΔVpp是不变的，通过放电常数R、C和变压器关断时间的关系，可以求得R的值，可以按周期T的63%计算：
R×C=0.63T×（ Vrest+ ΔVpp ）/ ΔVpp
注释：T=1/f f：为变压器的工作频率。
R=0.63 （ Vrest+ ΔVpp ）/ （ΔVpp ×f ×C）
其功耗为：P= Le×Isc2×f/2
由于D和C上都有能量消耗，而且放电时间可能要短，所以该电阻的实际功耗可按计算值的一半考虑。
P（实际）=P（计算值）/2
关于D的取值
耐压值要超过叠加值的10%。
电流要大于输入电流平均值的10%
同行工程师经验总结：
1、D要选慢速的，对EMI好；
2.电容选的越大，电压尖峰越小，也就是RCD吸收的漏感能量越大；
3.R应该取值较小才好，R越小，电容放电越快，下个周期时就能吸收更多的能量。
4.C选大，R选小，吸收能力较强，且震荡的周期变长，也就是频率降低，EMI较好，
但损耗也会较大，故要折中选取。
开关电源元器件选型—Mos管/漏感介绍
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介绍变压器漏感
什么是漏感？
同一个磁体上两个有互感的线圈N1、N2，N1线圈上流过的电流I1产生的磁通￠11分为两部分，一部分是匝链N1、N2两个线圈的互感磁通，另一部分只与N1（激励线圈）线圈匝链，不与N2线圈匝链的漏磁通￠1S。对应漏磁通产生的感量，称之为漏感。
漏感，是一种实际存在的物理参数，而不是一种叫做电感的物体。
影响漏感大小的因素：
漏感的产生跟线圈间耦合的紧密程度、线圈的绕制工艺、磁路的几何形状、磁介质的性能等有关。
漏感的作用：
漏感会限制开关管开通时的电流上升速度，有降低开通损耗的效果。但没有降低导通损耗的效果。关断的时候，漏感反而是不利影响。电流由于漏感的存在，下降会变慢，关断损耗会变大。开通瞬间，由于漏感存在，电流的上升速度降低，漏感呈现的是阻抗形式。电流是从零开始上升的，瞬间电流为零，就形成很大阻抗。
注：漏感不参与能量的传递，是变压器的寄生参数，应当越小越好。
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MOS管（开关管）
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反激变压器计算和绕制
变压器的简单设计
首先确定已知参数：
1）开关频率：Fsw；
2）变压器的效率：η；
3）最大占空比：Dmax；
4）输入电压范围：Vinmin,Vinmax
5）输出电压 Vout
6）输出电流Iout
7）K=0.4(DCM=1,CCM=0.3~0.5)；
8）输出二极管管压降Vf
9）辅助绕组电压Vb
10）辅助绕组二极管管压降Vfb
设计步骤一
输入功率 Pin=(Vout*Iout) η
输入电流平均值 Iin_avg=Pin/(√2*Vinmin*Dmax)
初级电感量Lp=(√2*Vinmin*Dmax)^2/2*Pin*Fsw*K
纹波电流 ⊿I= √2*Vinmin*Dmax/Lp*Fsw
设计步骤二
设计步骤三
计算输入电流峰值Ipk=(Iin_avg*⊿I/2)*1.2
计算AP值 AP=Ae*Acw
计算初级圈数确认选择NP1= (√2*Vinmin*Dmax)/ui*Fsw*AeNP2=LP*Ipk/Bs*AeNP=
NP1 if NP1>NP2
NP2 otherwise
匝比的计算 n=[Dmax/(1-Dmax)]/Vout+Vf
次级线圈的计算 NS=NP/n
辅助绕组线圈的计算Nfb=(Vf+Vfb/Vout+Vf)*NS
反推验证Dmax
Dmax=[n*(Vout+Vf)]/[√2*Vinmin+n*(Vout+Vf)]
气隙的计算 Lg=4*3.14*10^-7*NP^2*Ae/Lp
关于反激变压器的气隙
为什么要开气隙？反激变换器中，变压器起着电感和变压器的双重作用，因而变压器磁芯处于直流偏磁状态，为防磁饱和因此要加入气隙。防止磁芯饱和不仅只有开气隙一种方法，另外一种是增加磁心的体积；不过通常设计时空间已经限制了磁芯的大小，所以实际设计中开气隙的方法应用的比较多；这两种方法都可以使磁心的磁滞回线变得“扁平”，这样对于相同的直流偏压，就降低了工作磁通的密度。
变压器的线径选择
变压器的线径计算是有规定的，特别是反激式电源变压器更应该注意？
变压器的绕制方法
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输出整流管
电动自行车电源电路原理图
次级侧电路原理图
次级整流二极管的选型
为了降低输出整流损耗，次级整流二极管一般选用肖特基二极管，肖特基二极管有较低的正向导通压降Vf，能通过较大的电流。
输出整流二极管的耐压值
二极管的峰值电流值
次级整流二极管的有效值电流值（此处为工作在DCM模式）
Dmax为最大占空比
次级整流管的热设计
二极管的热损耗包括正向导通损耗、反向漏电流损耗及恢复损耗。因为选用的是肖特基二极管，反向恢复时间短和漏电流比较小，可忽略不记。
二极管的PN结对环境的热阻可以通过DATASHEET查得Rthjc=1.2°C/W
Tj=Rthjc*Vf*Id_rms+TaTa为工作的环境温度Tj为二极管工作温度理论值Vf表示二极管的正向导通压降Id_rms表示通过二极管的有效值电流
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RC吸收回路
吸收回路选型
吸收的本质 ，什么是吸收？
在拓扑电路的原型上是没有吸收回路的，实际电路中都有吸收，由此可以看出吸收是工程上的需要，不是拓扑需要。
吸收一般都是和电感有关，这个电感不是指拓扑中的感性元件，而是指诸如变压器漏感、布线杂散电感。
吸收是针对电压尖峰而言，电压尖峰从何而来？电压尖峰的本质是什么？
电压尖峰的本质是一个对结电容的dv/dt充放电过程，而dv/dt是由电感电流的瞬变（di/dt）引起的，所以，降低di/dt或者dv/dt的任何措施都可以降低电压尖峰，这就是吸收。
吸收的作用？
1、降低尖峰电压
2、缓冲尖峰电流
3、降低di/dt和dv/dt，即改善EMI品质
4、减低开关损耗，即实现某种程度的软开关。
5、提高效率。提高效率是相对而言的，若取值不合理不但不能提高效率，弄不好还可能降低效率。
RC吸收的特点
1、双向吸收。一个典型的被吸收电压波形中包括上升沿、上升沿过冲、下降沿这三部分，RC吸收回路在这三各过程中都会产生吸收功率。通常情况下我们只希望对上升沿过冲实施吸收。因此这意味着RC吸收效率不高。
