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从一个变压器负载耦合看“理想变压器”...

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 楼主 | 2020-6-5 11:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
“理想变压器”估计都知道,但是否理解了呢?

下面将结合一个“例子”,看看所谓“理想变压器”的局限性。

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戈卫东 2020-6-5 19:49 回复TA
简单问题被你弄得很复杂。 
戈卫东 2020-6-5 19:48 回复TA
确实。你没有理解“理想变压器”是什么东西。 
 楼主 | 2020-6-5 11:35 | 显示全部楼层
之前,有网友问到一个BJT(共射)变压器负载耦合电路中集电极电压可否大于电源电压的问题,在此先给一图:

变压器负载耦合.PNG

摘自:https://bbs.21ic.com/icview-2966990-1-1.html

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 楼主 | 2020-6-5 11:42 | 显示全部楼层
这应该是个极为基础的东西,对于学过《模拟电路》的人来说不该是个问题(当然对于刚涉及相关知识的初学者除外)。

既然有人提出这些问题,那么觉得还是有必要给个较为详细的说明。

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 楼主 | 2020-6-5 11:45 | 显示全部楼层
这里先明确一个概念,那就是:

    变压器端电压就变压器而言,就是感应电动势,无论是自感还是互感。

所以在那个帖子内,答曰:

  
电感电动势与电源叠加后当然可以高于电源电压。

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 楼主 | 2020-6-5 11:48 | 显示全部楼层
如果对上述概念还不清楚的话,那么建议回头再从中学物理学起。

下面看看“理性变压器

理想变压器.PNG

注意其关系定义。

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 楼主 | 2020-6-5 11:50 | 显示全部楼层
有了上述定义,那么先按“理想变压器”作原端等效,详见下图:

变压器负载耦合(按理想变压器折合到原端).PNG

注意上述ic是不小于零的。

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 楼主 | 2020-6-5 11:53 | 显示全部楼层
上图对应于原图将电源端定为零电位,那么原图中的地在此就是-Vcc。

由上述等效显见,uc不可能大于零(对应于原图不可能大于电源电压)。显然,明显有悖于实际电路的情况。

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 楼主 | 2020-6-5 11:55 | 显示全部楼层
下面再给出忽略漏感的原端等效,且仅考虑直流偏置,详见下图:

变压器负载耦合(忽略漏感折合到原端且仅考虑直流偏置).PNG

注意上述uc和iL,这些都与RL'和L有关。

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ywfw30 打赏了 10.00 元 2020-06-05
理由:非常感谢。

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HWM 2020-6-5 16:47 回复TA
@ywfw30 :确实会有相位差。 
ywfw30 2020-6-5 16:38 回复TA
获益匪浅。我想再问一句,按照模型的话,交流情况下,uc和集电极电流ic的变化是不是也有相位差,因为有了电感,所以说他们不是同时达到峰值? 
 楼主 | 2020-6-5 11:58 | 显示全部楼层
上述内容涉及到了暂态以及最终趋于的稳态

如果令L为无穷大可见有限时间内根本看不出uc和iL的变化,意味着在你的有生之年是看不到这两个量有任何变化。那么最终还是那个所谓的“理性变压器”的原端等效,其结果同样是uc不可能大于零(对应于原图不可能大于电源电压)。

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 楼主 | 2020-6-5 12:00 | 显示全部楼层
实际变压器的励磁电感可以很大,但绝对不可能是无穷大,所以实际看到的电路最终将趋于稳态,即

    uc = 0
    iL = I0

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 楼主 | 2020-6-5 12:04 | 显示全部楼层
注意那个

    “IL = I0

稳态下,考虑交流信号,若ic降低到0,会有IL致使uc大于零(对应于原图大于电源电压)。

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 楼主 | 2020-6-5 12:07 | 显示全部楼层
这个问题关键就在于电感电动势。变压器属于电感类,其当然存在着相关电动势。

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| 2020-6-6 07:01 | 显示全部楼层

原本超级简单的小儿科问题~画个负载线就得了,变成了白富美去韩国整容的问题。

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| 2020-6-6 10:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 aerwa 于 2020-6-6 10:15 编辑

………

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| 2020-6-6 16:12 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2020-6-6 07:01
原本超级简单的小儿科问题~画个负载线就得了,变成了白富美去韩国整容的问题。 ...

关键还有人打赏哦

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