1.8 BibliographyFigure 1-18 The Opt

1.8 Bibliography




Figure 1-18 The Options menu for settings that can solve convergence problems. RELTOL
and ITL4 have been changed here.


Figure 1-19 RC circuit to aid in PSpice convergence.

Add an RC “snubber” circuit. A series resistance and capacitance with a
small time constant can be placed across switches to prevent voltages
from changing too rapidly. For example, placing a series combination of
a 1-k_ resistor and a 1-nF capacitor in parallel with a diode (Fig. 1-19)
may improve convergence without affecting the simulation results.
1.8 BIBLIOGRAPHY
M. E. Balci and M. H. Hocaoglu, “Comparison of Power Definitions for Reactive
Power Compensation in Nonsinusoidal Circuits,” International Conference on
Harmonics and Quality of Power, Lake Placid, N.Y. 2004.
















CHAPTER 1 Introduction
L. S. Czarnecki, “Considerations on the Reactive Power in Nonsinusoidal Situations,”
International Conference on Harmonics in Power Systems, Worcester Polytechnic
Institute, Worcester, Mass., 1984, pp 231–237.
A. E. Emanuel, “Powers in Nonsinusoidal Situations, A Review of Definitions
and Physical Meaning,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 5, no. 3,
July 1990.
G. T. Heydt, Electric Power Quality, Stars in a Circle Publications, West Lafayette,
Ind., 1991.
W. Sheperd and P. Zand, Energy Flow and Power Factor in Nonsinusoidal Circuits,
Cambridge University Press, 1979.
Problems
1-1. The current source in Example 1-1 is reversed so that positive current is upward.
The current source is to be connected to the voltage source by alternately closing
S1 and S2. Draw a circuit that has a MOSFET and a diode to accomplish this
switching.
1-2. Simulate the circuit in Example 1-1 using PSpice. Use the voltage-controlled
switch Sbreak for S1 and the diode Dbreak for S2. (a) Edit the PSpice models to
idealize the circuit by using RON = 0.001 _ for the switch and n = 0.001 for the
diode. Display the voltage across the current source in Probe. (b) Use RON = 0.1 _
in Sbreak and n = 1 (the default value) for the diode. How do the results of parts
a and b differ?
1-3. The IRF150 power MOSFET model is in the EVAL library that accompanies the
demonstration version of PSpice. Simulate the circuit in Example 1-1, using the
IRF150 for the MOSFET and the default diode model Dbreak for S2. Use an
idealized gate drive circuit similar to that of Fig. 1-16. Display the voltage
across the current source in Probe. How do the results differ from those using
ideal switches?
1-4. Use PSpice to simulate the circuit of Example 1-1. Use the PSpice default BJT
QbreakN for switch S1. Use an idealized base drive circuit similar to that of the
gate drive circuit for the MOSFET in Fig. 1-9. Choose an appropriate base
resistance to ensure that the transistor turns on for a transistor hFE of 100. Use the
PSpice default diode Dbreak for switch S2. Display the voltage across the current
source. How do the results differ from those using ideal switches?












C H A P T E R 2
21
Power Computations
2.1 INTRODUCTION
Power computations are essential in analyzing and designing power electronics
circuits. Basic power concepts are reviewed in this chapter, with particular emphasis
on power calculations for circuits with nonsinusoidal voltages and currents.
Extra treatment is given to some special cases that are encountered frequently in
power electronics. Power computations using the circuit simulation program
PSpice are demonstrated.
2.2 POWER AND ENERGY
Instantaneous Power
The instantaneous power for any device is computed from the voltage across it
and the current in it. Instantaneous power is
p(t) _ v(t)i(t) (2-1)
This relationship is valid for any device or circuit. Instantaneous power is
generally a time-varying quantity. If the passive sign convention illustrated in
Fig. 2-1a is observed, the device is absorbing power if p(t) is positive at a
specified value of time t. The device is supplying power if p(t) is negative.
Sources frequently have an assumed current direction consistent with supplying
power. With the convention of Fig. 2-1b, a positive p(t) indicates the
source is supplying power.















CHAPTER 2 Power Computations
Energy
Energy, or work, is the integral of instantaneous power. Observing the passive
sign convention, energy absorbed by a component in the time interval from
t1 to t2 is
(2-2)
If v(t) is in volts and i(t) is in amperes, power has units of watts and energy has
units of joules.
Average Power
Periodic voltage and current functions produce a periodic instantaneous power
function. Average power is the time average of p(t) over one or more periods.
Average power P is computed from
(2-3)
where T is the period of the power waveform. Combining Eqs. (2-3) and (2-2),
power is also computed from energy per period.
(2-4)
Average power is sometimes called real power or active power, especially in ac
circuits. The term power usually means average power. The total average power
absorbed in a circuit equals the total average power supplied.
P_
W
T
P_
1
T 3
t0_T
t0
p(t) dt_
1
T 3
t0_T
t0
v(t)i(t) dt
W_ 3
t2
t1
p(t) dt
i(t) i(t)
v(t)
+
−
v(t)
+
−
(a) (b)
Figure 2-1 (a) Passive
sign convention: p(t) _ 0
indicates power is being
absorbed; (b) p(t) _ 0
indicates power is being
supplied by the source.



