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电路的种类和ESD保护

发布时间:2013-05-12

电路

之前我们学习了很多关于电路的知识,本文将为大家补充一些电路的内容,包括有电路的种类、电路安装应注意和电路的ESD保护,希望本文能为有需要的读者带来帮助。
电路
电路

电路种类

·电源电路:产生各种电子电路的所需求电源。

·电子电路:亦称电气回路。

频率种类

·基频电路,基频,低频率,使用基频元件。

·高频电路,高频,高频率,使用高频元件。

·基频、高频混合电路

元件种类


·被动元件:如电阻、电容、电感、二极体…等,有分基频被动元件、高频被动元件。

·主动元件:如电晶体、微处理器…等有分基频主动元件、高频主动元件。

用途种类

【微处理器电路】:亦称微控制器电路,形成计算机、游戏机、(播放器影、音)、各式各样家电、滑鼠、键盘、触控…等。

【电脑电路】:为微处理器电路进阶电路,形成桌上型电脑、笔记型电脑、掌上型电脑、工业电脑…各样电脑等。

【通讯电路】:形成电话、手机、有线网路、有线传送、无线网路、无线传送、光通讯、红外线、光纤、微波通讯、卫星通讯…等。

【显示器电路】:形成萤幕、电视、仪表等各类显示器。

【光电电路】:如太阳能电路。

【电机电路】:常运用於大电源设备、如电力设备、运输设备、医疗设备、工业设备…等。

联结种类


【串联电路】:使同一电流通过所有相连接器件的联结方式

串联电路特点:
 

1. 电流处处相等: I总=I1 =I2 =I3 =……=In

2. 总电压等于各处电压之和:U总=U1+U2+U3+……+Un

3. 等效电阻等于各电阻之和:R总=R1+R2+R3+……+Rn
(增加用电器相当于增加长度,增大电阻)

4. 总功率等于各功率之和:P总=P1+P2+P3+……+Pn

5. 总电功等于各电功之和:W总=W1+W2+……+Wn

6. 总电热等于各电热之和:Q总=Q1+Q2+……+Qn

7. 等效电容量的倒数等于各个电容器的电容量的倒数之和:1/C总=1/C1+1/C2+1/C3+……+1/Cn

8. 电压分配、电功、电功率和电热率跟电阻成正比:(t相同)
U1/U2=R1/R2,W1/W2=R1/R2,P1/P2=R1/R2,Q1/Q2=R1/R2。或写成 U1/U2=W1/W2=P1/P2=Q1/Q2=R1/R2

9.在一个电路中,若想控制所有电器, 即可使用串联电路。

【并联电路】: 使同一电压施加于所有相连接器件的联结方式

并联电路特点


1.各支路两端的电压都相等,并且等于电源两端电压:
U总=U1=U2 =U3=……=Un;

2.干路电流(或说总电流)等于各支路电流之和:
I总=I1 +I2 +I3 +……+In;

3.总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数和:
1/R总=1/R1+1/R2+1/R3+……+1/Rn或写为:R=1/(1/(R1+R2+R3+……+Rn));
(增加用电器相当于增加横截面积,减少电阻)

4.总功率等于各功率之和:P总=P1+P2+P3+……+Pn;

5. 总电功等于各电功之和:W总=W1+W2+……+Wn

6. 总电热等于各电热之和:Q总=Q1+Q2+……+Qn

7.等效电容量等于各个电容器的电容量之和:C总=C1+C2+C3+……+Cn

8. 在并联电路中,电压分配、电功、电功率和电热率跟电阻成反比:(t相同)
I1/I2=R2/R1,W1/W2=R2/R1,P1/P2=R2/R1,Q1/Q2=R2/R1 或写为 I1/I2=W1/W2=P1/P2=Q1/Q2=R2/R1

9. 在一个电路中, 若想单独控制一个电器, 即可使用并联电路。


电路安装应注意


在使用插座时,一般电源的插座距离地面要达到三十厘米,而开关的插座要达到一米四,如果有特殊的要求,比如要使用壁挂式的空调插座,则按特殊情况来处理,可以采用单独走线来进行完成。而且同一个室内的电源和电话、电视机等插座的面板要在同一个水平高度上,一般高度的差距也要低于五毫米,卫生间的插座在使用之时还应该使用防溅型的插座,防水水溅入其中导致引发触电危险。

电线的管道与热水器管道以及煤气管道不能够彼此靠近,应该相互之间都保持一定的距离,煤气的管道不能被封死,必须要走明管,如果需要对管道进行移动时,则应该找专业的燃汽公司来进行操作,防止出现事故,或者是移管不准确。在使用时水管时,热水的管道全部要使用PPR水管,而下水管道则是采用PVC管道,在验收时,也要特别注意,应该是左边进热水,右边进冷水的,在验收之时,要确保所有的水管都不会出现漏水的现象。
电路
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电路的ESD保护


静电放电(ESD)是从事硬件设计和生产的工程师都必须掌握的知识。很多开发人员往往会遇到这样的情形:实验室中开发的产品,测试完全通过,但客户使用一段时间后,即会出现异常现象,故障率也不是很高。一般情况下,这些问题大多由于浪涌冲击、ESD冲击等原因造成。在电子产品的装配和制造过程中,超过25%的半导体芯片的损坏归于ESD。随着微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂,人们对静电放电的电磁场效应如电磁干扰(EMI)及电磁兼容性(EMC)问题越来越重视。

电路设计工程师一般通过一定数量的瞬间电压抑制器(TVS)器件增加保护。如固状器件(二极管)、金属氧化物变阻器(MOV)、可控硅整流器、其他可变电压的材料(新聚合物器件)、气体电子管和简单的火花隙。随着新一代高速电路的出现,器件的工作频率已经从几kHz上升到GHz,对用于ESD保护的高容量无源器件的要求也越来越高。例如,TVS必须迅速响应到来的浪涌电压,当浪涌电压在0.7ns达到8KV(或更高)峰值时,TVS器件的触发或调整电压(与输入线平行)必须足够低以便作为一个有效的电压分配器。安森美半导体的NUC2401是一款带集成低电容ESD保护功能的共模滤波器,能提供高速USB 2.0信号必要的带宽、恰当的共模衰减及敏感的内部电路ESD保护,保持了信号的完整性。Vishay公司VBUS054B-HS3是一种单芯片ESD解决方案,线路电容间的差别非常小,可保护双高速USB端口,以防瞬态电压信号。还可对略低于接地电平的负瞬态进行钳位,同时在略高于5V工作电压范围对正瞬态进行钳位。

现在,电路设计工程师在高频电路设计中越来越多地采用ESD抑制方案。尽管低成本的硅二极管(或变阻器)的触发/箝位电压非常低,但其高频容量和漏电流无法满足不断增长的应用需求。聚合物ESD抑制器在频率高达6GHz时的衰减小于0.2dB,对电路的影响几乎可以忽略不计。

电磁兼容和电路保护对所有电子产品的设计而言都是无法回避的问题。电路设计工程师除了熟悉电磁兼容相关标准,设计中还需综合考虑器件本身的性能、寄生参数、产品性能、成本以及系统设计中的每个功能模块,通过布局布线优化、增加去耦电容、磁珠、磁环、屏蔽、PCB谐振抑制等措施来确保EMI在控制范围之内。在制定电路保护设计方案时,最重要的是首先掌握因应的技术方案和设计手段,并据此选择正确的ESD保护器件。

经过本文的补充讲解后,大家是否更加了解电路了呢?希望大家一起好好学习科技知识,对你们的工作和生活有所帮助,投身于社会发展的实践中去吧!为美好的未来而努力发展科技。

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