现代电路分析
现代电力电子技术
uL
u2
E
+
-
触发电路产生的触发脉冲须满足下列要求： 足够的功率； 一定的宽度； 与主电路同步； 一定的移相范围。
产生的方式： 单结晶体管触发电路； 集成触发电路。
1
2
第3节 晶闸管触发电路
一、单结晶体管触发电路
等效电路
E
B2
B1
RB2
RB1
管内基极 体电阻
E
（发射极）
B2
（第二基极）
当 L >> R时， ILT在整个周期中可近似 看做直流。
5
晶闸管的中电流
IT =
IT =
平均值:
有效值:
晶闸管的选择
晶闸管电压 > （1.5 ~ 2）U2M
晶闸管电流
> （1.5）×
二、单相桥式半控整流电路
1、
电阻性负载桥式可控整流电路
（1）电路及工作原理
u2 > 0的导通路径：
u2 (A)
三、 特性与参数
1、特性
U
I
URSM
UFSM
URRM
IH
UFRM
IF
IG1=0A
IG2
IG3
IG3
IG2
IG1
>
>
正向
反向
2、主要参数
UFRM：
正向断态重复峰值电压。（晶闸管耐压值。 一般取 UFRM = 80% UFSM 。普通晶闸管 UFRM 为 100V~3000V）
URRM：反向重复峰值电压。（控制极断路时， 可以重复作用在晶闸管上的反向重复电 压。一般取URRM = 80% URSM。普通晶 闸管URRM为100V~3000V）
电路基础原理电路故障分析与排除
电路基础原理电路故障分析与排除在现代社会中，电路扮演着极其重要的角色。
从电脑、手机到家用电器，几乎所有的设备和装置都离不开电路。
它是将电能转化为可用能源的重要手段。
然而，电路故障时有发生，因此了解电路基础原理，并学会分析和排除故障是非常重要的。
本文将深入探讨电路基础原理，以及如何识别和解决电路故障。
电路的基础原理涉及电路中电流、电压和电阻的关系。
根据欧姆定律，电路中的电流（I）等于电压（V）除以电阻（R）。
这个简单的公式是理解电路运行机制的基石。
理解欧姆定律的原理后，我们可以更好地分析和解决各种电路故障。
电路故障的种类多种多样，可能包括短路、开路、电压过高或过低等问题。
为了正确诊断和解决故障，我们可以采取一系列的步骤。
首先，我们需要检查电路中的所有连接部分，确保电线连接良好，没有断裂或松脱。
接下来，我们可以使用万用表或电压表测量电路中的电压和电流。
如果电压或电流异常，就可以进一步分析可能的故障原因。
例如，如果电路中的电压过高，可能是由于电源过载或电阻值太小。
此时，我们需要检查电源的额定功率和电阻的阻值是否匹配，并对电路进行适当的调整。
另外，过高的电压也可能是由于元器件损坏或电路设计错误导致的。
因此，需要仔细检查各个元器件是否工作正常，或者重新评估电路设计是否存在问题。
另一个常见的电路故障是开路。
开路通常是由断线或元器件烧坏引起的。
为了解决开路问题，我们需要检查电路中的每个连接，确保电线没有断裂。
此外，我们还可以使用万用表进行测量，以确定是否有元器件损坏。
一旦发现元器件损坏，就需要将其更换为一个新的正常元器件。
对于短路故障，我们需要找出导致电流绕过正常路径的原因。
可能是由于电线之间的意外接触造成的。
我们可以仔细检查电路中的每个连接点，确保它们没有接触紧密，或者使用绝缘带进行绝缘处理。
另外，过高的电流也可能是由于电源电压异常或元器件故障导致的。
因此，我们需要检查电源和元器件是否正常工作，并针对具体情况进行相应处理。
现代电路设计第2章无源网络的分析与设计
电路理论与设计
2.2 用部分分式法综合无源网络
利用部分分式法综合实现的网络称为福斯特网络。其中， 只包含电感和电容元件的福斯特网络称为LC福斯特网络。 只包含电阻和电容元件的福斯特网络称为RC福斯特网络。 这些网络都是通过网络的端口特性进行设计的。网络的端口特性可以用阻抗表示，也可以用导纳表示。根据阻抗表示式实现的福斯特网络称为福斯特1型网络，根据导纳表示式实现的福斯特网络称为福斯特2型网络。
现代电路理论与设计
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第２章 无源网络的分析与设计
2.1 用直接法综合无源网络
电路理论与设计
2.1 用直接法综合无源网络
PART 01