Power and Energy
Voltage and current, consistent with the passive sign convention, for a device are shown
in Fig. 2-2a and b. (a) Determine the instantaneous power p(t) absorbed by the device.
(b) Determine the energy absorbed by the device in one period. (c) Determine the average
power absorbed by the device.
■ Solution
(a) The instantaneous power is computed from Eq. (2-1). The voltage and current are
expressed as
Instantaneous power, shown in Fig. 2-2c, is the product of voltage and current and
is expressed as
p(t)_ c
400 W
_300 W
0
0 _ t _ 6 ms
6 ms _ t _ 10 ms
10 ms _ t _ 20 ms
i(t)_ b 20 V
_15 A 0 _ t _ 6 ms
6 ms _ t _ 20 ms
v(t)_ b 20V
0 0 _ t _ 10 ms
10 ms _ t _ 20 ms
EXAMPLE 2-1
Figure 2-2 Voltage, current, and instantaneous power for Example 2-1.



















CHAPTER 2 Power Computations
(b) Energy absorbed by the device in one period is determined from Eq. (2-2).
(c) Average power is determined from Eq. (2-3).
Average power could also be computed from Eq. (2-4) by using the energy per period
from part (b).
A special case that is frequently encountered in power electronics is the power
absorbed or supplied by a dc source. Applications include battery-charging circuits
and dc power supplies. The average power absorbed by a dc voltage source
v(t) _ Vdc that has a periodic current i(t) is derived from the basic definition of
average power in Eq. (2-3):
Bringing the constant Vdc outside of the integral gives
The term in brackets is the average of the current waveform. Therefore, average
power absorbed by a dc voltage source is the product of the voltage and the
average current.
(2-5)
Similarly, average power absorbed by a dc source i(t) _ Idc is
Pdc_IdcVavg (2-6)
Pdc_Vdc Iavg
Pdc_VdcC
1
T 3
t0_T
t0
i(t) dt S
Pdc_
1
T 3
t0_T
t0
v(t)i(t) dt_
1
T 3
t0_T
t0
Vdc i(t) dt
P_
W
T
_
1.2 J
0.020 s
_60 W
_
2.4_1.2_0
0.020
_60 W
P_
1
T3
T
0
p(t) dt_
1
0.020 P 3
0.006
0
400 dt_ 3
0.010
0.006
_300 dt_ 3
0.020
0.010
0 dtQ
W_3
T
0
p(t) dt_ 3
0.006
0
400 dt_ 3
0.010
0.006
_300 dt _ 3
0.020
0.010
0 dt_2.4_1.2_1.2 J