2、不能完全吸收。这并不是说RC吸收不能完全吸收掉上升沿过冲，只是说这样做付出的代价太大。因此RC吸收最好给定一个合适的吸收指标，不要指望它能够把尖峰完全吸收掉。
3、RC吸收是能量的单向转移，就地将吸收的能量转变为热能。尽管如此，这并不能说损耗增加了，在很多情况下，吸收电阻的发热增加了，与电路中另外某个器件的发热减少是相对应的，总效率不一定下降。设计得当的RC吸收，在降低电压尖峰的同时也有可能提高效率。
吸收的误区
1、Buck续流二极管反压尖峰超标，就拼命的在二极管两端加RC吸收。这个方法却是错误的。为什么？因为这个反压尖峰并不是二极管引起的，尽管表现是在这里。这时只要加强MOS管的吸收或者采取其他适当的措施，这个尖峰就会消失或者削弱。
2、副边二极管反压尖峰超标，就在这个二极管上拼命吸收。这种方法也是错误的，原因很清楚，副边二极管反压尖峰超标都是漏感惹的祸，正确的方法是处理漏感能量。
3、反激MOS反压超标，就在MOS上拼命吸收。这种方法也是错误的。如果是漏感尖峰，或许吸收能够解决问题。如果是反射电压引起的，吸收不但不能能够解决问题的，效率还会低得一塌糊涂，因为你改变了拓扑。
吸收的计算
书上网络上都有关于吸收回路的计算方法的介绍,但由于寄生参数的影响,这些公式几乎没有实际意义,实际上大部分的RC参数是靠实验来调整的,但RC的组合理论上有无穷多,怎么来初选这个值是很关键的,下面来介绍一些实用的理论和方法 。
1、先不加RC,用容抗比较低的电压探头测出原始的震荡频率.此震荡是有LC 形成的,L主要是变压器次级漏感和布线的电感和输出电容, C主要是二极管结电容和变压器次级的杂散电容。
2、测出原始震荡频率后, 可以试着在二极管上面加电容,直到震荡频率变为原来的1/2.则原来震荡的C值为所加电容的1/3,知道了C就可以算R值了, R=2∏fL=1/(2∏fC)。把R加到所加C上,震荡就可以大大衰减。这时再适当调整C值的大小,直到震荡基本被抑制。
吸收电路测试经验总结：
一、吸收电容C的影响
二、吸收电阻R的影响
1、吸收电阻的阻值对吸收效果干系重大，影响明显。
2、吸收电阻的阻值对吸收功率影响不大，即：吸收功率主要由吸收电容决定。
3、当吸收电容确定后，一个适中的吸收电阻才能达到最好的吸收效果。
4、当吸收电容确定后，最好的吸收效果发生在发生最大吸收功率处。换言之，哪个电阻发热最厉害就最合适。
5、当吸收电容确定后，吸收程度对效率的影响可以忽略。
软件仿真不同阻值时的波形曲线图
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输出电容
1．反激式开关电源输出整流滤波电路工作状态分析
反激式开关电源输出整流滤波电路原理上是最简单的。但是，由于反激式开关电源的能量传递必须通过变压器转换实现，变压器的初次级两侧的开关（MOSFET或整流二极管）均工作在电流断续状态。在相同输出功率条件下，反激式开关电源的开关流过的电流峰值和有效值大于正激式、桥式、推挽式开关电源。为了获得更低的输出电压尖峰，通常的反激式开关电源工作在电感电流（变压器储能）断续状态，这就进一步增加了开关元件的电流额定。
开关电源的电路拓扑对输出整流滤波电容器影响也是非常大的，由于反激式开关电源的输出电流断续性，其交流分量需要由输出整流滤波电容器吸收，当电感电流断续时输出整流滤波电容器的需要吸收的纹波电流相对最大。
对应的输出整流二极管的电流波形如图1，输出滤波电容器的电流波形如图2。
图1 反激式开关电源的输出整流二极管的电流波形
图2 输出滤波电容器的电流波形
由图1可以得到流过输出整流二极管电流峰值与平均值、有效值的关系为如下。
流过输出整流器的峰值电流与平均值电流的关系：
根据电荷相等，可以得到：
（1）
可以得到整流二极管电流的峰值：
（2）
流过输出整流器的有效值电流与峰值电流的关系：
（3）
流过整流器的有效值电流与平均值电流的关系：
（4）
式中：IrecM、Irecrms、IO、Dmax分别为流过输出整流器的峰值电流、有效值电流、平均值电流和输出整流二极管的最大导通占空比。
流过输出滤波电容器的电流有效值略小于流过输出整流器的有效值电流。
式（2）、（3）、（4）表明，随着输出整流器导通占空比的减小，相同输出电流平均值对应的峰值电流、有效值电流随占空比的减小而增加。
在大多数情况下，反激式开关电源工作在变压器电流临界或断续状态。在变压器电流临界状态下，初级侧开关管导通占空比与输出整流器导通占空比相加为1。
在大多数情况下，反激式开关电源的输出整流器的最大导通占空比约为0.5。这样，流过输出整流器的电流峰值与输出平均值电流之间的关系为：
（4）
有效值电流与输出电流平均值的关系为：
（5）
2．设计实例与分析
某反激式开关电源的技术参数为：电路图拓扑：反激式；输入电压：85Vac~264Vac工作频率：65kHz ；输出：12V/5A；纹波电压：50mV；CLC滤波。
（1）第一级滤波电容器的选择
对于输出电流5A对应的峰值电流为20A、有效值电流为14.14A，其中大部分流入滤波电容器。按最高温度的纹波电流2倍选用电容器，滤波电容器的纹波电流之和至少要7A。
25V/1000μF低ESR铝电解电容器的额定纹波电流约为1A，需要7只并联。如果非要5只并联甚至4只并联，也是可以运行的，但是不具有长期可靠性。
25℃温度下，25V/1000μF低ESR铝电解电容器的ESR约为0.09Ω。7只并联对应的ESR为129mΩ、5只并联为180mΩ、4只并联为225mΩ。由电流变化在ESR上产生的峰值电压分别为2.59V、3.60V、4.50V。除此之外，滤波电容器的ESL还会在整流二极管开通时由于电流的跃变而产生感生电势，这个感生电势同样会加到滤波电容器上，因此，滤波电容器上的峰值电压将不只是上述的2.59V、3.60V、4.50V。其电压波形如图3。
图3 第一级滤波电容器的电压波形
很显然，2.59V、3.60V、4.50V是不能满足设计要求的，需要在第一级滤波电容器后面加上一级LC低通滤波器。
（2）第二极LC低通滤波器的设计与参数选择
第二级需要考虑的是如何将不能满足要求纹波电压经过LC滤波使其满足要求。通常滤波电感可以选择30~100μH，输出滤波电容器不仅要考虑输出纹波电压是否可以满足要求，还要考虑抑制负载电流的变化，在这里可以选择330~1000μF/25V。
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MOS开关管损耗
1，开通损耗
MOS管在开通过程中，电流，电压和功耗的波形近似如下
Rds（on）为Mos管的导通电阻，会随着MOS管结温的变化而变化，一般MOS的Datasheet中都会给出一个温度变化曲线，可以参考改曲线取值。
