功率教学设计范文第1篇
2、关于功下列说法中正确的是( )A、举重运动员举着杠铃不动，举力做了功 B、起重机吊着货物沿水平方向匀速移动了一段距离，起重机向上的拉力做了功 C、重物竖直下落，重力做了功 D、小球在水平面上滚动，重力做了功
3、在举重比赛时，一运动员在第一阶段把150kg的杠铃很快举过头顶，第二阶段使杠铃在空中停留3s。下列关于运动员对杠铃做功的说法，正确的是( ) A、他在第一阶段内没做功B、他在第二阶段内没做功C、他在两个阶段内都没做功 D、他在两个阶段内都做了功
4、在下列哪一种情况下力对物体是做了功的( )A、用力推讲台，讲台没有动 B、人提水桶沿水平地面行走C、沿斜坡方向把物体拉上去 D、天花板上的电线吊着电灯
5、下列现象中，力没有对物体做功的是( )A、用力将铅球掷出 B、将书包背上楼 C、骑自行车匀速前进 D、人提着水桶在水平路面上行走
6、以下事例中，重力做功的是 (
)A、冰球在水平的冰面上滚动
B、皮划艇在平静水面快速滑行 C、跳水运动员下落
D、举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动
7、某人用力把一个重10N的冰块水平抛出，冰块在水平的冰面上滑行40m远停下来。则冰块在滑行过程中( )A、人对冰块做了400J的功 B、重力对冰块做了400J的功. C、人和重力都没有对冰块做功 D、以上说法都不对.
8、一足球运动员用200N的水平力，把一个重为10N的足球一脚踢到30m远处，这位足球运动员对足球所做的功是( )A、300J B、6000J C、0J D、肯定做功，但无法计算
9、甲用力推一辆小车，经过3min小车在力的方向上前进了50m，乙用同样大小的力推另一辆小车，经过6min小车在力的方向上前进了同样的距离，那么( ) A、甲和乙做功一样 B、甲做功多 C、乙做功多 D、无法判断
10、一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离，关于拉力所做的功，下列说法中正确的是( ) A、在粗糙地面上做功较多 B、在光滑地面上做功较多 C、两次做功一样多 D、条件不够，无法比较两次做功的多少
11、一木块重30N，在大小为10N的水平拉力作用下，10s内沿水平地面匀速前进了5m，则重力对木块做的功是( ) A、0J B、150J C、50J D、200J
12、用100N的水平推力，使重500N的物体沿水平面移动20m。重力对物体做的功为 ，水平面对物体的支持力做的功为 ，推力对物体做的功为 。
13、某人将一只重为50N的箱子拎起0.5m高，然后沿水平方向行走10m。则该人对箱子共做 J的功，其中沿水平行走10m所做的功为 。
14、一个搬运工，扛着重600N的箱子。他的肩对箱子的作用力大小是 N，方向是向 的。如果他沿水平地面走5m，他对箱子做的功为 ;如果他沿楼梯走到5m高的楼上，他对箱子做的功为 。
15、某商场售货员用20N的水平推力使质量为65kg的货物沿水平方向匀速移动了3m，则该售货员对货物做功______J，货物的重力做功______J，物体受到的摩擦阻力是_____N.