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1.8 BibliographyFigure 1-18 The Options menu for settings that can solve convergence problems. RELTOLand ITL4 have been changed here.Figure 1-19 RC circuit to aid in PSpice convergence.Add an RC “snubber” circuit. A series resistance and capacitance with asmall time constant can be placed across switches to prevent voltagesfrom changing too rapidly. For example, placing a series combination ofa 1-k_ resistor and a 1-nF capacitor in parallel with a diode (Fig. 1-19)may improve convergence without affecting the simulation results.1.8 BIBLIOGRAPHYM. E. Balci and M. H. Hocaoglu, “Comparison of Power Definitions for ReactivePower Compensation in Nonsinusoidal Circuits,” International Conference onHarmonics and Quality of Power, Lake Placid, N.Y. 2004.CHAPTER 1 IntroductionL. S. Czarnecki, “Considerations on the Reactive Power in Nonsinusoidal Situations,”International Conference on Harmonics in Power Systems, Worcester PolytechnicInstitute, Worcester, Mass., 1984, pp 231–237.A. E. Emanuel, “Powers in Nonsinusoidal Situations, A Review of Definitionsand Physical Meaning,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 5, no. 3,July 1990.G. T. Heydt, Electric Power Quality, Stars in a Circle Publications, West Lafayette,Ind., 1991.W. Sheperd and P. Zand, Energy Flow and Power Factor in Nonsinusoidal Circuits,Cambridge University Press, 1979.Problems1-1. The current source in Example 1-1 is reversed so that positive current is upward.แหล่งที่มาปัจจุบันจะเชื่อมต่อไปยังแหล่งแรงดันสลับ ปิดS1 และ S2 วาดเป็นวงจรที่มีแบบมอสเฟตและไดโอดทำสลับ1-2 การจำลองวงจรในตัวอย่าง 1-1 ใช้ PSpice ใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุมสลับ Sbreak S1 และไดโอด Dbreak สำหรับ S2 (ก) แก้ไขรุ่น PSpiceidealize วงจรโดย RON = 0.001 _สำหรับสวิตช์และ n = 0.001 สำหรับการไดโอด แสดงแรงดันไฟฟ้าคร่อมต้นปัจจุบันในโพรบ (ข) ใช้ร่อน = 0.1 _ใน Sbreak และ n = 1 (ค่าเริ่มต้น) สำหรับไดโอด อย่างไรผลลัพธ์ของชิ้นส่วนตัว และ b แตกต่างกันหรือไม่1-3. รุ่น IRF150 เดอะเพาเวอร์มอสเฟตเป็นรี EVAL ที่มาพร้อมกับการรุ่นสาธิตของ PSpice จำลองวงจรในตัวอย่าง 1-1 ใช้การIRF150 มอสเฟตที่และเริ่มต้นไดโอดแบบ Dbreak สำหรับ S2 ใช้การประตู idealized ไดรฟ์วงจรคล้ายกับที่ของ Fig. 1-16 แสดงแรงดันไฟฟ้าข้ามต้นปัจจุบันในโพรบ วิธีทำผลแตกต่างจากผู้ใช้สวิตช์ที่เหมาะหรือไม่1-4 การใช้ PSpice การจำลองวงจรตัวอย่าง 1-1 ใช้ PSpice เริ่มภูมิใจไทยQbreakN สำหรับสวิตช์ S1 ใช้วงจรไดรฟ์ idealized พื้นฐานคล้ายกับการวงจรขับรถประตูสำหรับมอสเฟตใน Fig. 1-9 เลือกเป็นฐานที่เหมาะสมต้านทานเพื่อให้มั่นใจว่า ทรานซิสเตอร์ที่เปิดสำหรับ hFE ทรานซิสเตอร์ 100 ใช้การPSpice เริ่มต้นไดโอด Dbreak สำหรับสวิตช์ S2 แสดงแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันแหล่งที่มา วิธีทำผลแตกต่างจากใช้สวิตช์เหมาะC H A P T E R 221กำลังประมวลผล2.1 บทนำกำลังประมวลผลมีความสำคัญในการวิเคราะห์ และออกแบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังวงจร แนวคิดพื้นฐานพลังงานอนุมัติในบทนี้ โดยเน้นเฉพาะในการคำนวณพลังงานในวงจร nonsinusoidal แรงดันและกระแสการรักษาเสริมให้บางกรณีที่พบบ่อยในอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ใช้โปรแกรมจำลองวงจรหนึ่งพลังงานPSpice จะแสดง2.2 และพลังงานไฟฟ้ากำลังไฟฟ้ากำลังสำหรับอุปกรณ์ใด ๆ จะคำนวณจากแรงดันไฟฟ้าไปและปัจจุบันใน พลังงานกำลังเป็นp(t) _ v(t)i(t) (2 - 1)ความสัมพันธ์นี้ไม่ถูกต้องสำหรับอุปกรณ์หรือวงจร พลังงานกำลังเป็นโดยทั่วไปแตกต่างกันเวลาปริมาณการ ถ้าลงแฝง ประชุมแสดงในสังเกต fig. 2-1a อุปกรณ์ ดูดซับพลังงานถ้า p(t) เป็นจำนวนเต็มบวกที่มีค่าที่ระบุของเวลา t อุปกรณ์คือขายพลังงานถ้า p(t) เป็นค่าลบแหล่งที่มามักจะมีการปลอมปัจจุบันทิศทางสอดคล้องกับการจัดหาพลังงาน มีการประชุมของ Fig. 2-1b, p(t) บวกบ่งชี้ว่า การแหล่งจำหน่ายพลังงาน บทที่ 2 พลังงานหนึ่งพลังงานพลังงาน หรืองาน เป็นทฤษฎีบูรณาการพลังงานกำลัง สังเกตแฝงลงทะเบียนประชุม พลังงานเข้ากับคอมโพเนนต์ในช่วงเวลาตั้งแต่t1 กับ t2 ได้(2-2)ถ้า v(t) เป็นโวลต์ และ i(t) เป็น amperes ไฟฟ้ามีหน่วยวัตต์ และพลังงานได้หน่วยของ joulesพลังงานเฉลี่ยแรงเป็นครั้งคราวและฟังก์ชันปัจจุบันผลิตพลังงานกำลังเป็นครั้งคราวฟังก์ชันการ พลังงานเฉลี่ยเป็นค่าเฉลี่ยเวลาของ p(t) ผ่านรอบระยะเวลา หนึ่งคำนวณจากพลังงานเฉลี่ย P(2-3)ที่ T คือ คาบเวลาของรูปคลื่นไฟฟ้า รวม Eqs (2-3) และ (2-2),นอกจากนี้ยังมีคำนวณพลังงานจากพลังงานต่อรอบระยะเวลา(2-4)พลังงานเฉลี่ยบางครั้งเรียกว่าไฟฟ้าจริงหรือกำลังใช้งานอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน acวงจร พลังงานระยะมักจะหมายถึง การใช้พลังงานเฉลี่ย พลังงานโดยเฉลี่ยรวมดูดซึมในวงจรเท่ากับพลังงานเฉลี่ยรวมที่ให้การP_WTP_1T 3t0_Tt0p(t) dt_1T 3t0_Tt0v(t)i(t) dtW_ 3t2t1p(t) dti(t) i(t)v(t)+−v(t)+−(ก) (ข)รูป 2-1 (a) แฝงลงทะเบียนประชุม: p(t) _ 0บ่งชี้ว่า กำลังไฟฟ้าดูดซึม (ข) p(t) _ 0บ่งชี้ว่า กำลังไฟฟ้าจัดตามแหล่งที่มาพลังงานและพลังงานแสดงแรงดันและกระแส สอดคล้องกับอนุสัญญาลงนามแฝง อุปกรณ์ใน Fig. 2 2a และ b (a) กำหนด p(t) กำลังไฟฟ้าเข้ากับอุปกรณ์(ข) กำหนดพลังงานดูดซึม โดยอุปกรณ์ในรอบระยะเวลาหนึ่ง (ค) กำหนดว่าค่าเฉลี่ยเข้ากับอุปกรณ์ไฟฟ้า■โซลูชัน(ก) อำนาจกำลังคำนวณจาก Eq. (2-1) แรงดันและกระแสแสดงเป็นไฟฟ้ากำลัง แสดงใน Fig. c 2-2 เป็นผลคูณของแรงดันไฟฟ้าและกระแส และแสดงเป็นc _ p (t)400 W_300 W00 _ t _ 6 ms6 ms _ t _ 10 ms10 ms _ t _ 20 msb _ i (t) 20 V_15 _ t 0 _เป็น 6 ms6 ms _ t _ 20 msv (t) _ b 20V0 _ 0 _ t 10 ms10 ms _ t _ 20 msตัวอย่างที่ 2-1รูปที่ 2-2 ปัจจุบัน และกำลังไฟฟ้าแรงเช่น 2-1บทที่ 2 พลังงานหนึ่ง(ข) พลังงานดูดซึมอุปกรณ์ในรอบระยะเวลาหนึ่งจะถูกกำหนดจาก Eq. (2-2)(c) พลังงานเฉลี่ยจะกำหนดจาก Eq. (2-3)พลังงานเฉลี่ยสามารถยังสามารถคำนวณจาก Eq. (2-4) โดยการใช้พลังงานต่อรอบระยะเวลาจากชิ้นส่วน (b)กรณีพิเศษที่พบบ่อยในอิเล็กทรอนิกส์กำลังเป็นอำนาจดูดซึม หรือให้มา โดยแหล่ง dc วงจรชาร์จแบตเตอรี่รวมถึงโปรแกรมประยุกต์และ dc เพาเวอร์ซัพพลาย การเฉลี่ยพลังงานดูดซึมจากแหล่งแรงดัน dcv(t) _ Vdc ที่มีการ i(t) ปัจจุบันเป็นครั้งคราวมานิยามพื้นฐานของพลังงานเฉลี่ยใน Eq. (2-3):นำ Vdc คงที่นอกให้เป็นคำในวงเล็บคือ ค่าเฉลี่ยของรูปคลื่นปัจจุบัน ดังนั้น เฉลี่ยพลังงานที่ดูดซึมจากแหล่งแรงดัน dc เป็นผลคูณของแรงดันไฟฟ้าและค่าเฉลี่ยปัจจุบัน(2-5)ในทำนองเดียวกัน มีพลังงานเฉลี่ยเข้าเป็น dc แหล่ง i(t) _ IdcPdc_IdcVavg (2-6)Pdc_Vdc IavgPdc_VdcC1T 3t0_Tt0i(t) ดีทีเอสPdc_1T 3t0_Tt0v(t)i(t) dt_1T 3t0_Tt0Vdc i(t) dtP_WT_1.2 เจ0.020 s_60 W_2.4_1.2_00.020_60 WP_1T3T0p(t) dt_13 P 0.0200.0060400 dt_ 30.0100.006_300 dt_ 30.0200.0100 dtQW_3T0p(t) dt_ 30.0060400 dt_ 30.0100.006_300 dt _ 30.0200.0100 dt_2.4_1.2_1.2 J