电路理论与设计
LC网络
L
C
C
L
L
C
C2
L2
L1
C1
C2
L2
输入阻抗
零、极点的位置
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
LC网络输入阻抗Z(s)零点和极点的特点：
2.1 用直接法综合无源网络
电路理论与设计
从电抗曲线可知,当ω=1时，Z(ω)=-1.于是可求得： H=8/3
(3)所求的阻抗函数为：
2.1 用直接法综合无源网络
(2) 求H: 令s=jω,沿虚轴计算Z(s):
C1
C2
比较
和
可得如下关系：
求得各元件值为：
可用如下电路实现：
2.1 用直接法综合无源网络
例2.5 (a)已知网络的阻抗函数 假设H=1, 求对应的LC福斯特1型网络； (b)假设H=10, 求对应的LC福斯特1型网络； (c)如果Z(s)的表达式中的s用10s代替，求对应的LC福斯特1型网络 。
现代电力系统分析
支路的处理
2.2.2 变压器的电路模型
❖ （4）等效电路 变压器的原边和副边等效方程为：
u1 u2
r1i1
L1
di1 dt
Lm
dim dt
r2i2
L2
di2 dt
(r
4
lnDC R
)iC]
三相线路的自感与互感
❖ 考虑到 DADBDC以及对称运行时，iAiBiC0 三相线路的磁链经过化减后写为矩阵形式可 以表示为：
B A2 0lln1 n1 //(D (R A ))B
ln1/(D A)B ln1/(R)
ln1/(D A)C iA ln1/(D BC )iB
1.2 电力系统结构
❖ 我国电力系统的划分只有输电网和配电网 两部分，负责远距离输送电能的为输电网， 通常为220kV及以上网络；次输电网和配 电网统称为配电网。因此，我国电力系统 中配电网通常又分为高压配电网、中压配 电网和低压配电网。
1.2 电力系统结构
我国配电网的典型结构
1.2 电力系统结构
发电形式的多样化。随着科学技术的不断进步， 电力系统中的发电形式也呈现出多样化的局面。
高度集成的电力系统综合自动化系统。
1.3 电力系统运行要求
❖ 电力系统运行要求
正常 安全 经济 高质量
60万千瓦汽轮机组
1.3 电力系统运行要求
❖ 正常
频率、电压在允许的范围内 没有任何支路过负荷
❖ 安全
在假象合理事故下，系统仍然正常，称为安全。 正常状态分为安全的和不安全的。
❖ 输电线路的物理模型 ❖ 线路的电感 ❖ 线路的电容 ❖ 线路的电阻和电导 ❖ 线路的等值计算模型
现代电路理论第一章
Success
任课教师
夏银水，研究员, 信息楼206，电话： 692379(短号)
Email:
作业上缴：每周一上交，下周一前课代表 去办公室领回本子。
课代表：***，短号：
第1章 基本概念
本章内容
1.1 电阻元件 1.2 电容元件 1.3 电感元件 1.4 电路的线性和非线性
k
K’
第二节 电容元件
一、二端电容元件
f(q,v)0
1.二端压控电容
q f (v)
2.二端荷控电容
vg(q)
3.二端既压控也荷控 单调电容
二、多端电容元件
F(qv,)0
4.线性时变电容
qf(v)C (t)v
5.线性时不变电容
qf(v)Cv
MOS电容
第三节 电感元件
一、二端电感元件
数学描述：用微分方程描述。
二、离散时间系统 系统的输入输出都是离散时间信号。 例：数字计算机是一个离散时间系统。 数学描述：差分方程描述。
求解：知道输入信号和初始条件。
三、混合时间系统 输入时连续时间信号，输出是离散时间信号。 例：电视机是混合时间系统。
作业： 1.阅读文章。 2. 1-2，1-3
由U与Y间的可加性：
N(1,U Y1)0 N(2,U Y2)0 时必有 N1 (U U 1 ,Y 1 Y 2) 0
网络N线性（叠加原理）
N(1,U Y1)0 N(2,U Y2)0 时必有
N U 1 (U 1 ,Y 1 Y 2 ) 0
回转三器、(回G转yra器tor)的是现代网络理论中损性定义
W ( ) W () v T ()i()d 0
v() 0 ,i() 0
现代电子电路与系统的分析设计与实现方法
现代电子电路与系统的分析设计与实现方法现代电子电路与系统的分析、设计与实现方法是指在设计电子电路和系统时，采用的一系列技术和工具，以确保电路和系统能够达到设计要求，并满足性能、可靠性和经济性等各方面的需求。