16、有一辆重为500N的小车，某人用100N的水平力推着它走了10m。那么，人对小车做的功是 ，重力对小车做的功是 。
17、下列说法中正确的是( )A、有些简单机械省功 B、斜面越长越省功 C、使用任何机械都不省功 D、定滑轮在使用过程中虽不省功，但是能省力
18、在相同的水平推力作用下，使较重的A物体沿光滑的平面移动，较轻的B物体沿粗糙的平面移动，若移动相同的距离，则下列说法中正确的是( )A、推力对人物体做的功多 B、推力对B物体做的功多 C、推力对 A、物体和B物体做的功一样多 D、条件不足，无法比较推力对它们做功多少的关系
19、运动有快有慢，我们用“单位时间里通过的路程”来表示运动的快慢，称为速度;做功也有快有慢，我们用 来表示做功的快慢，称为 ，用字母________表示，计算公式是 ，国际单位是 ，常用单位还有 。
4420、功率是用来表示 的物理量，某万吨远洋货轮的功率是2×10KW，2×10KW表示的物理意义是_________________________________________。
21、甲、乙两个集装箱的质量相同，起重机第一次将甲集装箱以0.1m/s的速度匀速提升10m，第二次将乙集装箱以0.2m/s的速度匀速提升相同的高度。若不计空气阻力，两次钢绳对集装箱的拉力相比，第一次 第二次;两次对集装箱做功的功率相比，第一次 第二次。(大于、小于或等于)
22、下列关于功率的说法中正确的是( )A、物体做功越多，功率越大 B、物体做功时间越长，功率越大 C、物体做功越快，功率越大
D、物体做功时间越短，功率越大
23、关于功率概念的理解，下列说法中正确的是(
)
A、功率大的机械做的功多
B、功率大的机械做功时用的时间少
C、单位时间内完成的功越多，则功率越大 D、省力多的机械功率大
24、甲、乙二人的体重相同，同时从一楼开始登楼，甲比乙先到三楼，则他们二人(
) A、做的功相同，但甲的功率较大
B、做的功相同，功率也相同 C、甲做的功较多，但功率相同
D、甲做的功率多，功率也较大
25、老人和小孩一同爬楼，小孩比老人先到楼顶，则小孩一定比老人( ) A、做功快 B、做功慢 C、做功少 D、做功多
26、下列说法正确的是( )A、机械所做的功越多，它的功率越大 B、机械的做功时间短，它的功率一定大 C、机械做功快，其功率一定大 D、机械做的功越少，其功率越大
27、用100N的力拉小车，小车10s内在力的方向上前进了50m,拉力做的功是____J，拉力的功率是_____W。
28、马拉着重1000N的车在5min里匀速前进了3000m,如果车受到的阻力是车重的0.1倍，则在这段时间内，马拉车做了________J的功，马的功率是_________W。
29、自行车运动员在比赛时的功率可达1kW。若某人以此功率骑车1min，他能够做功___J。
430、起重机在5s内将一个重2×10N的集装箱匀速提高2m，在这个过程中起重机的拉力做了________J的功，它的功率是______W。若起重机又将集装箱水平移动了3m，此时拉力做功______J，它的功率是_______W。
31、举重运动员在2s内把1500N的杠铃匀速举高了2m，在空中停留了3s.那么，他对杠铃做了______J的功，前2s内的功率是______W;后3s内的功率是______W;整个过程的平均功率是________W.
32、小强同学家住北园小区3号楼五楼。放学后，他从一楼上到五楼共用了20s，若小强及书包总重为480N，每层楼的高度为3m，则他上楼的功率是
W。
33、物体在大小为5N的水平拉力作用下，10s内沿水平地面前进2m，则拉力做的功 为
J，功率为
W;若物体重20N，则重力对物体做的功为
J。
34、甲起重机用lmin时间将重为9800N的货物吊起5m高，乙起重机用2min将重为8000N的货物吊起8m高。那么，它们做的功及功率的情况是( )A、甲做功多、功率大 B、乙做功多、功率大C、甲的功率大，乙做的功多D、甲做的功多，乙的功率大.
35、在中考体育考试的测试中，某同学1min跳了120次，若他的质量为40㎏，每次跳起的高度为5㎝，他跳一次做的功是 J，跳绳时的功率是 W(取g=10N/㎏)。
36、在一次消防演习中，一质量为60kg的消防员用力握紧一竖直杆，以2m/s的速度匀速滑下20m，在此过程中，所用的时间是 s，消防员受到的摩擦力大小是 N，重力做功的功率为 W
437、马拉着重I0N的车在水平公路上匀速前进，30min走了5.4km，车在前进过程中受的摩擦阻力是1000N。问：马对车的水平拉力是多大?马在这段时间内对车做了多少功?