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1.8 บรรณานุกรมรูปที่ 1-18 เมนูตัวเลือกสำหรับการตั้งค่าที่สามารถแก้ปัญหาการบรรจบกัน RELTOL ITL4 และมีการเปลี่ยนแปลงที่นี่. รูปที่ 1-19 วงจร RC ที่จะช่วยในการบรรจบ PSPICE. เพิ่ม RC "snubber" วงจร ชุดต้านทานและความจุที่มีเวลาคงที่ขนาดเล็กสามารถอยู่ทั่วสวิทช์เพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเกินไป ยกตัวอย่างเช่นการวางรวมกันชุดของตัวต้านทาน 1 k_ และตัวเก็บประจุ 1 nF ขนานกับไดโอด (รูป. 1-19) อาจปรับปรุงการบรรจบกันโดยไม่มีผลต่อผลการจำลอง. บรรณานุกรม 1.8 เมตร อี Balci และ MH Hocaoglu "การเปรียบเทียบความหมายไฟฟ้าสำหรับปฏิกิริยาค่าตอบแทนการใช้พลังงานในวงจร Nonsinusoidal "ในการประชุมนานาชาติฮาร์มอนิและคุณภาพของพาวเวอร์, Lake Placid, นิวยอร์กปี 2004 บทที่ 1 บทนำลิตร เอส Czarnecki "ข้อควรพิจารณาในการใช้พลังงานปฏิกิริยาในสถานการณ์ Nonsinusoidal" การประชุมนานาชาติฮาร์มอนิในระบบไฟฟ้า, Worcester Polytechnic Institute, Worcester, Mass. 1984, หน้า 231-237. AE มานูเอล "อำนาจในสถานการณ์ Nonsinusoidal ทบทวน ของคำนิยามและความหมายทางกายภาพ "ธุรกรรมอีอีอีจัดส่งพลังงานฉบับ 5 ไม่มี 3 กรกฎาคม 1990 GT Heydt, ไฟฟ้าคุณภาพดาวในสิ่งพิมพ์ Circle, เวสต์ลาฟาแยตInd. 1991 ดับบลิว Sheperd พี Zand ไหลและเพาเวอร์แฟพลังงานในวงจร Nonsinusoidal, Cambridge University Press, 1979 ปัญหา1-1 มาในปัจจุบันในตัวอย่างที่ 1-1 จะถูกกลับรายการเพื่อให้ปัจจุบันในเชิงบวกคือขึ้น. มาในปัจจุบันคือการเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันโดยสลับปิดS1 และ S2 วาดวงจรที่มีมอสเฟตและไดโอดที่จะบรรลุนี้สลับ. 1-2 จำลองวงจรในตัวอย่างที่ 1-1 ใช้ PSPICE ใช้แรงดันไฟฟ้าที่ควบคุมสวิทช์สำหรับ Sbreak S1 และ Dbreak ไดโอดสำหรับ S2 (ก) การแก้ไขรุ่น PSPICE เพื่ออุดมคติวงจรโดยใช้ RON = 0.001 _ สำหรับสวิทช์และ n = 0.001 สำหรับไดโอด แสดงแรงดันไฟฟ้าในแหล่งที่มาในปัจจุบันในการแสดงความคิดเห็น (ข) การใช้ RON = 0.1 _ ใน Sbreak และ n = 1 (ค่าเริ่มต้น) สำหรับไดโอด วิธีการทำผลของชิ้นส่วนและ b แตกต่างกัน? 1-3 รูปแบบ MOSFET พลังงาน IRF150 อยู่ในห้องสมุด EVAL ที่มาพร้อมกับรุ่นสาธิตของ PSPICE จำลองวงจรในตัวอย่างที่ 1-1 โดยใช้IRF150 สำหรับ MOSFET และรูปแบบไดโอดเริ่มต้น Dbreak สำหรับ S2 ใช้ประตูวงจรไดรฟ์เงียบสงบคล้ายกับที่ของรูป 1-16 แสดงแรงดันไฟฟ้าในแหล่งที่มาในปัจจุบันในการแสดงความคิดเห็น วิธีทำผลแตกต่างจากผู้ที่ใช้สวิทช์ที่เหมาะ? 1-4 ใช้ PSPICE เพื่อจำลองวงจรของตัวอย่าง 1-1 ใช้ PSPICE เริ่มต้น BJT QbreakN สำหรับสวิตช์ S1 ใช้ฐานวงจรไดรฟ์เงียบสงบคล้ายกับที่ของประตูวงจรไดรฟ์สำหรับมอสเฟตในรูป 1-9 เลือกฐานที่เหมาะสมต้านทานเพื่อให้แน่ใจว่าทรานซิสเตอร์จะเปิดสำหรับ HFE ทรานซิสเตอร์ 100 ใช้ไดโอดเริ่มต้น PSPICE Dbreak สำหรับสวิตช์ S2 แสดงแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันแหล่งที่มา วิธีทำผลแตกต่างจากผู้ที่ใช้สวิทช์ที่เหมาะ? บทที่ 2 21 การคำนวณพลังงาน2.1 บทนำคำนวณพลังงานที่มีความจำเป็นในการวิเคราะห์และการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังวงจร แนวคิดพื้นฐานพลังงานจะมีการทบทวนในบทนี้มีความสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการคำนวณพลังงานสำหรับวงจรที่มีแรงดันไฟฟ้าและกระแส nonsinusoidal. การรักษาเป็นพิเศษจะได้รับบางกรณีพิเศษที่จะพบบ่อยในอิเล็กทรอนิกส์กำลัง คำนวณพลังงานโดยใช้โปรแกรมจำลองวงจรPSPICE จะแสดงให้เห็น. 2.2 กำลังและพลังงานไฟฟ้าทันทีอำนาจทันทีสำหรับอุปกรณ์ใด ๆ คือการคำนวณจากแรงดันไฟฟ้าข้ามมันและปัจจุบันอยู่ในนั้น พลังงานทันทีคือพี (t) _ โวลต์ (t) ฉัน (t) (2-1) ความสัมพันธ์นี้มีผลบังคับใช้สำหรับอุปกรณ์หรือวงจร พลังงานทันทีคือโดยทั่วไปปริมาณเวลาที่แตกต่างกัน หากการประชุมสัญญาณเรื่อย ๆ แสดงในรูปที่ 2-1a เป็นที่สังเกตอุปกรณ์ที่ดูดซับพลังงานถ้าพี (t) เป็นบวกในค่าที่กำหนดของเวลา t อุปกรณ์จ่ายไฟถ้าพี (t) เป็นลบ. แหล่งที่มามักมีทิศทางในปัจจุบันสันนิษฐานว่าสอดคล้องกับการจัดหาพลังงาน ด้วยการประชุมของรูป 2-1b, บวกพี (t) ระบุแหล่งที่มาคือการจัดหาพลังงาน. บทที่ 2 เพาเวอร์คำนวณพลังงานพลังงาน, หรือที่ทำงานเป็นส่วนประกอบสำคัญของการใช้พลังงานทันที สังเกตเรื่อย ๆการประชุมเข้าสู่ระบบพลังงานดูดซึมโดยส่วนประกอบในช่วงเวลาจากการ t1 t2 คือ(2-2) ถ้าโวลต์ (t) อยู่ในโวลต์และฉัน (t) อยู่ในแอมแปร์พลังงานมีหน่วยวัตต์และพลังงานมีหน่วยงานของจูลส์. เฉลี่ยไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าธาตุและฟังก์ชั่นในปัจจุบันการผลิตพลังงานทันทีเป็นระยะ ๆฟังก์ชั่น ไฟโดยเฉลี่ยเป็นเวลาเฉลี่ยของพี (t) ในช่วงเวลาหนึ่งหรือมากกว่า. พีไฟโดยเฉลี่ยจะคำนวณจาก(2-3) ที่ T คือช่วงเวลาของสัญญาณไฟ รวม EQS (2-3) และ (2-2), อำนาจคำนวณจากพลังงานต่อระยะเวลา. (2-4) ไฟโดยเฉลี่ยบางครั้งเรียกว่าอำนาจที่แท้จริงหรือพลังงานที่ใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระแสสลับวงจร พลังงานระยะมักจะหมายถึงพลังงานเฉลี่ย ค่าเฉลี่ยรวมพลังดูดซึมในวงจรอำนาจเท่ากับค่าเฉลี่ยรวมที่จัด. P_ W T P_ 1 T 3 t0_T t0 พี (t) dt_ 1 T 3 t0_T t0 โวลต์ (t) ฉัน (t) dt W_ 3 t2 t1 พี (t ) dt ฉัน (t) ฉัน (t) โวลต์ (t) + - โวลต์ (t) + - (ก) (ข) รูปที่ 2-1 (ก) แบบ Passive ประชุมสัญญาณ: p (t) _ 0 บ่งชี้ว่ากำลังจะถูกดูดซึม ; (ข) พี (t) _ 0 บ่งชี้ว่ากำลังจะถูกจัดทำโดยแหล่งที่มา. กำลังและพลังงานและแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันสอดคล้องกับการประชุมเข้าสู่ระบบเรื่อย ๆ , สำหรับอุปกรณ์ที่จะแสดงในรูปที่ 2-2a และ B (ก) การตรวจสอบทันทีพีเพาเวอร์ (t) ดูดซึมโดยอุปกรณ์. (ข) ตรวจสอบพลังงานที่ดูดซึมโดยอุปกรณ์ในระยะเวลาหนึ่ง (ค) กำหนดค่าเฉลี่ยของพลังงานดูดซึมโดยอุปกรณ์. ■โซลูชั่น(ก) ให้อำนาจทันทีคือการคำนวณจากสมการ (2-1) แรงดันและกระแสจะแสดงเป็นพลังงานทันทีที่แสดงในรูป 2-2c เป็นผลิตภัณฑ์ของแรงดันไฟฟ้าและปัจจุบันและจะแสดงเป็นพี (t) _ ค400 W _300 W 0 0 _ _ ที 6 มิลลิวินาที6 มิลลิเ _ _ 10 มิลลิวินาที10 มิลลิเ _ _ 20 มิลลิวินาทีฉัน (t) _ ข 20 V _15 0 _ _ ที 6 มิลลิวินาที6 มิลลิเ _ _ 20 มิลลิโวลต์ (t) _ ข 20V 0 0 _ _ ที 10 มิลลิวินาที10 มิลลิเ _ _ 20 มิลลิวินาทีตัวอย่าง 2-1 รูปที่ 2-2 แรงดันไฟฟ้า ปัจจุบันและศักยภาพที่รวดเร็วสำหรับตัวอย่าง 2-1. บทที่ 2 เพาเวอร์คำนวณ(ข) พลังงานดูดซึมโดยอุปกรณ์ในระยะเวลาหนึ่งจะถูกกำหนดจากสมการ (2-2). (c) ไฟโดยเฉลี่ยจะถูกกำหนดจากสมการ (2-3). ไฟโดยเฉลี่ยอาจจะมีการคำนวณจากสมการ (2-4) โดยใช้พลังงานต่อระยะเวลาจากส่วนหนึ่ง (ข). กรณีพิเศษที่จะพบบ่อยในพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานที่ถูกดูดซึมหรือจัดทำโดยแหล่ง dc ใช้งานรวมถึงวงจรการชาร์จแบตเตอรี่และอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง พลังงานเฉลี่ยดูดซึมโดยแหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงโวลต์ (t) _ Vdc ที่มีในปัจจุบันเป็นระยะ ๆ ผม (t) ที่ได้มาจากความหมายพื้นฐานของพลังงานเฉลี่ยในสมการ (2-3): นำนอก Vdc คงที่หนึ่งให้คำในวงเล็บเป็นค่าเฉลี่ยของสัญญาณปัจจุบัน ดังนั้นเฉลี่ยพลังดูดซึมโดยแหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเป็นผลิตภัณฑ์ของแรงดันไฟฟ้าและปัจจุบันเฉลี่ย. (2-5) ในทำนองเดียวกันพลังงานเฉลี่ยดูดซึมโดยแหล่ง dc ฉัน (t) _ ไอดีซีเป็นPdc_IdcVavg (2-6) Pdc_Vdc Iavg Pdc_VdcC 1 T 3 t0_T t0 ฉัน (t) dt S Pdc_ 1 T 3 t0_T t0 โวลต์ (t) ฉัน (t) dt_ 1 T 3 t0_T t0 Vdc ฉัน (t) dt P_ W T _ 1.2 J 0.020 s _60 W _ 2.4 _1.2_0 0.020 _60 W P_ 1 T3 T 0 พี (t) dt_ 1 P 3 0.020 0.006 0 400 dt_ 3 0.010 0.006 _300 dt_ 3 0.020 0.010 0 DTQ W_3 T 0 พี (t) dt_ 3 0.006 0 400 dt_ 3 0.010 0.006 _300 dt _ 3 0.020 0.010 0 dt_2.4_1.2_1.2 J

