问一个关于电路的低级问题,请高手、大师回答

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Nivans|  楼主 | 2019-5-5 21:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 Nivans 于 2019-5-6 08:51 编辑

如右电路图, QQ图片20190505210327.jpg


为何只标出电感电流的方向,而电容和电阻的方向并未标出,而方程各项前面的符号是正的,除了i(t0)?

以为中文书可能印漏了,没想到英文版本同样只标电感箭头。

这个问题的提出是因为我在对Buck-Boost电路建模的时候发现的一个问题,
得到的大信号方程居然和Boost电路一个样,一模一样。显然不可能。肯定是我列错了方程。
在另一本建模书上,居然也不标阻容的电流方向。如下图:
红笔处为KCL方程的右端。
QQ截图20190505210907.png

再补充一个更加清晰的问题:

微信截图_20190506085035.png


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xch 2019-5-7 12:01 回复TA
只能定义一个初值,其他电流方向不能随意标注。解方程可得。 

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HWM| | 2019-5-5 21:25 | 显示全部楼层
因为电感主要考虑其电流,而电容则主要考虑其电压。这两个都是相关状态变量。

至于电阻,有了电压按关联关系电流方向自然就有了。

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Nivans|  楼主 | 2019-5-6 08:52 | 显示全部楼层
HWM 发表于 2019-5-5 21:25
因为电感主要考虑其电流,而电容则主要考虑其电压。这两个都是相关状态变量。

至于电阻,有了电压按关联关 ...

可能我问的问题不怎么清楚,你再帮我看一下我补充的。

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Nivans|  楼主 | 2019-5-6 08:56 | 显示全部楼层
这个问题我必须解决,要是变换器复杂一点,错了个符号基本找不出来了。大师,高手,快帮帮我啊。

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HWM| | 2019-5-6 09:00 | 显示全部楼层
Nivans 发表于 2019-5-6 08:52
可能我问的问题不怎么清楚,你再帮我看一下我补充的。

这是参考方向而已,实际方向根据具体值的正负而定。若正,则方向与参考方向相同;而若负,则反之。

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Nivans|  楼主 | 2019-5-6 09:05 | 显示全部楼层
HWM 发表于 2019-5-6 09:00
这是参考方向而已,实际方向根据具体值的正负而定。若正,则方向与参考方向相同;而若负,则反之。
...

是不是不知道具体实际的方向的时候,都写成这个形式 QQ截图20190506090335.png ???

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HWM| | 2019-5-6 09:11 | 显示全部楼层
Nivans 发表于 2019-5-6 09:05
是不是不知道具体实际的方向的时候,都写成这个形式???

就是这个东西。

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最底层的BUG| | 2019-5-6 09:24 | 显示全部楼层
这是假设,针对节点,对电流做假设会容易些,而对于电感,电流是时间的函数,将它作为因子会方便些

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xukun977| | 2019-5-6 09:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2019-5-6 09:48 编辑

到电路基础教科书上,找一下associated reference directions的定义!

IMG_20190506_092617.jpg


定义为:
假设电压参考方向选定,那么电流的参考方向总是选择为箭头从+指向-!
反之,如果电流的参考方向选定,那么电压 的参考方向总是选择为+号为电流流入元件的节点处。


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Nivans|  楼主 | 2019-5-6 09:33 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2019-5-6 09:28
到电路基础教科书上,找一下associated reference directions的定义!

还是贴出来吧,再说我也没有这种书,连电子版都没有。贴出来方便以后遇到此问题的人吧。

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xukun977| | 2019-5-6 09:55 | 显示全部楼层

关于状态变量,在常见的大多数电路中,电容电压和电容电流都是可以选择的(电感也是),只不过害怕学生生搬硬套,碰到少见的诡异电路还这样用,例如下图,用电容电流就出事了。

739205ccf93cb26bbe.png


所以尽管有的情况下,使用电流i作变量解决问题特别方便,为了避免意外,还是统一规定使用电容电压或电荷为变量,比较保险点。





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Nivans|  楼主 | 2019-5-6 11:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 Nivans 于 2019-5-6 11:17 编辑
xukun977 发表于 2019-5-6 09:55
关于状态变量,在常见的大多数电路中,电容电压和电容电流都是可以选择的(电感也是),只不过害怕学生生搬 ...