功率教学设计范文第2篇
刘燕妮
中考是初中学生的一个转折阶段，中考复习也就是这个阶段中重要的一环，每位学生都想在有限的中考复习时间里迅速提高自己的学习成绩。作为老师，对于如何提高复习的针对性和有效性，如何使知识系统化，结构化，技能化，是我们经常面临和思考的问题。下面，我就《功 机械效率和功率》的复习来谈谈我的教学设计。 【中考命题规律和趋势】
功，机械效率，功率的知识是力学的重点章节，也是中考的一个重要部分。从近几年考试情况来看，考查重点主要集中在以下两个方面：1.功和功率的理解和计算。2.机械效率的计算。预计机械效率和电现象，热现象的综合应用是2011年的主要命题方向。考查的题型主要是填空题，选择题，计算题和探究题。所占的比例一般为10—12分。 【复习目标】 知识与技能：
(1)使学生深刻理解做功的两个必要因素，明确功的公式， 掌握功的计算。
(2)知道什么是有用功，额外功，总功，机械效率的概念,计算公式，以及机械效率的大小与哪些因素有关。 (3)知道什么是功率以及怎样计算功率的大小。
过程与方法：
通过学生的自编自答自导以及师生互动过程来达到对基础知识的复习要求。
情感、态度与价值观：
(1)培养学生严谨的科学态度。
(2)培养学生的科学世界观。
【复习重点和难点】 重点和难点
重点：功，机械效率和功率的概念;机械效率的计算和怎样提高机械效率。
难点：做功的两个因素;结合实际理解功率的概念。 【设计思想】
这节课，我主要从两方面来进行复习的。一是基础知识的复习，二是应用知识进行分析问题解决问题能力的培养。在基础知识的复习上，本人试图通过努力，能够探索出全新的复习课模式。根据本部分中的知识特点，采用了由学生“自编，自答，自导，”的一种复习模式，试图将所有知识点融入于一个探究性问题情境中，引导学生，自己编题，自己解答，自己导出所学的物理概念和规律，充分调动学生的积极性和主动性。从而巩固和加深学生对物理知识的理解，培养学生的综合能力。让学生在复习课上也能体会到学习的快乐，真正达到学以致用。
【教学方法】
“自编，自答，自导”法，启发法，习题巩固法 【教学过程】 一：基础复习 【展示材料一】：看完图后，请学生编一道题，请另一同学作答，再请以学生导出该题涉及到得物理知识。(做功的两个必要因素) 【展示材料二】：把重为100N物体A从M举高到N，举高3米，想想你有哪些方法?
同学们的回答可能有以下情况：1.直接用手提。2.使用定滑轮。3.使用动滑轮。4.使用杠杆。5.使用斜面。6.使用滑轮组。 这时，可以问学生使用这些机械分别有什么好处。使用这些机械可以省功吗? 接下来，以滑轮组和斜面为例，一起来探究; 滑轮组：
(1)已知G=100N,h=3米，补充一个条件:F=60N
, 请自编一道题?
(2)在第(1)问的基础上，又补充一个条件，物体从M举高到N用了10秒，，你又能编一道什么题?
(3)若物体的重力变为200N,该滑轮组的机械效率如何变化?
(4)若把滑轮组改为水平拉物体，滑轮组的机械效率又怎样求? 斜面：
已知物体重G=100N,举高h=3米。
(1)补充条件：拉力F= 80N,斜面长L=6m , 请编一道题?
(2)在第(1)问的基础上，又补充一个条件：
你又能求出什么物理量?
(3)若斜面的高度不变，改变斜面的倾斜程度，则斜面越陡，斜面的机械效率如何变化? 在学生自编自答自导的基础上，老师归纳总结出有关的基础知识和基本概念。(设计目的：以材料为线索，引导学生编题，答题，同时导出相应的知识点，把平时所学的局部的分散的零碎的知识纵横联系，使之系统化，结构化，使学生进一步明确各知识之间的内在联系，进一步巩固和加深对物理概念公式的理解。) 二：中考题赏析
课件展示，主要采用学生独立完成，教师巡视指导，以便于检测本节课的复习效果。(以以往中考题为基础，主要培养学生应用物理知识全面分析问题，解决问题的能力。) 三.挑战中考：学生的课外练习。 【板书设计：】
一、
1、功的概念：
2、做功的两个必要条件：
3、功的计算公式：
4、功的单位
二、
1、有用功、总功、额外功的含义：
2、机械效率：
三、
1、功率：
2、影响做功快慢的因素有：
比较做功快慢的方法：
3、单位：
功率教学设计范文第3篇
1 BTL电路的基本结构和工作原理
BTL功放电路又称桥式平衡功放电路。实质上它是两个特性对称的OCL放大器的组合, 其基本电路是用一组电源供电, 把两个OCL放大器的功率输出管组成桥式接法, 四只功率管分别是桥的四臂, 静态时, OCL电路相互对称, 因而电桥处于平衡状态, 所以负载上无直流电流流动, 从而可以不接输出电容而采用直接耦合。
动态时, 输入信号由倒向电路分离, 在同一时间内分别输出正负半周信号去推动这两组输出电路。BTL的最大输出功率是OCL电路的四倍, 当然理论数值实际上还要考虑到管子的饱和压降, 发射极电阻的损耗等。
