打印
[电路/定理]

试题求助,设计驱动电路驱动电感,生成需要的电流波形

[复制链接]
楼主: 1262255851
手机看帖
扫描二维码
随时随地手机跟帖
61
zyj9490 发表于 2017-4-18 12:30
如果不加电流源,加如你说的电压,能得到目标电流吗?

负载的伏安特性为:

U(t) = I(t) × R + L × dI(t) / dt

U(t) - 电感两端的电压;
I(t) - 电感中流过的电流;
L - 电感量;
R - 电感的 ESR;
t - 时间。

参考 24# 的波形图:
如果电感两端加上红色波形的电压,电感中将有蓝色波形的电流;
如果电感注入蓝色波形的电流,电感两端将有红色波形的电压。

这由电感的伏安特性而决定。

23# 楼给出了一种方案,是注入电流的方式实现的。
事实上应该不止这一种方案。比如加电压的方式。
但相比较而言,生成蓝色的电流波形,
个人认为比生成红色的电压波形要容易些。

如果有反例,希望各位朋友分享。

使用特权

评论回复
62
zyj9490| | 2017-4-18 13:45 | 只看该作者
maychang 发表于 2017-4-18 13:37
现在的核心是电流平台怎么产生,靠电感的自放电肯定不是恒流的

当然!

我前面说,LR不可分离,也就是说外部加的信号都加在LR上,由此产生一个L/R的时间常数,以指数率过很长时间(理论上)才能是100A(100/1).这是平台吗?

使用特权

评论回复
63
zyj9490| | 2017-4-18 13:48 | 只看该作者
Jack315 发表于 2017-4-18 13:42
负载的伏安特性为:

U(t) = I(t) × R + L × dI(t) / dt

不可微处的怎么算啊?

使用特权

评论回复
64
zyj9490| | 2017-4-18 13:49 | 只看该作者
Jack315 发表于 2017-4-18 13:42
负载的伏安特性为:

U(t) = I(t) × R + L × dI(t) / dt

平台与斜线相交处怎么算。

使用特权

评论回复
65
zyj9490| | 2017-4-18 13:57 | 只看该作者
Jack315 发表于 2017-4-18 13:42
负载的伏安特性为:

U(t) = I(t) × R + L × dI(t) / dt

你能以电源源的形式仿真下吗?根据目标电流波形得出的要加的电压源波形,加到L上,能得到目标电流吗?

使用特权

评论回复
66
Jack315| | 2017-4-18 13:59 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2017-4-18 13:48
不可微处的怎么算啊?

是个好问题,不过与题意貌似不符……

实际波形在交界点处应该是一个小圆弧来过渡的(或者吉布斯振荡)。
因而不存在不可微的问题 ……但这是想象出来的波形。
有兴趣的话(我自己没兴趣),不妨将有关参数改小一点,
然后仿真一下,这个问题就有答案了。

使用特权

评论回复
67
Jack315| | 2017-4-18 14:04 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2017-4-18 13:57
你能以电源源的形式仿真下吗?根据目标电流波形得出的要加的电压源波形,加到L上,能得到目标电流吗? ...

这是 LZ 的题目,我们都是路过的……让我们一起期待 LZ 给答案吧。

使用特权

评论回复
68
maychang| | 2017-4-18 14:12 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2017-4-18 13:45
我前面说,LR不可分离,也就是说外部加的信号都加在LR上,由此产生一个L/R的时间常数,以指数率过很长时 ...

这个问题很好。
原题只考虑稳态,也就是这样一个电压施加在这样一个实际电感上无穷长时间之后的状态。
你考虑的是暂态,也就是给定初始条件施加这样一个电压会怎么样。
初始条件可以各种各样,最简单的一种就是t=0时电感中电流i=0。那就什么问题也没有了。

“以指数率过很长时间(理论上)才能是100A”
你这是设定初始条件为电感中电流i=0。
另外,原题时间常数并不大,1mH和1Ω,时间常数不过1ms,算不上很长时间。

使用特权

评论回复
69
zyj9490| | 2017-4-18 14:54 | 只看该作者
本帖最后由 zyj9490 于 2017-4-18 17:33 编辑
maychang 发表于 2017-4-18 14:12
这个问题很好。
原题只考虑稳态,也就是这样一个电压施加在这样一个实际电感上无穷长时间之后的状态。
你 ...