Idrms为导通过程中的电流有效值
Ton为一个周期内的导通时间
F为开关频率
3，关断损耗
MOS管在关断过程中，电流，电压和功耗的波形近似如下
Idss为Mos管截止时在实际结温情况下的漏电流，可以参考器件手册取一个合适的值。
Vds为截止时Mos管DS之间的电压
Toff为一个周期内的截止时间
f 为开关频率
另外还有门级损耗和输出电容损耗，还有Mos内部寄生二极管的功耗。因对整体Mos管的功耗影响不大且涉及到具体的应用和各个管子的参数不同，这里不再详细叙述。
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输出整流管损耗
一本80年代末翻译的书，里面很详细的阐述了功率晶体管和开关二极管设计的过程。很严谨也很详实，不是偶然间翻到，我们可能没有可能去搞清楚这个过程了。
这一段是我整理在我写的文章里面的，希望能把这个过程写清楚：
二极管在较高频率下应用的时候，需要注意二极管除了我们知道的正常的导通状态和正常的截至状态以外，在两种状态之间，转换过程中还存在着开启效应和关断效应。二极管在开关的过程中其电流和电压的变化过程如图所示：
① 开启效应:表征着二极管由截止过渡到导通的特性，从反向电压VR正向导通，跳变至最高电压V?P，然后慢慢降低为二极管正向导通电压VF，达到稳定状态的过程称为二极管的正向恢复过程。这一过程所需要的时间称为正向恢复时间。开启过程的过程是对对反偏二极管的结电容充电，使二极管的电压缓慢上升，因PN结耗尽区的工作机理，使电压的上升比电流的上升要慢很多。
② 关断效应：表征着二极管由导通过渡到截止的特性，从二极管正向导通电压VF，跳变至负向最高电压VFF，然后反向截止达到稳定状态VR的过程称为二极管的反向恢复过程。这一过程所需要的时间称为反向恢复时间。由于电荷存储效应，二极管正向导通时，会存在非平衡少数载流子积累的现象。在关断过程中存储电荷消失之前，二极管仍维持正偏的状态。为使其承受反向阻断的能力，必需将这些少子电荷抽掉。反向恢复时间分为存储时间Ts与下降时间Tf，存储时间时二极管处在抽走反向电荷的阶段，在这段时间以后电压达到反向最大值，二极管可开始反向阻断，下降时间则是对二极管耗尽区结电容进行充电的过程，直到二极管完全承受外部所加的反向电压，进入稳定的反向截止状态。
二极管的暂态开关过程就是PN结电容的充、放电过程。二极管由截止过渡到导通时，相当于电容充电，二极管由导通过渡到截止时，相当于电容放电。二极管结电容越小，充、放电时间越短，过渡过程越短，则二极管的暂态开关特性越好。
正向过程损耗
这是一个估计的结果
反向过程损耗
计算方法也是估计的（这是续流电路的情况）
实际的功率二极管用在不同的地方，其结果也是并不相同的，按照书中整流和续流两块去分析，我可能将之整理一下效果较好。感兴趣的同志们可以去看看，挺详细和详实的一本书。
整个开关过程，实质上，就是认为对结电容进行操作。如果没有电容，整个开关过程是非常理想的，也就等效成为一个理想的开关了。
补充（引用网上不明作者的图和过程分析）：
由于二极管外加正向电压时，载流子不断扩散而存储的结果。当外加正向电压时Ｐ区空穴向Ｎ区扩散，Ｎ区电子向Ｐ区扩散，这样，不仅使势垒区（耗尽区）变窄，而且使载流子有相当数量的存储，在Ｐ区内存储了电子，而在Ｎ区内存储了空穴，它们都是非平衡少数载流子，如下图所示。
空穴由Ｐ区扩散到Ｎ区后，并不是立即与Ｎ区中的电子复合而消失，而是在一定的路程LP（扩散长度）内，一方面继续扩散，一方面与电子复合消失，这样就会在LP范围内存储一定数量的空穴，并建立起一定空穴浓度分布，靠近结边缘的浓度最大，离结越远，浓度越小。正向电流越大，存储的空穴数目越多，浓度分布的梯度也越大。我们把正向导通时，非平衡少数载流子积累的现象叫做电荷存储效应。
当输入电压突然由+VF变为-VR时Ｐ区存储的电子和Ｎ区存储的空穴不会马上消失，但它们将通过下列两个途径逐渐减少：
① 在反向电场作用下，Ｐ区电子被拉回Ｎ区，Ｎ区空穴被拉回Ｐ区，形成反向漂移电流IR，如下图所示；
② 与多数载流子复合。
在这些存储电荷消失之前，ＰＮ结仍处于正向偏置，即势垒区仍然很窄，ＰＮ结的电阻仍很小，与RL相比可以忽略，所以此时反向电流IR= （VR＋VD）/RL。VD表示ＰＮ结两端的正向压降，一般 VR>>VD，即 IR＝VR／RL。在这段期间，IR基本上保持不变，主要由VR和RL所决定。经过时间ts后Ｐ区和Ｎ区所存储的电荷已显著减小，势垒区逐渐变宽，反向电流IR逐渐减小到正常反向饱和电流的数值，经过时间tt，二极管转为截止。由上可知，二极管在开关转换过程中出现的反向恢复过程，实质上由于电荷存储效应引起的，反向恢复时间就是存储电荷消失所需要的时间。
15
散热器计算
一、7805 设计事例
设 I=350mA，Vin=12V，则耗散功率 Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W。按照 TO-220
封装的热阻 θJA=54℃/W，温升是 132℃，设室温 25℃，那么将会达到 7805 的
热保护点 150℃，7805 会断开输出。
二、正确的设计方法是：
首先确定最高的环境温度，比如 60℃，查出民品 7805 的最高结温
Tj(max)=125℃，那么允许的温升是 65℃。要求的热阻是 65℃/2.45W=26℃/W。
再查 7805 的热阻，TO-220 封装的热阻 θJA=54℃/W，TO-3 封装（也就是大家说的“铁壳”）的热阻 θJA=39℃/W，均高于要求值，都不能使用（虽然达不到热保护点，但是超指标使用还是不对的）,所以不论那种封装都必须加散热片。资料里讲到加散热片的时候，应该加上 4℃/W 的壳到散热片的热阻。
计算散热片应该具有的热阻也很简单，与电阻的并联一样，即 54//x=26，
x=50℃/W。其实这个值非常大，只要是个散热片即可满足。
三、散热片尺寸设计
散热片计算很麻烦的，而且是半经验性的，或说是人家的实测结果。
基本的计算方法是:
1.最大总热阻 θja ＝ （ 器件芯的最高允许温度 TJ － 最高环境温度
TA ） / 最大耗散功率
其中，对硅半导体，TJ 可高到 125℃，但一般不应取那么高，温度太高会降
低可靠性和寿命。
最高环境温度 TA 是使用中机箱内的温度，比气温会高。
最大耗散功率见器件手册。
2.总热阻 θja＝芯到壳的热阻 θjc ＋壳到散热片的 θcs ＋ 散热片到环
境的 θsa
其中，θjc 在大功率器件的 DateSheet 中都有，例如 3---5
θcs 对 TO220 封装，用 2 左右，对 TO3 封装，用 3 左右，加导热硅脂后，