BTL电路的电流利用率高, 可在低电源电压下得到较大的输出功率。电路的输出中点。即扬声器中心始终保持零电位, 因而, 电冲击比其他无变压器电路要小得多。此外, 由于电路的对称性, 使的同相输入干扰能基本上互相抵消, 把偶次谐波干扰也减到最小程度, 电路的交流声和失真度极小。但是工作时流过负载的电流是OTL电路的2倍, 所以对电源的要求很高, 要求电源的内阻rm要很小。
2 几种常见的BTL电路
在BTL电路中, 要求左右两路放大器的对称性要好, 所以往往采用集成功放来完成。
(1) C-E分割倒相式BTL电路。
它利用VT1集电极与发射极输出信号反相的特点完成BTL电路的倒相作用。这时, E极输出阻抗小而C极输出阻抗大, 应而, 这种倒相电路的一致性较差。但由于后级采用了高输入阻抗的集成功率放大器, 所以影响不是很大。
(2) 差分放大倒相BTL电路。
它利用差分放大器作BTL的倒相电路。这是一个单端输入, 双端输出的差分电路。其双端输出信号反相, 分别推动两路功放电路。这种电路倒相质量高, 信号一致性好, 电路增益较高, 且噪声, 相移, 失真均较小。
(3) 自倒相BTL电路。
由于集成功率放往往采用差分放大器作电路的输入级, 因而, 具有同相和反相两个输入端 (一般使用同相输入端) 。把地一集成功放的同相输出信号, 通过电位器Rp和R分压, 由C耦合至第二集成功放的反相输入端, 通过Rp控制输入信号的强弱, 使集成功放输出电压相等, 从而构成了利用集成功放的自倒相BTL电路。这种电路结构简单, 但噪声和失真稍大。
3 AV-3是蚬华 (SMC) 环绕声功率放大器, 这里主要介绍其主功放电路的结构和工作原理
该机的主功放电路为了适应环绕声的五路信号输入, 分别设置了五路功率放大器, 根据输入信号的性质, 这五路功率放大器分别称作左声道功率放大器, 右声道功率放大器, 中置声道功率放大器, 后左环绕声道功率放大器和后右环绕声道功率放大器。这五个功率放大器分别由STK4241V和STK400-040两快厚膜功放集成电路来承担放大任务。
STK4241V功放集成电路。Stk4241V是日本三洋公司出品的双声道功率放大厚膜集成电路, 它具有输出功率, 失真小, 性能稳定等特点, 当工作电压为±66V时, 每声道的输出功率为120W (8Ω负载) , 失真度约为0.8‰。其内部结构电路, 它由两个完全相同的OCL放大电路组成。其中, VT1、VT2是前置差分放大级;VT4、VT5组成镜像恒流源电路, 作为前置放大级的负载VT3级成恒流源, 称定前置级的工作点;VT6是推动激励级;C1、C3、C4几防自激的补偿电容;VT8、VT9和VT10、VT11组成推挽互补形成的复合功率放大级;VT7、R2、R3构成恒压限流保护电路, 既给互补功放管一个稳定的偏置, 又防止功放管因电流过大而损坏;VT12构成电子滤波器, 使前置级和推动激励级工作更加稳定;VT13是功放电路的静噪控制管, 当有静噪控制电压输入VT13基极时, VT 13导通, 使VT1 2截止, 电子滤波器没有电压输出, 功率放大器的前置级和推动激励级不工作, 电路就进入静噪状态。
STK400-040也是日本三洋公司出品的三声道功率放大厚膜集成电路, 当工作电压为V±25V时, 每声道的输出功率为25W (6Ω负截) , 失真度约为0.4%。其内部结构, 它由三个完全相同的OCL放大电路级成, 以中间声道的放大器为例, VT1、VT2为前置差分放大级;VT3为恒流源电路, 为VT1、V T2提供工作电流;V T 4为推动激励级;VT5构成恒压电路, 为互补功放级提供偏压;VT6是另一恒流源电路, 作为VT4的负截;VT7、VT8、VT10组成互补推功放电路。
4 结语
如果仅从对功率放大器性能的完美追求上去考虑, 我们还可以把许多只功率放大管并联起来工作获得更高的性能。然而这乃是在用高投入成本来获得实际效果增加不多的笨蛋干法。事实上, 当人们把功率放大器的输出功率制做得很巨大时, 它也成为中高音单元喇叭的致命杀手!而且使用级后分频方式, 在使用到高中低三个单元喇叭的情况下就开始明显表现不佳, 级后分频方式仅能在二分频情况下表现得比较良好。只有改为采用级前分频方式来设计制作音频功率放大器, 我们才能从根本上克服级后分频的缺点, 并根据不同工作频带范围要求选用适合的器件, 以最少的制造成本获得最高的效果。
摘要：BTL功率放大器的基础是OCL电路, 差分放大OCL电路有良好的温度稳定特性, 对OCL的输出中点起到了良好的稳定作用。在OCL电路的基础上加以改进, 用两个性能完全相同对称的OCL电路加以组合构成了桥式平衡功放电路, 使得功放电路的性能如:输出的灵敏度、信号的噪声比、输出功率有了很大的改进。
关键词：BTL功率放大器,TDA2030A
参考文献
[1] 张兴龙.电子技术基础[M].高等教育出版社.