你看平台线与斜线不是指数过渡,不是时间常 数能控制的。能表示成斜率的电压刚加部分可看成是直线。趋向稳定时,只能是指数律线。根据题意,平台的时间是1MS,时间常 数是1MS,根本不能用指数率来稳定来表示,蜇态完成。

使用特权

评论回复
70
maychang| | 2017-4-18 15:19 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2017-4-18 14:54
你看平台线与斜线不是指数过渡,不是时间常 数能控制的。能表示成斜率的电压刚加部分可看成是直线。趋向 ...

原题中,平台与斜线之间题设为不可微(尖角),要做到这一点必须24楼我画的曲线是理想方波,前后沿斜率必须是竖直的,Jack315所画曲线也是一样。这当然是办不到的事情。
既然题设中给出的波形就是实际中不可能存在的,我们也就只能按照理想状态处理。
顺便说一句:题设中给出波形不可能存在,和RL电路时间常数是两回事。

使用特权

评论回复
71
zyj9490| | 2017-4-18 17:35 | 只看该作者
电流源驱动是可以的。

使用特权

评论回复
72
maychang| | 2017-4-18 17:55 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2017-4-18 17:35
电流源驱动是可以的。

电流源驱动,此题就不必做了,按照首帖给出的电流波形(也就是24楼我画的黑色波形)输出电流就行了。无论什么LCR组合,需要在其中流过这么一个波形的电流,那么让它流过这么一个电流就是了。这显然不是出题者的本意。
另外,电流源驱动,实际电感(R+L)两端也必定产生这么一个电压,这个电压的前后沿也同样要求是竖直的。而完全竖直的电压突变,是不可能的。

使用特权

评论回复
73
zyj9490| | 2017-4-18 18:25 | 只看该作者
maychang 发表于 2017-4-18 17:55
电流源驱动,此题就不必做了,按照首帖给出的电流波形(也就是24楼我画的黑色波形)输出电流就行了。无论什 ...

你说的是,刚开始或电流线转折处肯定是包和(三极管或MOS包和),因为电流突变,不可微造成。除了这点,就不存在平台的问题,

使用特权

评论回复
74
Jack315| | 2017-4-18 19:28 | 只看该作者
做了个仿真:





电感电流形状和题目的差不多了。
电压波形与理论的结果有差异……@zyj9490 考虑的问题点是有道理的。

使用特权

评论回复
评论
zyj9490 2017-4-18 19:29 回复TA
谢谢。 
75
Jack315| | 2017-4-18 20:17 | 只看该作者
调整了下电路参数:



再缩小了下仿真步长,结果成这样了:



局部放大后的图:



电压波形基本和理论计算对上了,电流波形却有问题了……
该(Cadence)仿真大神出手了。

使用特权

评论回复
76
zyj9490| | 2017-4-18 20:28 | 只看该作者
Jack315 发表于 2017-4-18 20:17
调整了下电路参数:

不可微的结果,变成斜率无穷大,只有OP无穷输出,应是理想OP吧,实际早包和了,仿真软件采样率不够大,因此显示不出超高峰值,计算步如果定得小,软件定出错,因为没有数值解。

使用特权

评论回复
77
zyj9490| | 2017-4-18 20:32 | 只看该作者
步长定得越小,峰值越高,计算越难,直到得到无穷大。

使用特权

评论回复
78
zyj9490| | 2017-4-18 20:36 | 只看该作者
@maychang ,没有反馈的电压施加会更加差.理论上是成立的.转折处出现大的电压.0-与0+处有突变.

使用特权

评论回复
79
Jack315| | 2017-4-18 20:48 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2017-4-18 20:32
步长定得越小,峰值越高,计算越难,直到得到无穷大。

同感……而且仿真化的时间也越长。

这老师题出的有水平,难为 LZ 了。希望哪天 LZ 公布老师的答案。

使用特权

评论回复
80
Jack315| | 2017-4-18 22:02 | 只看该作者
再上个理想电源驱动的仿真图:


使用特权

评论回复
发新帖 我要提问
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则