该值会小一点，加云母绝缘后，该值会大一点。
散热片到环境的热阻 θsa 跟散热片的材料、表面积、厚度都有关系，作为
参考，给出一组数据例子。
a.对于厚 2mm 的铝板，表面积（平方厘米）和热阻（℃/W）的对应关系是：
中间的数据可以估计了。
b.对于 TO220，不加散热片时，热阻 θsa 约 60--70 ℃/W。可以看出，当表
面积够大到一定程度后，一味的增大表面积，作用已经不大了。据称，厚度
从 2 mm 加到 4 mm 后，热阻只降到 0.9 倍，而不是 0.5 倍。可见一味的加
厚作用不大。表面黑化，θsa 会小一点，注意，表面积是指的铝板二面的面积之和，但紧贴电路板的面积不应该计入。对于型材做的散热片，按表面积算出的 θsa 应该打点折扣……
说到底，散热片的计算没有很严格的方法，也不必要严格计算。实际中，
是按理论做个估算，然后满功率试试看，试验时间足够长后，根据器件表面
温度，再对散热片做必要的更改。
国产散热器厂家其实就是把铝型材做出来，然后把表面弄黑。热阻这种
最基本的参数他们恐怕从来就没有听说过。 如果只考虑散热功率芯片的输
入输出电压差 X 电流是芯片的功耗，这就是散热片的散热功率。返回搜狐，查看更多
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1、什么是电气设备的额定值？答：任何一个电气设备，为了安全可靠的工作，都必须有一定的电流，电压和功率因数的限制和规定值，这种规定值就称为额定值。2、电路的三种工作状态是什么？答：（1）通路
（2）开路
（3）短路3、单相交流电路的有功功率、无功功率和视在功率的计算公式？答：（1） 有功功率：P=UIcosΦ （2）无功功率：Q=UIsinΦ （3）视在功率：S=UI4、什么是中性点位移？答：当星形连接的负载不对称时，如果没有中线或者中线的阻抗较大，就会出现中性点电压，这样的现象就叫做中性点位移。5、什么叫有功功率？什么叫无功功率？答：（1）电流在电阻电路中，一个周期内所消耗的平均功率叫有功功率。（P）单位：瓦
（2）储能元件线圈或电容器与电源之间的能量交换，为了衡量他们之间能量的大小，用瞬时功率的最大值来表示，也就是交换能量的最大速率，称为无功功率（Q）单位：乏。6、功率因数进相和迟相是怎么回事？答：同步发电机既发有功也发无功，这种状态称为迟相运行，或称滞后，此时发出感性无功功率，但有时，发电机送出有功，吸收无功，这种状态称为进相运行。7、发电机并列有几种方法？各有何优缺点？答：（1）发电机并列的方法分两类：准同期法和自同期法。（2）准同期法的优点是发电机没有冲击电流，对电力系统没有什么影响，但如果因某种原因造成非同期并列时，则冲击电流很大，比机端三相短路时电流还大一倍。自同期法并列的优点是操作方法比较简单，合闸过程的自动化简单，在事故状态下，合闸迅速。缺点是有冲击电流，而且对系统有影响，即在合闸的瞬间系统电压降低。8、准同期并列有哪几个条件？不符和这些条件将产生什么样的后果？答：（1）满足三个条件：①电压相等；②电压相位一致；③频率相等 （2）①电压不相等的情况下，并列后，发电机绕组内的冲击电流相当大；②电压相位不一致，后果可能产生很大的冲击电流使发电机烧毁或使大轴扭曲③频率不等，将使发电机产生机械震动。9、端电压低了或高了，对发电机本身有什么影响？答：（1）电压过低会降低运行的稳定性。励磁电流变化就会引起电压大变化，降低了调节的稳定性，而定子绕组温度可能升高（出力不变的情况下）。（2）电压太高，转子绕组的温度可能超出允许值，并对定子线圈的绝缘也有威胁。10、发电机允许变为电动机运行吗？答：发电机变为电动机运行是完全允许的。发电机变为电动机时，要关闭主汽门，发电机变为电动机运行后，定子磁极在前，转子磁极在后，由定子磁场拖着转子跑，它仍不失同步，故称为同步电动机。此时，电机从系统中吸收有功，补偿机械损耗，而无功也可吸收也可送出。11、事故情况下发电机为什么可以短时间过负荷？答：发电机过负荷要引起定子、转子绕组和铁心温度升高，加速绝缘老化。但绝缘材料老化需要一个时间过程，并需要一个高温的过程，高温时间愈短，绝缘材料损坏愈轻，发电机满载温度距允许温度还有一定余温，即使过负荷也不会超出很多，因此，发电机允许短时间过负荷。12、定子绕组单相接地时对发电机有危险吗？答：发生一相接地，接地点就会有电容电流流过，当机端发生金属性接地，接地电流最大，而接地点越靠近中性点接地电流就越小。故障点有电流流过，就可能产生电弧，当接地电流大于5A时，会有烧坏铁心的危险。13、转子发生一点接地还可以继续运行吗？答：转子发生一点接地，转子电流就会增大，其后果是部分转子绕组发热，有可能被烧毁，而且电机转子由于作用力偏移而导致强烈的震动。14、同步表S的工作原理？答：用两个互相垂直，空间彼此交叉90°角的线圈，如果分别通以电气相位角也为90°的两个电流，则两个线圈形成的磁场为一个旋转磁场。同步表S就是运用旋转磁场和交变脉冲磁场的相互作用而工作的。15、怎样进行手动准同期并列？答：当系统同期条件满足时，同期表的指针在360°的范围内应是顺时针平稳缓慢的旋转。待观察几圈后，在同步表指针指向“12”点前的某一瞬间合上发电机开关。16、发电机同期并列操作应注意哪些事项？答：（1）操作时熟练操作方法，了解同期回路接线情况。（2）同期表投入时间不超过15min、（3）当同期表转动过快，跳动或停在12点钟不动及无规律转动，禁止合闸操作。（4）若调速系统很不稳定，不能采用自动准同期并列。17、发电机启动前应做那些检查和准备工作？答：新安装的发电机或检修后的发电机投入运行时，应收回发电机及附属设备的全部工作票和拆除安全措施恢复所设遮拦。（1）发电机，励磁机及其他有关设备应清洁完整无异常。（2）发电机断路器，灭磁开关，电压互感器，保护装置等一二次回路情况应正常。（3）若为发电机—变压器接线时，应检查变压器的连接线和高压侧断路器和隔离开关等。（4）发电机滑环，整流子及电刷应清洁无接地情况。（5）继保，自动装置完好，并处于投入状态。（6）励磁可变电阻接线无误，电阻处在最大位置。（7）检查完毕后，测量发电机绝缘电阻合格及断路器，灭磁开关等开关的拉合试验。（8）断路器与灭磁开关励磁开关的联锁，闭锁试验。（9）强励动作试验。（10）做机电联系信号试验。18、发电机启动过程中应怎样检查？答：（1）应仔细听发电机内部的响声是否正常。（2）轴承油温，振动及其他运转部分应正常。（3）整流子或滑环上的电刷是否接触不良，跳动。（4）发电机各部分温度有无异常升高现象。19、发电机启动操作中有哪些注意事项？答：断路器未合闸三相电流均等于零，若有电流则说明定子回路上有短路点，应立即拉开灭磁开关检查。三相电压应平衡。核对空载特性，检查发电机转子绕组有无层间短路。