[2] 杨帮文.新型实用功率放大电路集锦[M].人民邮电出版社.
功率教学设计范文第4篇
一、大功率中频变压器研究现状
1. 大功率中频变压器的涵义
提到大功率中频变压器, 可能许多人都很陌生, 但我们首先要理解电力电子变压器这一概念, 它是一种智能变压器, 其又叫固态变压器。令人惊奇的是, 这种新型的电力电子变压器能够使电能的电力特征发生转化。产生这种现象的原因是电力电子变压器既利用电力电子变换技术, 也同时利用了电能变换技术 (基于电磁感应原理) , 并且使这两种技术产生配合作用。
目前需要运用到高压大功率的领域越来越可见电力电子变压器的身影, 这也要得益于电力电子器件的发展和高频磁性材料的进步。整个变压器器件中占重比最大的部分当属变压器铁心, 因此减小铁心体重可以减少能耗, 已经可知电力电子变压器能够利用其自身电力电子的控制优势提高运行的频率从而实现这一点。电力电子变压器能够产生更强的能量密度。正因如此, 电力电子变压器在对变压器体积与重量有较强限制的领域有很好的应用前景, 如电力机车、离岸风电等的应用。
大功率中频变压器的中频是指介于工频与高频之间, 也就是大功率电力电子变压器通常工作的2千到10千赫兹的频段。大功率中频变压器相较于设计经验纯熟的传统工频变压器, 其虽然还没有形成完善健全的设计体系, 但其作用不可忽视。
2. 国内外研究现状
对大功率中频变压器特性与优化设计分析, 国内外已经做了许多研究, 主要有以下几点。
其一, 绕组高频损耗。大功率中频变压器总体损耗的形成原因中, 较为重要的就是绕组高频损耗, 它的计算方法主要包括数值法与解析法这两种。另有部分研究人员将数值法与解析法相结合, 探究变压器绕组高频损耗课题。
其二, 铁心高频损耗。电机、变压器等基于电磁耦合原理的电力设备损耗的组成部分中较为重要的就是铁心损耗。变压器铁心损耗与运行频率成明显的正向关系同时电力电子变压器中开关器件的损耗也随着运行频率提升而显著增加, 这些问题都有带研究。
其三, 漏感参数。漏感参数与电力电子控制电路存在很紧密的关系, 它的计算方法主要包括数值法与解析法这两种。另外在考虑高频涡流所产生的集肤效应与邻近效应的情况下, 研究会更困难, 对大功率中频变压器漏感参数计算公式的推到更为复杂。
其四, 大功率中频变压器优化设计方法。需要全面考虑变压器分布参、变压器绕组损耗、铁心损耗等因素的前提下, 对大功率中频变压器进行优化设计, 必须要付出足够的时间和精力。虽然目前关于大功率中频变压器的设计尚未形成统一完善的设计体系, 但相信在国内外专家的潜心研究下能取得更多进步, 本文也致力于促进研究的发展。
二、大功率中频变压器的几大特性
大功率中频变压器与传统工频变压器相比, 有几大特性。
1. 体积与功率密度
假设在容量一定的情况下, 运行频率趋升会使变压器窗口与磁芯的截面积变小。变压器几何尺寸主要就是取决于变压器窗口与磁芯的截面积, 因此其减小就代表着变压器体积的减小, 以及功率密度的增大。
由此可见, 中频变压器在体积和重量方面的优越性更强。并且在体积和重量相对较少的情况下, 设计者可以减少原材料的使用, 提高资金的利用效率。运输成本日益趋高的今天, 重量减轻的中频变压器可以减少货运压力, 体积的压缩可以提高运转空间, 无疑降低了运输的难度。总体来说节省了许多成本。
2. 绕组损耗模型
因为绕组交流电阻的差异, 组损耗模型与工频变压器存在不一致。如果想要绕组交流电阻减小, 手段之一是使用利兹线。
3. 磁芯损耗模型
磁芯损耗模型的不一致是由于工作频率的变化、波形的非正弦化这两种因素。工频变压器采用波形为正弦波, 中频变压器则是非正弦形, 前者需要进行磁芯优化可以提高最大磁感应强度, 后者则需要在一定范围内选择。这可能引发设计者新的思考。
4. 温升和绝缘条件