在现代电子技术的快速发展下，电子电路和系统设计面临着越来越多的挑战，因此分析、设计和实现方法变得越来越重要。
下面是一些常用的现代电子电路与系统的分析设计与实现方法：1. 基于硬件描述语言的设计：硬件描述语言（HDL）是一种用来描述电子系统硬件行为的语言。
通过使用HDL，设计人员可以对电路进行更高层次的抽象描述，从而更容易进行电路的分析和验证。
常用的HDL包括VHDL和Verilog。
2.元件级设计：元件级设计是指在电路设计中将电路拆分为可独立分析和设计的基本元件。
通过对各个元件的分析和设计，可以实现对整个电路的分析和设计。
3.数字信号处理（DSP）技术：数字信号处理技术在现代电子电路和系统中应用广泛。
通过使用DSP技术，可以对电路中的信号进行精确和高效的处理，以满足各种应用需求。
4.模拟电路分析与设计：模拟电路的分析与设计主要涉及电路的建模、分析和优化。
通过对电路元器件的特性进行数学建模，可以对电路的行为进行准确的分析，并通过各种优化方法来改进电路的性能。
5.电磁兼容性（EMC）设计：在现代电子电路和系统设计中，电磁兼容性是一个重要的考虑因素。
通过采用适当的布线和屏蔽技术，可以有效地减少电磁干扰和抗干扰能力，提高整个电路系统的EMC性能。
6.集成电路设计：集成电路设计是指将多个电路和系统集成到同一芯片上的设计方法。
通过采用现代的集成电路设计流程和工具，可以实现高度集成、低功耗和高性能的电子系统设计。
7.系统级设计和建模：系统级设计是指对整个电子系统进行高层次的建模和设计。
通过对系统功能、性能和约束进行详细分析和建模，可以优化整个电子系统的设计过程。
8.可靠性设计与分析：在现代电子电路和系统设计中，可靠性是一个重要的考虑因素。
现代电力电子技术的发展趋势及应用分析
现代电力电子技术的发展趋势及应用分析摘要：科技在迅猛发展，社会在不断进步，随着智能电网的发展与进步，使得信息化、自动化以及数字化的技术应用空间越来越大。
电力电子是建设智能化电网的基础所在，也是满足NB-IoT市场经济发展的重要技术所在。
因此，为了满足社会的发展，就需要对电力系统进行全面改革，使先进的电力电子技术应用到智能电网中。
关键词：电子技术；发展趋势；应用引言开展电力电子化新一代电力系统动态问题研究是保障电网安全稳定运行的重大需求。
装备是构成电力系统的基本要素，装备变革意味着客观研究对象的变革。
装备动态特性的变化意味着电力系统动力学现象及机理的变化，传统电力系统动态问题基础理论和关键技术的适应性面临重大挑战，装备替代的量变势将引起系统动态问题的质变。
开展新一代电力系统动态问题的研究是电网运行的迫切和重大的需求。
1基本概念首先针对电子技术，该项技术主要依靠电子设备对电力进行控制，可实现电力开闭控制、转换控制等，故在不同的控制要求下，电子技术又可以分为多种形式，诸如电力技术、转换器技术等。
因此本质上可以将电子技术视作一种元件控制技术，能够通过电力供给与切断、电力类型转换、电力强弱调整等方式使元件作出对应的动作，促使电气装置依照用户需求运作，实现控制目的。
同时电子技术在元件控制中会生成对应的数据，即电力数据，依照电力数据可知当前电力运作是否正常，也能判断电力的故障、安全水平等，便于及时处理异常，保障电力运作稳定。
其次针对电气控制，此概念的主要意义在于开发电气能源的利用价值，诸如利用弱电控制强电，再通过强电控制设备，最后设备运作满足需求，且随着控制技术的发展，电气控制不仅实现了自动化运作，控制对象也越来越多，故电气控制能够满足人们在生活或工作中的多种需求。
关于电气控制的自动化原理，从当前技术角度出发，主要是利用信号收发装置连接计算机与电气控制系统，用户可以从计算机上拟定指令，并发出信号，信号将被收发装置接收，随即发送给电气控制系统的控制单元，该单元将依照信号指令逐步控制设备，待指令执行完毕，控制目的达成。
电路分析工具与方法
电路分析工具与方法在现代电子工程领域中，电路分析是一个关键的步骤，它帮助工程师们理解电路的行为和性能。
为了有效地进行电路分析，工程师们广泛使用各种电路分析工具和方法。