20、发电机启动前应做哪些试验？答：（1）断路器，灭磁开关的分合试验。（2）断路器，灭磁开关的联锁试验。（3）调速电机动作试验，转向正确，调整平稳。（4）磁场变阻器调整灵活，无卡涩现象。（5）主汽门关闭联跳断路器，灭磁开关试验。21、发电机升压操作时应注意什么？答：（1）升压应缓慢进行，使定子电压缓慢上升。（2）升压过程中应监视转子电压，电流和定子电压表指示均匀上升。（3）电压升至额定值的50%时，应测量定子三相电压是否平衡。（4）升压中应检查发电机，励磁机及电刷的运行情况。（5）升压至额定后应检查转子回路的绝缘状况。22、发电机的出，入口风温差变化说明了什么问题？答：在同一负荷下，出入口风温差应该不变，如果发现有较大变化说明发电机内部损耗增加或空气量减少，应检查并分析原因。23、发电机运行中应检查哪些项目？答：（1）定子绕组，铁心，转子绕组，硅整流器和发电机各部温度。（2）电机有无异常振动及音响和气味如何。（3）发电机内有无漏油。（4）发电机各引出线，断路器，励磁开关的设备完整，接头无放电过热现象。（5）发电机内无流胶，渗水现象。（6）冷却系统是否良好。（7）电刷清洁完整，无冒火。24、事故处理的主要原则是什么？答：（1）设法保证厂用电源。（2）迅速限制事故发展，消除事故根源，并解除对人身和设备的危险。（3）保证非故障设备继续良好运行，必要时增加出力，保证正常供电。（4）迅速对已停电用户恢复供电。（5）调整电力系统运行方式，使其恢复正常。（6）事故处理中必须考虑全局，积极主动做到稳，准，快。25、强送电时有何注意事项？答：（1）设备跳闸后，有下列情况不准送电：a：有严重短路现象。B：断路器严重缺油。C ：作业完后，充电时跳闸。D ：断路器连跳闸二次后。（2）凡跳闸后可能产生非同期电源者。（3）强送220kv线路时，强送断路器所在的母线上必须有变压器中性点接地。（4）强送电时，发现电流剧增，电压严重下降，应立即断开。（5）强送电后应作到：线路或发电机的三相电流应平衡，对已送电断路器进行检查。26、强行励磁起什么作用？答：（1）增加电力系统的稳定性。（2）在短路切除后，能使电压迅速恢复。（3）提高带时限的过流保护动作的可靠性。（4）改善系统事故时的电动机的自启动条件。27、为何要在滑环表面上出沟槽？答：（1）增加散热面积，加强冷却。（2）改善同电刷的接触，容易让电刷的粉末沿沟槽排出。28、运行中，维护碳刷时应注意什么？答：（1）用压缩空气吹扫时，应没有水分和油，压力不超过0、3Mpa（2）在滑环上工作，工作人员应该穿绝缘鞋，并站在绝缘垫上，防止短路和接地。（3）禁止用两手同时接触励磁回路和接地部分，或两个不同极的带电部分。（4）工作时穿工作服，禁止穿短袖衣服，或卷起衣袖，并扣紧衣袖。（5）更换的碳刷型号，尺寸要统一，并研磨。（6）每次更换碳刷数不应过多，不超过每极总数的20％。29、运行中对滑环的检查有那些？答：（1）整流子和滑环上电刷的冒火情况（2）电刷在刷握内有无跳动或卡涩情况，弹簧的压力是否均匀。（3）电刷连接软线是否完整。（4）电刷边缘是否有剥落的情况。（5）电刷是否过短并给予更换。（6）滑环表面的温度是否超过规定。（7）刷握跟刷架有无积垢。30、变压器的额定容量，额定电压，额定电流，空栽损耗，短路损耗，阻抗电压各代表什么？答：（1）额定容量：变压器在额定电压额定电流时连续运行所能输送的容量。（2）额定电压：变压器长时间的运行所能承受的工作电压。（3）额定电流：变压器允许长时期通过的工作电流。（4）空载损耗：变压器二次开路在额定电压时变压器铁芯所产生的损耗。（5）短路损耗：将变压器二次绕组短路，流经一次绕组的电流为额定时，变压器绕组导体所消耗的功率。（6）阻抗电压：将变压器二次绕组短路使一次侧电压逐渐升高，当二次绕组的短路电流达到额定值时，此时一次侧电压也额定电压比值的百分数。31、变压器中油起什么作用？答：（1）绝缘；（2）散热32、变压器的冷却方式有哪几种？答：（1）油浸自然冷却方式。（2）油浸风冷式。（3）强迫油循环水冷式。（4）强迫油循环风冷式。（5）强迫油循环导向冷却。33、变压器瓦斯继电器的动作原理是什么？答：当变压器内部故障时，产生的气体聚集在瓦斯继电器的上部，使油面降低。当油面降低到一定程度，上浮筒下沉水银对地接通，发出信号，当变压器内部严重故障时，油流冲击挡板，挡板偏板并带动板后的连杆转动上升，挑动与水银接点相连的连动环，使水银接点分别向与油流垂直的两侧转动，两处水银接点同时接通使断路器跳闸或发出信号。34、变压器的铁芯为什么要接地？答：运行中的变压器的铁芯及其他附件都处于绕组周围的电场内，如果不接地，铁芯及其他附件必然产生一定的悬浮电位，在外压电压的作用下，当该电压超过对地放电电压时，就会出现放电现象，为了避免变压器内部放电，所以铁芯要接地。35、变压器并列的条件是什么？答：（1）电压比相同，允许相差±0、5％；（2）百分阻抗相等，允许相差±10％；（4）接线组别相同。36、变压器的阻抗电压在运行中有什么作用？答：阻抗电压是涉及变压器成本，效率及运行的重要经济技术指标，从变压器的运行条件来说，阻抗电压小一些较好，从限制短路电流来说，希望阻抗电压大一些，以避免电器设备如断路器、隔离开关等经受不住短路电流的作用而损坏。所以应根据设备的运行条件来设计阻抗电压，且应尽量小一些。37、怎样测量变压的绝缘？（1）变压器绕组额定电压在6KV以上，使用2500V兆欧表；（2）变压器绕组额定电压在500V以下，用1000V或2500V兆欧表；（3）变压器的高中低压绕组之间，使用2500V兆欧表；38、摇测变压器的注意事项？（1）摇测前应将绝缘子、套管清理干净，拆除全部接地线，将中性点隔离开关拉开。（2）使用合格的绝缘电阻表。（3）摇测时应记录当时变压器的油温及温度；（4）摇测后应将变压器的绕组放电，防止触电；（5）对三绕组变压器应测量一次对二、三次及地、二次对一、三次及地、三次对一、二次及地的绝缘电阻。（6）在潮湿或污染地区应加屏蔽线。39、什么是变压器的空载运行？答：变压器的空载运行是指变压器的一次绕组接电源，二次绕组开路的工作状况。40、什么是变压器的负载运行？答：一次绕组接上电源，二次绕组接有负载的状况。41、什么是变压器的正常过负荷？答：（1）当变压器过负荷运行时，绝缘寿命损失将增加，而轻负荷运行时，绝缘寿命损失将减小因此可以互相补偿。（2）夏季油温升高时，在额定负荷时绝缘寿命损失将增加，冬季油温降低，在额定负荷时绝缘寿命损失将减小，因此可以互相补偿。（3）变压器的正常过负荷能力，是指在上述的两种补偿后，不以牺牲变压器的正常使用寿命为前提的过负荷。42、轻瓦斯保护动作应如何处理？