在外界条件一致时, 中频变压器的温升比工频变压器要高。这种情况产生的原理是如果两个同容量同效率的工频和中频变压器, 则它们也会有同样的产热量。由于中频变压器体积较小, 可以预见, 它的散热面也比较小, 散热难度加大。这种情况就必须解决散热问题, 一般可以采用制冷、水冷这种方法。
中频变压器的绝缘条件会产生变化, 这种变化是有两种原因导致的。第一, 绝缘等级可能会受到变化快速的电压的干扰;第二, 体积减小时的中频变压器对绝缘性能要求会更高。
5. 其它
在不同的场合所适用的标准差异可能是其他区别的主要方面。就像对于噪音, 可能在有些范围内人们对噪音影响非常大, 但超过一定范围, 根据资料, 在大与20千赫兹的噪音环境中, 对人耳却没有什么影响。在不同的噪音环境中, 中频变压器要根据实际情况优化结构设计。
三、大功率中频变压器的优化设计
1. 变压器结构优化设计
绕组与铁心的相对位置不同, 结构上的差异在变压器上也就存在了, 有心式, 壳式变, 矩阵式三类。这三类变压器, 绕组和绝缘装配起来是心式变压器, 机械性能与散热性能比较好的是壳式变压器。同时还有一种同轴电缆式变压器, 可以使得变压器的漏感值很小, 但载流能力有限, 小功率条件下应用多。具体要根据实际情况和需要, 采用适用的变压器。
2. 变压器变参数设计
进行变压器参数设计, 需要使基本参数得到满足。目的是达到最优目标, 包括损耗和效率、体积和总重量、功率密度、制造成本等的要求与控制。
四、结语
综上所述, 为了顺应大功率中频变压器发展要求, 本文理解大功率中频变压器概念, 了解国内外研究状况, 掌握体积与功率密度、绕组损耗模型、磁芯损耗模型温升、绝缘条件等几大特性, 最后提出优化设计变压器结构和参数。希望能为其他研究者提供研究指导和建议, 更好地促进大功率中频变压器的发展。
摘要：鉴于大功率中频变压器的电器转换与电气隔离的作用与地位, 因此对于大功率中频变压器的特性与优化设计的分析具有非常重要的意义。本文在阐释了大功率中频变压器这一涵义的基础上分析了国内外研究现状, 总结了大功率中频变压器的几大特性, 最后提出一些关于大功率中频变压器的优化设计方案。
关键词：大功率中频变压器,电力电子变压器,特性,优化设计
参考文献
[1] 郭云翔.大功率中频变压器特性研究与优化设计[D].华北电力大学, 2017
功率教学设计范文第5篇
1 THB7128芯片的结构框图与特点
THB7128的特点:双全桥MOSFET驱动, 低导通电阻R o n=0.5 3Ω;最高耐压40VDC, 大电流3.3A (峰值) ;多种细分可选 (1、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128) ;自动半流锁定功能;内置混合式衰减模式;内置输入下拉电阻;内置温度保护及过流保护 (如图1、图2) 。
CLK:脉冲输入端 (脉冲上升沿有效) , 脉冲的高电平为5V, 低电平为0V。
C W/C C W:电机正反转控制端, 低电平时, 电机正转;高电平时, 电机反转。
Enable:使能端, 低电平时, 输出强制关断, 为高阻状态;高电平时, 回复输出。
细分设置 (M1, M2, M3) :详细的细分设置见表1。
Io (100%) =VREF* (1/5) * (1/Rs) Rs为NFA (B) 外接检测电阻。
(例) VREF=1.5V、Rs电阻为0.3Ω时, 设定电流为:Iout= (1.5V/5) /0.3Ω=1.0A。
斩波频率设定功能:斩波频率由OSC1端子端子-G N D间连接的电容, 依据下面的公式设定。
Fcp=1/ (Cosc1/10×10-6) (Hz) (例) Cosc1=100p F时, 斩波频率如下, Fcp=1/ (100×10-12/10×10-6) =100 (k Hz) (电容值一般选在100p F~470p F之间, 对应的斩波频率为100k Hz~21k Hz) 。