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1.8 บรรณานุกรม




รูปที่ 1-18 เมนูตัวเลือกสำหรับการตั้งค่าที่สามารถแก้ไขปัญหา บรรจบกัน . และมีการเปลี่ยนแปลง reltol
itl4 ที่นี่


รูปที่ 1-19 RC วงจรเพื่อช่วยเหลือในกระแส Convergence

เพิ่ม RC " วงจรคนชอบดูถูกคนอื่น " ชุดความต้านทานและความจุไฟฟ้าคงที่เวลา
ขนาดเล็กสามารถวางข้ามสวิตช์ป้องกันแรงดันไฟฟ้า
จากการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วมาก ตัวอย่างเช่นการรวมกันของการวางชุด 1-k_ ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุในแบบคู่ขนานกับ 1-nf ไดโอด ( รูปที่ 1-19 )
อาจปรับปรุงการบรรจบกันโดยไม่มีผลต่อผล .

. . balci 1.8 บรรณานุกรมและ M . H . hocaoglu " การเปรียบเทียบอำนาจคำนิยามสำหรับปฏิกิริยาพลังงานชดเชยวงจร nonsinusoidal

" การประชุมวิชาการนานาชาติ เรื่อง ฮาร์มอนิก และคุณภาพของพลังงาน , Lake Placid , นิวยอร์ก2004 .
