答：瓦斯保护信号动作时，值班人员应密切监视变压器的电流、电压和温度变化，并对变压器作外部检查，倾听音响有无变化、油位有无降低，以及直流系统绝缘有无接地、二次回路有无故障，如瓦斯继电器内存在气体，则应鉴定其颜色，并取气样和油样作色谱分析，以判断变压器的故障性质。43、重瓦斯保护动作应如何处理？答：（1）变压器差动保护是否掉牌。（2）重瓦斯保护动作前，电压、电流有无波动。（3）防爆管和吸湿器是否破裂，压力释放阀是否动作。（4）瓦斯继电器内有无气体或收集的气体是否可燃。（5）重瓦斯保护掉牌能否复归，直流系统是否接地。44、变压器着火如何处理？答：变压器着火时，首先将变压器断路器松开，使之脱离电源，然后用1211灭火器或二氧化碳、四氯化碳灭火器、干粉灭火器进行灭火。45、变压器运行中试验项目有哪些？答：（1）测量绕组的绝缘电阻和吸收比。（2）测量绕组连同套管一起的泄露电流。（3）测量绕组的直流电阻。（4）变压器及其套管中绝缘油试验。（5）冷却装置的检查试验。（6）检查运行中的净油器。（7）局部放电试验。（8）检查衬垫和法兰的连接情况。46、变压器故障一般容易在何处发生？答：一般都发生在：绕组、铁芯、套管、分接开关和油箱、漏油、导线接头发热等。47、变压器自动跳闸后如何处理？答：（1）如有备用变压器，则应迅速投入运行，并检查自动跳闸原因。（2）如无备用变压器，则应检查是何种原因造成跳闸，如证明是由于过负荷、外部短路和保护装置二次回路故障，则可投入运行。如有故障，经消除后再送电。48、发现变压器油位过高或过低如何处理？答：（1）如变压器油位与温度、负荷及冷却条件不符，应怀疑为假油位，出现假油位的可能：油位计联管堵塞，汇报领导，进行处理。（2）因环境温度使油位升高或降低并超出极限时，应放油或加油，保持正常油位。（3）出现大量漏油使油位迅速下降，则投入备用变压器，故障变压器停运。49、高压断路器的主要类型有哪些？答：（1）油断路器；（2）压缩空气断路器；（3）磁吹断路器；（4）真空断路器；（5）六氟化硫断路器；（6）自产气断路器。50、高压断路器的主要要求是什么？答：（1）绝缘部分能长期承受最大工作电压，还能承受过电压。（2）长期通过额定电流时，各部温度不超过允许值。（3）跳闸时间要短，灭弧速度要快。（4）能满足快速重合闸。（5）断路器遮断容量大于系统短路容量。（6）有足够的动稳定性和热稳定性。51、油在高压油断路器中的作用？答：油的主要作用是来熄灭电弧的。52、断路器的送电和停电操作是这样的？答：（1）送电：①确认在断开位置，且操作熔丝未投入；
②先合电源侧隔离开关，后合负荷侧隔离开关；
③投入合闸及操作熔断器；
④合上断路器操作把手。（2）停电：①断开断路器操作把手；
②取下合闸熔断器；
③先拉开负荷侧隔离开关，后拉电源侧隔离开关；
④取下操作熔断器。53、防止误操作的“五防”内容？答：（1）防止误拉、误合断路器；（2）防止带负荷误拉、误合开关；（3）防止带电接地隔离开关；（4）防止带接地线合闸；（5）防止误入带电间隔。54、断路器遇有哪些情形，应立即停电处理？答：（1）套管有严重破损和放电现象；（2）多油断路器内部有爆裂声；（3）少油断路器灭弧室冒烟或内部有异常声响；（4）油断路器严重漏油，油位过低；（5）空气断路器内部有异常声响或严重漏汽、压力下降，橡胶垫被吹出；（6）六氟化硫气室严重漏气，发出操作闭锁信号；（7）真空断路器出现真空破坏的丝丝声；（8）液压机构突然失压到零。55、隔离开关的用途是什么？答：设备检修时，造成明显的断开点，使检修设备和系统隔离。原则上隔离开关不能用于开断负荷电流，但是在电流很小和容量很低的情况下。可视为例外。56、用隔离开关可以进行哪些操作？答：（1）可以拉、合闭路开关的旁路电流。（2）拉开、合上变压器中性点的接地线，当有消弧线圈时。只有在系统无接地时拉、合。（3）拉、合电压互感器和避雷器。（4）拉、合母线及直接在母线上设备的电容电流。（5）可以拉、合励磁电流不超过2A的空载变压器。（6）拉、合电容电流不超过5A的空载线路，但在20KW及以下者应用三联隔离开关。（7）室外三联隔离开关，可以拉合电压在10KW以下，电流在15A以下的负荷。（8）拉合10KW以下，70A以下的环路均衡电流。57、操作隔离开关的注意事项是什么？答：合：（1）检查开关确在拉开位置，合隔离开关时，不论是用手还是用传动装置或绝缘操作杆操作，均必须迅速而果断，但在合闸终了时用力不可太猛，以避免发生冲击。（2）操作完毕后，应检查是否合上，并检查接触良好。分：（1）拉闸时应迅速果断，以便消弧。（2）拉开时，三相均在断开位置，使刀片尽量拉到头。58、操作中发生带负荷错拉、错合隔离开关时怎么办？答：错合隔离开关时，即使合错，甚至在合闸时发生电弧，也不准将隔离开关再拉开。错拉隔离开关时，在刀片刚离开固定触头时，便发生电弧，这时应立即合上，可以熄灭电弧，避免事故，但隔离开关已全部拉开，则不许将误拉的隔离开关合上。59、线路停、送点的顺序是怎样规定的？答：先合上母线侧隔离开关，后合线路侧隔离开关，最后合断路器。60、熔丝是否到达其额定电流时即熔断？答：熔丝在接触良好正常散热时，通过额定电流不熔断。35A以上的熔丝要超过额定电流的1、3倍才熔断。61、熔断器能否作异步电动机的过载保护？答：不能，熔断器只能作电动机、导线、开关设备的短路保护，而不能、起过载保护的作用。只有加装热继电器等设备才能作电动机的过载保护。62、发电机TA1—TA6的作用是什么？答：（1）TA1为测量表计用，供给发电机定子三相电流表、有、无功率表和有无功电度表。（2）TA2供给发电机负序电流反时限、低压过流、过负荷继电器所需的二次电流。（3）TA3与TA5构成发电机差动保护。（4）TA4供变压器差动保护用。（5）TA6供发电机自调励磁装置用。63、电流互感器为什么不允许长时间过负荷？过负荷运行有何影响？答：电流互感器过负荷会使铁芯磁通达到饱和，使其误差增大、表计指示不正确、不容易掌握实际负荷。另一方面由于磁通密度增大，使铁芯和二次线圈过热，绝缘老化快，甚至损坏导线。64、什么是电压互感器？答：一次设备的高电压，不容易直接测量，将高电压按比例转换成较低的电压后，再连接到仪表或继电器中去，这种转换的设备，叫电压互感器。65、电压互感器允许运行方式如何？答：电压互感器在额定容量下可长期运行，但在任何情况下都不允许超过最大容量运行，它在运行时接近于空载情况，因此二次线圈绝不能短路。66、电压互感器的接法有几种？答：一般接线方式有V，v、YN，yn,d,Y,yn和D,yn等。67、电压互感器在送电前应做好哪些准备工作？答：（1）测量绝缘电阻，低压侧不得低于1MΩ，高压侧每KV不得低于1MΩ。（2）确定定相工作的正确性。（3）送电前对电压互感器的检查。68、两台互感器并列运行应注意什么问题？