半流锁定电路:当CLK输入低于1.6HZ时, 芯片的输出电流将自动降为正常工作电流的一半。
衰减模式:THB7128衰减模式固定为混合式衰减模式, 快衰和慢衰的比列为1∶4。
输出短路保护电路:该IC为防止对电源或对地短路导致IC损坏的情况, 内置了短路保护电路, 使输出置于待机模式, 检测出输出短路状态时, 短路检出电路动作, 关断一次输出。此后, 延迟一段时间 (typ:256u S) 之后再度输出, 如果输出仍然短路的话, 将输出固定于待机模式, 由输出短路保护电路动作而使输出固定于待机模式的场合, 可给VCC一个低电平来解除锁定。
2 步进电机的特点
步进电机和普通电动机不同之处是步进电机接受脉冲信号的控制, 步进电机靠一种叫环形分配器的电子开关器件, 通过功率放大器使励磁绕组按照顺序轮流接通直流电源。由于励磁绕组在空间中按一定的规律排列, 轮流和直流电源接通后, 就会在空间形成一种阶跃变化的旋转磁场, 使转子步进式的转动, 随着脉冲频率的增高, 转速就会增大。步进电机的旋转同时与相数、分配数、转子齿轮数有关。
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机和单相式步进电机等。其中反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成, 定子上有多相励磁绕组, 利用磁导的变化产生转矩.现阶段, 反应式步进电机获得最多的应用。
步进电机两个相邻磁极之间的夹角为60°。线圈绕过相对的两个磁极, 构成一相 (A-A’, B-B’, C-C’) , 磁极上有5个均匀分布的矩形小齿, 转子上没有绕组, 而有40个小齿均匀分布在其圆周上, 且相邻两个齿之间的夹角为9°。当某组绕组通电时, 相应的两个磁极就分别形成N-S极, 产生磁场, 并与转子形成磁路。如果这时定子的小齿与转子没有对齐, 则在磁场的作用下转子将转动一定的角度, 使转子齿与定子齿对齐, 从而使步进电机向前“走”一步。
3 步进电机的驱动方式
步进电机常用的驱动方式是全电压驱动, 即在电机移步与锁步时都加载额定电压。为了防止电机过流及改善驱动特性, 需加限流电阻。由于步进电机锁步时, 限流电阻要消耗掉大量的功率, 故限流电阻要有较大的功率容量, 并且开关管也要有较高的负载能力。
步进电机的另一种驱动方式是高低压驱动, 即在电机移步时, 加额定或超过额定值的电压, 以便在较大的电流驱动下, 使电机快速移步;而在锁步时, 则加低于额定值的电压, 只让电机绕组流过锁步所需的电流值。这样, 既可以减少限流电阻的功率消耗, 又可以提高电机的运行速度, 但这种驱动方式的电路要复杂一些。
驱动脉冲的分配可以使用硬件方法, 即用脉冲分配器实现。现在, 脉冲分配器已经标准化、芯片化, 市场上可以买到, 但硬件方法结构复杂, 成本也较高。
步进电机控制 (包括控制脉冲的产生和分配) 也可以使用软件方法, 即用单片机实现, 这样既简化了电路, 也降低了成本。使用单片机以软件方式驱动步进电机, 不但可以通过编程方法, 在一定范围内自由设定步进电机的转速、往返转动的角度以及转动次数等, 而且还可以方便灵活地控制步进电机的运行状态, 以满足不同用户的要求.因此, 常把单片机步进电机控制电路称之为可编程步进电机控制驱动器。
4 THB7128步进电机驱动电路 (如图3、图4)
在上面的电路中, CW/CCW, Enable信号端, 我们均采用了普通的PC817光藕进行隔离, 以放置对T H B 7 1 2 8芯片的干扰, CLK由于是高频信号, 所以采用6N137高速光藕进行隔离。