บทที่ 1 แนะนำ
. S . czarnecki " ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับพลังงาน reactive ในสถานการณ์ nonsinusoidal "
การประชุมระหว่างประเทศเกี่ยวกับฮาร์มอนิก ในระบบพลังงาน , Worcester สารพัดช่าง
สถาบัน Worcester , มวล . , 1984 , pp 231 - 237 .
. E . เอ็มมานูเอล " พลังในสถานการณ์ nonsinusoidal ทบทวนคำนิยาม
, และทางกายภาพหมายถึง " พลังงานซื้อขายส่ง ,Vol 5 , ฉบับที่ 3 , กรกฎาคม 2533
.
G . T . Heydt , คุณภาพไฟฟ้า , ดาวในแวดวงสิ่งพิมพ์ , West Lafayette
w
Ind . , 1991 และ เชพเพิดหน้าแซนด์ ปัจจัยในการ nonsinusoidal วงจรการไหลและพลังงานพลังงาน
มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์กด 2522 ปัญหา

1-1 แหล่งที่มาปัจจุบันในตัวอย่าง 1-1 คือย้อนกลับดังนั้นปัจจุบันบวกขึ้น .
แหล่งที่มาปัจจุบันจะต้องเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดัน โดยสลับกันปิด
S1 และ S2 . วาดวงจรที่มี MOSFET และเปลี่ยนไดโอดเพื่อให้บรรลุนี้
.
1-2 . จำลองวงจรตัวอย่าง 1-1 โดยใช้โปรแกรม . ใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุม
สลับ sbreak สำหรับ S1 และ S2 dbreak ไดโอดสำหรับ . ( (

) แก้ไขแบบอุดมคตินิยมวงจรโดยใช้รอน = 0001 _ สำหรับสวิทช์และ n = 0.001 สำหรับ
ไดโอด แสดงความต่างศักย์ของแหล่งที่มาปัจจุบันในการสอบสวน ( ข ) ใช้รอน = 0.1 _
ใน sbreak และ n = 1 ( ค่าเริ่มต้น ) สำหรับไดโอด ทำไมผลส่วน
A และ B แตกต่างกัน ?
1-3 การ irf150 เพาเวอร์มอสเฟตแบบในการประเมินผลห้องสมุดที่มาพร้อมกับ
รุ่นสาธิตของโปรแกรม . จำลองวงจรตัวอย่าง 1-1 โดยใช้
irf150 สำหรับ MOSFET และ dbreak ไดโอดแบบเริ่มต้นสำหรับ S2 . ใช้
อุดมคติวงจรขับเกตคล้ายกับที่ของรูปที่ 1-16 . แสดงแรงดัน
ข้ามกระแสในการสอบสวน ทำไมผลแตกต่างจากการใช้
สวิตช์ที่เหมาะ
1-4 ใช้โปรแกรมจำลองวงจรตัวอย่าง 1-1 ใช้โปรแกรมเริ่มต้น BJT
qbreakn สำหรับสวิทช์ S1 .ใช้ขับเบสอุดมคติวงจรคล้ายกับที่ของ
ประตูวงจรขับสำหรับ MOSFET ในรูปไปแล้ว เลือกที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าต้านทาน
ฐานเปิดสำหรับทรานซิสเตอร์ทรานซิสเตอร์ hfe 100 ใช้สำหรับเปลี่ยนไดโอด dbreak เริ่มต้น
( S2 . แสดงความต่างศักย์ของแหล่งที่มาปัจจุบัน

ทำไมผลแตกต่างจากการใช้สวิตช์ที่เหมาะ












C H A R T E
2 p21


พลังอำนาจต่างๆ 2.1 แนะนำการคำนวณที่จำเป็นในการวิเคราะห์และออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์
พลัง . แนวคิดพลังพื้นฐานได้ในบทนี้กับ
เฉพาะเน้นพลังการคำนวณสำหรับวงจรที่มีแรงดันและกระแส nonsinusoidal .
เสริมการรักษาให้กับบางกรณีพิเศษที่พบบ่อยใน
อิเล็กทรอนิกส์ไฟฟ้าพลังการคำนวณโดยใช้โปรแกรมจำลองวงจรไฟฟ้ากระแสให้
.
2 พลังงาน

" พลังอำนาจ " สำหรับอุปกรณ์ใด ๆ จะคำนวณจากความต่างศักย์มัน
และปัจจุบันใน " พลังคือ
p ( t ) _ V ( T ) ( T ) ( 2-1 )
ความสัมพันธ์นี้สามารถใช้ได้สำหรับอุปกรณ์ใด ๆหรือวงจร " พลังคือ
โดยทั่วไปเกิดปริมาณถ้าการประชุมลงเรื่อยๆแสดงในรูปที่ 2-1a
เป็นที่สังเกตอุปกรณ์ดูดซับพลังถ้า p ( t ) เป็นบวกที่
ระบุคุณค่าของเวลา . อุปกรณ์การจัดหาพลังงานถ้า p ( t ) เป็นลบ
แหล่งมักมีสันนิษฐานปัจจุบันทิศทางสอดคล้องกับการจัดหา
พลัง กับการประชุมของรูปที่ 2-1b บวก P ( t ) พบว่าแหล่งการจัดหาพลังงาน
















.บทที่ 2 พลังงาน

รูปพลังงาน หรือการทำงานเป็นส่วนหนึ่งของระบบพลังงาน สังเกตการประชุม
ป้ายเรื่อยๆ พลังงานถูกดูดซึมโดยคอมโพเนนต์ในช่วงเวลาจาก T1 กับ T2