答：先检查母线断路器是否合上，如未合上则合上母联断路器后，再进行低压并列。69、电压互感器在运行中应检查那些项目？答：（1）瓷瓶应清洁完整，无损坏及裂纹，无放电痕迹及电晕声响（2）油位正常油色透明不发黑，且无严重渗，漏油现象。（3）呼吸器内部吸潮剂不潮解（4）内部声响正常，无放电声以及剧烈震动声（5）高压侧导线接头不应过热，低压电缆以及导线不应腐蚀以及损伤，高低压侧熔断器以及限流电阻应完好，低压电路无短路（6）电压表三相指示正确（7）外壳清洁无裂纹，无渗，漏油现象，二次线圈接地线牢固良好。70、电压互感器一，二次熔断器的保护范围是怎么规定的？答：（1）一次的保护范围：电压互感器内部故障或在电压互感器与电网连接线上的短路故障。（2）二次的包伙范围：电压互感器二次熔断器以下回路的短路所引起的待续单路故障。71、什么叫厂用电和厂用电系统？答：在发电厂内照明，厂用机械用电及其他用电，称为厂用电。供给厂用电的配电系统叫厂用电系统。72、厂用电接线为何要按炉分段？答：（1）一段母线如发生故障，仅影响一台锅炉的运行。（2）利用锅炉大修或小修机会，可以同时对该段母线进行停电检修（3）便于设备的管理和停送电操作。73、厂用电系统一般有什么特点？答：（1）厂用电系统的倒闸操作和运行方式的改变，应有值长发令，并通知有关人员（2）除紧急操作及事故处理外，一切正常操作均应按规定填写操作票（3）厂用电系统的倒闸操作以便应避免在高峰负荷或交接班时进行（4）新安装或进行变更的厂用电系统，在并列前应进行核相，检查相序检位的正确性（5）厂用电系统切换前必须了解系统的连接方式，防止非同期。（6）倒闸操作应考虑环并回路与变压器有无过截的可能，运行系统是否可靠及事故处理是否方便等（7）厂用电系统送电操作时，应先合电源侧隔离开关，后合负荷侧隔离开关、停电操作顺序与此相反。（8）短路器拉合操作中应考虑断电保护和自动装置的投切情况，并检查相应仪表变化，指示灯及有关信号以验证短路器动作的正确性。74、在中性点非直接地系统中为何要安装绝缘监察装置？答：在中性点不接地的网络中某相发生接地，并不影响正常供电，所以列为不正常状态，由于非接地相对地电位升高，所以可能又发生（等第二点）接地，即形成两点接地短路尤其是发生孤性间隙接地而引起网络过压因此要即使发现单相接地情况必须装设绝缘监察装置检查判别接地情况。75、厂用电事故处理有何原则？答：（1）备用电源自动投入，检查母线电压是否已恢复正常，并复归开关把手，检查继电保护，查找原因；（2）备用电源未投入，立即对备用电源强送一次；（3）备用电源处于热备用状态，立即对备用电源强送一次；（4）无备用电源，厂变内部继电保护未动作时，可试工作电源一次；（5）备用电源投入又跳闸，不能再强送电，证明可能是母线或用电设备故障的越级跳闸；（6）询问机、炉有无拉不开或故障设备跳闸的设备；（7）将母线所有负荷短路器全停用，对母线进行外观检查，必要时测绝缘；（8）母线短时不能恢复供电时，应将负荷转移；（9）检查故障情况，采取相应的安全措施；（10）加强对正常母线监视，防止过负荷；（11）因厂用电中断而造成停机时，应设法保证安全停机电源的供电。76、对运行中电动机应注意哪些问题？答：（1）电流、电压不得超过允许波动范围；（2）电动机温度不得超过最高允许值；（3）电动机声音应均匀无杂音，气味正常无焦味或冒烟，轴承振动在允许范围；（4）轴承润滑良好，温度是否过高，是否有杂音。77、电动机启动前应做好哪些准备工作？答：（1）工作票已全部撤回，拆除全部安全措施；（2）做好电动机断路器的开、拉合闸、继电保护和联动试验；（3）测电动机绝缘合格。78、运行中电动机遇到哪些情况时应立即停用？答：（1）危及人身安全的机械、电气事故时；（2）电动机所带动的机械损坏至危险程度时；（3）电动机或其调节装置起火并燃烧时；（4）发生强烈振动时；（5）电动机的电源电缆、接线盒内有明显短路或损坏；（6）轴承及外壳温度急剧上升，并超规定值。79、电动机一般装有哪些保护？答：（1）两相式纵差保护或电流速断保护；（2）零序电流保护；（3）过负荷保护。80、消弧线圈的补偿方式有几种？答：（1）欠补偿；（2）过补偿；（3）全补偿。81、消弧线圈运动原则有哪些？答：（1）电网在正常运行时，不对称度应不超过1%—5%，中性点位移电压不超过相电压的15%；（2）当其端电压超过相电压的15%，且消弧线圈已动作，则做接地故障处理；（3）电网正常运行，消弧线圈必须投入运行；（4）电网中有操作或接地故障时，不得停用消弧线圈，其油温最高不超过95℃；（5）在电网单相接地或接地电流不超过允许值是，方可操作消弧线圈。（6）不得将两台变压器的中性点同时并于一台消弧线圈上运行。（7）内部有异音或放电首先将接地线路停用，然后停用消弧线圈。（8）消弧线圈动作或发生异常应记录好动作的时间，中性点位移电压、电流及三相对地电压82、在什么系统上装设消弧线圈？答：在3-60KV的电网中，当接地电流大于下列数值时，变压器中性点经消弧线圈接地，3-6KV的电网中地电流大于30A，10KV的电网中接地电流大于20A，20KV的电网中接地电流大于15A。35KV及以上的电网中接地电流大于10A。83、电抗器的作用是什么？答：采用电抗器，主要是为了限制短路电流以选择容量较小的电气设备，减少投资，在线路故障的情况下，电抗器能维持母线电压水平，保证用电用户的稳定性84、正常巡视电抗器有哪些项目？答：（1）接头接触良好，不发热 （2）周围清洁无杂物 （3）瓷瓶清洁并安装牢固（4）垂直分布的无倾斜 （5）门窗应严密，防小动物进入85、电抗器局部发热应如何处理？答：应减少电抗器的负荷，并加强通风，必要时可采用强力风扇冷却。86、运行中导线接头的允许温度时多少？答：（1）裸导线的接头工作温度一般不得超过70℃（2）接触面有锡覆盖得，允许温度为85℃87、判断导线接头发热得几种方法？答：（1）变色漆（2）试温蜡片（3）本导体电温度计（4）红外线测量法（5）在雨、 雪天 观察线头有无发热88、什么叫过电压？答：由于雷击、操作，故障或参数配合不当等造成电力系统中某些部分电压升高，并有超过正常值的情况，此种电压升高称为过电压。89、什么叫大气过电压？答：大气过电压是由于雷击电力系统或雷电感应引起得，与电网额定电压无直接关系，具有脉冲特性。90、常见的操作过电压有几种？答：（1）切除空载线路（2）空载线路合闸（3）电弧接地（4）切除空载变压器91、直流系统在发电厂中起什么作用？答：它是一个独立电源，运行稳定，供电可靠，并为控制，信号,继电保护，自动装置以及事故照明等提供可靠的直流电源，它还为操作提供可靠的操作电源。92、对继电保护装置的四项基本的要求是什么？答：选择性、速动性、灵敏性、可靠性93、什么叫主保护？什么叫后备保护？