QQ截图20190506111233.png

那这个电路有问题吗? 比如,电容电压选定了,那么电感电流是不是应该向上流了???并且输出电流源的电压符号也是下正上负。

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xukun977| | 2019-5-6 11:22 | 显示全部楼层
Nivans 发表于 2019-5-6 11:15
那这个电路有问题吗? 比如,电容电压选定了,那么电感电流是不是应该向上流了???并且输出电流源的电 ...

参考方向不是这个意思

因为实际电路是交流,方向一直在变,你根本无法事先确定实际方向,所以模仿经典力学中的“参考坐标系”的概念,给了个所谓的参考方向。

参考坐标系一般来说是随便建立的,只不过具体问题中,特定的坐标系解决问题更方便而已。

这里根据电容,无法推导出电感的参考方向一定如何,独立的。上面那个图明显是想省事的,标个v或v(t)就OK了。

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Nivans|  楼主 | 2019-5-6 12:05 | 显示全部楼层
Boost的等效图及其方程:


阿里旺旺图片20190506113902.jpg

Buck-Boost的等效图及其方程:

QQ截图20190506113937.png

上面的这两个电路及其方程(来自《Dynamic_Profile_of_Switched-Mode_Converter-Modeling__Analysis_and_Control_(2009)》),划红线处,明显出了问题,因为Boost和BuckBoost是不一样的。


不知道是不是跟参考方向有关系。因为,我一开始也是这样干,后面发现跟《Fundamentals of Power Electronics》一书中Buck-Boost电路方程的符号不一样的时候,如下图
微信截图_20190506115015.png

立马翻看了MiddleBrook 几十年前的一篇IEEE**《A General Unified Approach to Modelling Switching-Converter Power Stages》关于Boost的方程,
QQ截图20190506115350.png
这里明显看出点什么了,即使带有元器件的寄生参数。
在看后面的等效电路,问题更加明显。
QQ截图20190506115726.png

请问这个是不是由于参考方向导致的错误???   请指点迷津!@xukun977  

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Nivans|  楼主 | 2019-5-6 12:08 | 显示全部楼层
也请以前的各位高手,过来看看。这个问题真的好大,因为这个问题,我已经把一本A4大小的草稿纸写完了。

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xukun977| | 2019-5-6 12:19 | 显示全部楼层


我晕,这么冷门的一本书,居然有人看,太难得了!

我在学校时看过,现在手头还有这本书。


IMG_20190506_121624.jpg
IMG_20190506_121607.jpg






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Nivans|  楼主 | 2019-5-6 12:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 Nivans 于 2019-5-6 12:42 编辑
xukun977 发表于 2019-5-6 12:19
我晕,这么冷门的一本书,居然有人看,太难得了!

我在学校时看过,现在手头还有这本书。

不管冷不冷们,但是有问题总得解决吧!一开始是我自己的问题,想拿本书对照一下,没想到居然弄了这么多问题出来。。。

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Nivans|  楼主 | 2019-5-6 17:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 Nivans 于 2019-5-6 17:15 编辑
xukun977 发表于 2019-5-6 12:19
我晕,这么冷门的一本书,居然有人看,太难得了!

我在学校时看过,现在手头还有这本书。

大师,你看出问题所在了没,你那本书?

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13979850105| | 2019-5-6 17:14 | 显示全部楼层
本帖最后由 13979850105 于 2019-5-6 17:16 编辑

不需要假定电流都是流进(流出)节点的,活学活用才是硬道理。如图。
image.jpg
071D71CD-D53A-49A6-A414-BFD000964D54.jpeg
image.jpg

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Nivans|  楼主 | 2019-5-6 17:17 | 显示全部楼层
13979850105 发表于 2019-5-6 17:14
不需要假定电流都是流进(流出)节点的,活学活用才是硬道理。如图。

好像对这个知识点又想起了什么,尤其是看到你这个假设!,可能是我长时间没仔细看电路书了。

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