ถ้าเป็น ( 2-2 ) V ( T ) ในโวลต์และฉัน ( t ) เป็นแอมป์ พลังงานมีหน่วยวัตต์ และพลังงาน มีหน่วย จูล


พลังงานเฉลี่ยแรงดันเป็นระยะและการทำงานในปัจจุบันสร้างฟังก์ชันพลังงาน
" เป็นระยะ ๆ พลังงานเฉลี่ยเป็นเวลาเฉลี่ยของ P ( T ) มากกว่าหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งช่วง พลังงานเฉลี่ยจะคำนวณจาก P

( 2-3 )
เมื่อ t คือเวลาของไฟสัญญาณ รวม EQS . ( 3 ) และ ( 2-2 ) ,
พลังยังคำนวณได้จากการใช้พลังงานต่อระยะเวลา ( 2-4 ) .

พลังเฉลี่ยคือบางครั้งเรียกว่า พลังที่แท้จริง หรือใช้อำนาจโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

คำว่าอำนาจ มักจะหมายถึง พลังงานเฉลี่ย
รวมพลังงานเฉลี่ยดูดซึมในวงจรเท่ากับเฉลี่ยรวมพลังมา p_
w
T
T
p_
1
3
t0_t
t0
p ( t ) dt_
1
3
t t0_t
t0
V ( T ) ( T ) T2
3

w_ แฟรช T1
P ( T ) ( T ) DT
( t )
V ( t )


V −− ( T )


( ก ) ( ข ) ( A )

รูปที่ 2-1 เซ็นอนุสัญญาเรื่อยๆ : P ( t ) _ 0

แสดงพลังกำลังดูดซึม ; ( B ) P ( T ) _ 0

แสดงพลังกำลังจัดหาแหล่งพลังงาน




แรงดันและกระแสให้สอดคล้องกับอนุสัญญาลงเรื่อยๆ เพราะอุปกรณ์จะแสดงในรูป
2-2a และ B ( ) ตรวจสอบไฟทันที P ( T ) ดูดซึมโดยอุปกรณ์ .
( b ) ตรวจสอบพลังงานดูดซึมโดยอุปกรณ์ใน ระยะเวลา ( ค ) กำหนดอำนาจดูดซึมโดยเฉลี่ย


■อุปกรณ์ โซลูชั่น ( ) พลังทันทีจะคำนวณจากอีคิว( 2-1 ) แรงดันและกระแส

" แสดงเป็นพลังที่แสดงในรูปที่ 2-2c เป็นผลิตภัณฑ์ของแรงดันและกระแสและ

) เป็น p ( t ) _ C
w
_300 400 W
0
0 _ T _ 6
6 T _ _ MS MS MS MS _ 10
10 ที _ 20 ms
( t ) _ B 20 V
_15 0 _ T MS MS _ _ 6
6 T _ 20 ms
V ( t ) _ B 20v
0 0 _ T _ 10 ms
10 ms _ T _ 20 ms

รูปตัวอย่าง 2-1 2-2 แรงดัน กระแส และ พลังงานฉับพลันตัวอย่างเช่น 2-1 .



บทที่ 2















การคำนวณพลังงาน
( b ) พลังงานดูดซึมโดยอุปกรณ์ในเวลาหนึ่งจะถูกกำหนดจากอีคิว ( 2-2 )
( C ) พลังงานเฉลี่ยจะถูกกำหนดจากอีคิว ( 2-3 ) .
พลังงานเฉลี่ยอาจจะคำนวณจากอีคิว ( 2-4 ) โดยการใช้พลังงานต่อระยะเวลา
ส่วน ( ข )
เป็นกรณีพิเศษที่พบบ่อยในอิเล็กทรอนิกส์กำลังคือพลัง
ดูดซึมหรือจัดทําโดย DC แหล่งโปรแกรมรวมวงจรไฟ DC
ชาร์จและแบตเตอรี่ ค่าเฉลี่ยพลังงานดูดซึมโดย DC แรงดันแหล่ง
V ( t ) _ VDC มีตารางธาตุปัจจุบัน ( T ) ได้มาจากนิยามพื้นฐานของ
พลังงานเฉลี่ยในอีคิว ( 2-3 ) :
เอา VDC คงที่นอกหนึ่งให้
ระยะในวงเล็บคือเฉลี่ยรูปคลื่นกระแส ดังนั้น เฉลี่ย
อำนาจดูดซึมโดยแหล่งจ่ายแรงดันดีซีเป็นผลิตภัณฑ์ของแรงดันและกระแสเฉลี่ย
.
( 2-5 )
โดยเฉลี่ยพลังงานดูดซึมโดย DC แหล่งฉัน ( T ) _ IDC
pdc_idcvavg ( 2-6 )

pdc_vdc iavg pdc_vdcc
1
3
t t0_t
t0
i ( t ) DT S
3
pdc_
1
t t0_t
t0
V ( T ) ( T ) dt_
1
t
t0
3
t0_t VDC ( T )
w

p_ DT T
_
J

_60 1.2 0.020 s w



_60 _ 2.4_1.2_0 0.020 p_
w
1
t3
T
0
p ( t ) dt_
1
3
0.006 0.020 P
0
3
400 dt_ 0.010
0006
3
_300 dt_ 0.020
0.010
0
dtq w_3
T
0
p ( t ) dt_ 0.006
0
3
3

400 dt_ 0.010 0.006
_300 DT _ 0.020
3

0 J






dt_2.4_1.2_1.2 0.010