答：（1）主保护：能满足系统问停及设备安全的要求，以最快的时间选择性的切除被保护设备或线路故障的保护。（2）后备保护：主保护或断路器拒动时切除故障的保护94、什么时系统的最大，最小运行方式？答：（1）最大运行方式：在被保护对象末端短路时，系统的等值阻抗最小，通过保护装置的短路电流称为最大的运行方式。（2）最小运行方式：指在上述同样短路的情况下，系统等值阻抗最大，通过保护装置的短路电流称为最小的运行方式。95、电压互感器的电压应注意什么？答：首先将保护退出，然后解除本保护直流，使起动元件与测量元件的执行元件返回，在投入保护时，一定要首先投入保护的电压回路，然后再投直流。96、什么是零序保护？答：利用线路或其他元件再发生故障时，零序电流增大的特点来实现有选择的发出信号或切断故障的一种保护。97、电力系统在什么情况下将出现零序电流？答：（1）电力变压器三相运行参数不同（2）电力系统中单相短路或两相接地短路（3）单相重合闸过程中的两相运行（4）三相重合闸和手动合闸时，断路器的三相不同期（5）空载投入 变压器时三相的励磁涌流不相等（6）三相负载严重不平衡98、瓦斯保护的范围有哪些？答：（1）变压器内部多相短路 （2）匝间短路，匝间和铁芯或外部短路 （3）铁芯故障 （4）油位下降或漏油（5）分接头开关接触不良或导线焊接不良等。99、变压器差动与瓦斯保护有何区别？答：（1）原理不同：差动保护时按环流法原理设计，而瓦斯保护是根据变压器内部故障时产生的油气流的特点设计的。（2）保护范围不同：差动保护为变压器及其系统的主保护，引出线上也是差动保护，瓦斯保护为变压器内部故障时的主保护。100、什么时低频减载装置？答：当电力系统频率下降，致使电力系统的稳定运行受到威胁时，装置能自动切除部分负荷，保证系统的安全运行，这种装置就时低频减载装置。【填空题】101、电流表必须和被测电路 _____ 联，而电压表必须何被测电路_____联。答：① 串 ②并102、钳行电流表主要由_____器和_____表组成。答：①电流互感 ②电流103、电路器的最高工作电压时额定电压的_____倍。答：①
1、15104、电压互感器的二次电压一般为 _____ V，电流互感器的二次额定电流一般为_____ A答：① 100
②
5105、电流互感器的结构特点是，一次绕组的匝数_____，二次绕组的匝数_____。答：① 很少 ② 很多106、电流互感器的一次电流等于 _____ 电流乘以 _____ 。答：①二次 ②变化107、电压互感器工作时接近 _____ 状态，电流互感器工作时接近 _____状态答：①空载 ②短路108、电流互感器的一次绕组的匝数的最少_____匝答：1109、小型电厂广泛采用母线和线路的电抗器，其作用主要是_____。答：维持母线残压110、发电机供电系统中，当对地电容电流大于5A，发电机的中性电将经_____ 接地。答：消弧线圈111、在正常工作状态下，三相系统时对称的，其中性点对地电位为____。答：零112、中央信号装置有______信号和_____信号两种。答：①事故②预告113、电工安全用具是用来直接保护_____安全的基本用具。答：①电工人身114、常用电工安全用具分为_____安全用具和______安全用具两大类。答：①绝缘②一般防护115、接地的主要作用是保护_____和_______安全，所以电气设备需要采用_____措施答：①人身②设备③接地116、当人体触及_____而承受______电压，以至引起死亡或局部受伤的现象，称为_____。答：①带电体②过高的③触电117、我国规定的安全电压为_____,_____,_____,和_____。答① 42V②36V③ 24V④ 12V⑤6V118、发电机在运行中，应保证额定频率为___HZ 允许变动范围为___——____HZ答：①50②49、5 ③50、5119、发电机在运行中，全部励磁回路的绝缘电阻值____ΜΩ答：不小于0、5120、发电机正常并列普遍采用______并列答：手动准同期121、两台变压器并列运行时，如果______不相等和______不相同，将在变压器绕组内产生环流答：①变比②接线组别122、瓦斯保护作为变压器_____部故障的_____保护答：①内②主123、变压器的呼吸器内的硅胶因受潮变成____色 此时将其烘干，直到完全变成_____色为止答：①粉红②蓝124、变压器呼吸器在运行中必须保持_____。答：畅通【判断题】125、有电压作用的电路就一定有电流（）答：×126、单位时间内电流所做的功成为电功率（
）答：√127、正弦交流电变化一个循环所需的时间，叫做频率答：×128、1S正弦交流电变化的次数，叫周期（ ）答：×129、正弦量的三要素是最大值，频率和初相位（）答：√130、三相负载的连接方式常采用Y形或△形（ ）答：√131、纯电阻电路中的COS4=1（）答：√132、同步发电机的定﹑转子绕组中的电流就是交流电流（）答：×133、变压器的二次电流小，一次的电压也一定小（
）答：√134、变压器的二次电压低，一次的电压也一定低（
）答：×135、高压断路器的铭牌上标明的额定电压，即为允许的最高工作电压（）答：×136、隔离开关可以接通和切断大电流的电路（
）答：×137、高压开关铭牌上标明的额定电流，即为长期允许通过的工作电流（）答：√138、发电机在运行中不超国允许温度就一定不超过允许温升（）答：×139、电压过高会使发电机定子绕组的温度升高（
）答：√140、发电机允许在三相不平衡电压差5%，三相电流差10%的情况下，保持额定出力不变连续运行（
）答：√141、在停电或带电的情况下，均可用万用表进行电阻测量（
）答：×142、加在人体上在一定时间内不造成伤害的电压称为安全电压（
）答：√143、什么叫电流？答：单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少简称电流。144、什么叫电压？答：在电场力的作用下，将单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功，称该两点间的电压。145、什么叫电位？答：电场力将单位正电荷从电场中的某一点移到参考点所做的功，称该点的电位。146、什么叫电动势？答：电源力将单位正电荷从电源的负极移到正极所作的功，称为电动势。147、什么叫电阻？答：电流流过导体所受到的阻力，叫做电阻。148、什么叫电能？答：电能是用来表示电场力移动电荷在一段时间内所作的电功，并反映作功的多少。149、电流的方向是怎么规定的？答：规定正电荷运动的方向为电流方向。150、什么叫电功率？答：电功率是用来表示电场力移动电荷在单位时间内所作的电功，反映作功的速度。