在使用THB7128过程中, 有以下几点需要注意:芯片击穿的电压为36V (空载状态下) , 电机在运行时会产生的感应电动势, 电感越大、速度越快产生的电动势越大。所以在选择电源时, 需要把这考虑进去, 推荐最高使用32V以下电源。芯片的锁定时间设置在0.6s, 也就是说, 在0.6s的时间内脉冲 (C L K) 没有变化, 芯片就减小VREF的值, 从而达到电机在无信号的情况下低电流工作, 降低芯片的功耗, 改变下图中电阻R4的大小, 即可改变锁定电流的大小 (如图5) 。
OSC1为衰减时间设置, 推荐100pf~470pf之间, 对应的衰减时间约10us~47us, Cosc1的大小决定了衰减时间的长短, 具体调整方式:更换OSC1电容, 由低向高调, 以电机运行平稳, 噪音低、震动小时为佳。
在四个电机输出端与地之间需接入电阻R x, 阻值视供电电压而定, V M/R x在5m A左右即可., 作用是减弱毛刺对芯片的损坏。
在画芯片管脚的地线时要尽可能的粗, 检测电阻和芯片之间的连线要短、粗, 两者的地线端相连也要短粗。
在靠近15脚 (VCC) 、14脚 (VM) 管脚处各放置1个0.1uf的电容。
检测电阻选用2512封装的贴片或1W的金属膜, 推荐使用0.22Ω电流大小按下面公式计算:VREF=5*Io*Rs。
5 结语
利用专门的电机控制芯片设计驱动器, 不仅结构简单, 而且价格便宜, 开发周期短, 稳定性高。非常适合小型自动化设备对步进电机的驱动要求。
摘要：THB7128是一款高细分、大功率两相混合式步进电机驱动芯片。本文主要介绍它的原理和应用。该芯片具有细分数高、自动半流与内置混合式衰减模式、内置温度保护及过流保护等特点;输入为脉冲, 可直接与微处理器连接, 实现简易且实用的步进电机驱动解决方案。
功率教学设计范文第6篇
正弦稳态电路的重要用途之一就是传递能量，因此，有关正弦稳态电路功率的概念和计算是正弦稳态电路分析的重要内容。
学生在学本知识点前，已经学习了正弦量的基本概念、正弦量的有效值、复数的基本运算、相量表示法、基尔霍夫定律的相量形式、电路元件伏安关系的相量形式、阻抗和导纳、相量分析法等知识点。
二、教学目标
1、知识目标：
(1) 理解有功功率、无功功率的概念; (2) 理解无功功率并不等于无用功率; (3) 了解无功功率的危害;
(4) 理解有功功率、无功功率和复功率的关系; (5) 会计算有功功率、无功功率。
2、能力目标：
(1) 从一则寓言故事《小猴子摘桃》激发学生对“无功而返”的思考，对无功功率的讲解埋下伏笔，使学生更深刻理解无功功率的危害和作用，让学生更深刻地理解电网中的无功功率主要构成，通过对无功功率和有功功率的学习和思考，进一步提高电力工程中实际问题的分析能力。
(2) 通过对有功功率的推导，对有功功率、无功功率的计算，以及它们和复功率的关系、复功率的计算等，增加学生的数学建模能力和运算能力。
3、情感目标：
(1) 通过无功功率和寓言故事的类比，体会“无功而返”这个成语，培养学生的知识类比以及哲学思考能力。
(2) 为了计算有功功率和无功功率，引入了复功率的概念，计算可以获得简化。计算了复功率，也就得到了有功功率和无功功率，通过学习，使学生在处理复杂运算问题时学会采用的一种化繁为简的思想。
三、 教学重点与难点
1、重点
(1) 有功功率的来源。 (2) 无功功率不等于无用功率。
2、难点
(1) 有功功率的推导。 (2) 无功功率不等于无用功率
(3) 利用复功率，可以简化有功功率和无功功率的计算。
四、 教学方法
1、 引入
通过《小猴子摘桃》寓言故事，阐述无功而返成语含义，并引入本知识点，主要阐述功率可以属于有功功率也可以属于无功功率。
2、 本节讲授
(一) 有功功率的推导，无功功率的定义，以及在工程领域中的应用; (二) 讲授利用复功率来计算有功功率、无功功率。
3、 总结
有功功率和无功功率是正弦稳态电路分析中的一个知识重点，也是知识难点。电功率可以做功，也可以不做功。