本文将介绍一些常用的电路分析工具和方法，以帮助读者更好地了解电路分析的过程。
一、电路分析工具1.模拟电路仿真软件模拟电路仿真软件是一种基于计算机的工具，它通过模拟和计算电路的行为，使工程师们能够在计算机上进行电路分析。
常见的模拟电路仿真软件包括SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）、Multisim和PSPICE等。
这些软件提供了丰富的元件库和电路分析功能，可以帮助工程师们快速准确地进行电路分析和设计。
2.数字电路仿真工具数字电路仿真工具主要用于分析和验证数字逻辑电路的功能和时序特性。
其中，VHDL（VHSIC Hardware Description Language）和Verilog是两种常用的硬件描述语言，它们可以用于描述和设计数字电路。
模拟器如ModelSim和Xilinx ISE等也广泛用于数字电路仿真和验证。
3.网络分析仪器网络分析仪器是一种用于测试和分析电路的设备，它可以测量电路中的电压、电流和频率响应等参数。
网络分析仪器可以帮助工程师们了解电路的传输特性和频率响应，并进行滤波、放大和匹配等电路设计工作。
常见的网络分析仪器包括示波器、频谱分析仪和网络分析仪等。
二、电路分析方法1.基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路分析中最基本也是最重要的定律之一。
它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出，在任何一个电路节点，流入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
基尔霍夫电压定律指出，在任何一个封闭回路中，电压源的代数和等于电压降的代数和。
基尔霍夫定律可用于解决复杂电路中的节点电流和电压分析问题。
2.戴维南定理戴维南定理是一种电路分析方法，它可以将复杂的线性电路转化为更简单的等效电路，以方便分析和计算。
现代电路理论
⎡v1 ⎤ ⎡ z11 z12 ⎤ ⎡i1 ⎤ ⎢ v ⎥ = ⎢ z z ⎥ ⎢i ⎥ ⎣ 2 ⎦ ⎣ 21 22 ⎦ ⎣ 2 ⎦ ⎡z V = Zo c I , Zo c = ⎢ 1 1 ⎣ z2 1 z1 2 ⎤ ， z2 2 ⎥ ⎦
Z o c 称为二端口的开路阻抗矩阵。类似地有短路导纳矩阵：
adj (Yn ) In ∆
i , j =1, n
若电路中有 k 个激励电流源，设各源分别馈入 1，2，……，k 节点，则
⎞ ⎡ ∆ k1 ⎤ ⎟ ⎢∆ ⎥ k2 + ⎢ ⎥ ⋅ igk ⎟ ⎟ ⎢ ⎥ ⎟ ⎢ ⎥ ⎟ ⎣ ∆ kn ⎦ ⎠
对纯电阻电路，上式中各行列式及代数余子式均为实数，因此响应电压是激 励电流的线性组合（线性函数） 。不难推知当激励为电压或响应为电流时，这一 线性关系都是成立的。一般情况，若电路中含 k 个电流激励、l 个电压激励，则 任一处的电压电流可表示为：
ykk = ik vk
，
v j =0, j ≠ k
——
n 端口短路导纳矩阵
y jk =
ij vk
v j =0, j ≠ k
zk k 、 yk k 是同一个端口上的电压电流比，称之为策（驱）动点阻抗 / 导纳
(Driving-point impedance/admittance)， z j k 、 y j k 是不同端口上的电压电流比，
A Ib = 0
将支路分为两类：导纳支路与电流源支路（假定电压源都能通过戴维南等效变为 电流源） ，再将 KCL 写为：
⎡ ⎣ Ay
⎡ Ib y ⎤ AJ ⎤ ⎦ ⎢ J ⎥ = Ay I b y + AJ J = 0 ⎣ ⎦
I b y 、 J 分别是导纳支路与电流源电流。导纳支路的特性是
电路基础原理电路的稳态与暂态特性分析
电路基础原理电路的稳态与暂态特性分析电路基础原理：电路的稳态与暂态特性分析电路是电子学的基础，是现代科技发展中不可或缺的组成部分。
掌握电路的基础原理对于电子工程师来说至关重要，其中电路的稳态与暂态特性是电路分析的重要内容之一。
本文将从理论和实践的角度介绍电路的稳态与暂态特性分析。
一、电路的稳态特性稳态是指电路在长时间内，电压、电流、功率等基本参数达到稳定的状态。
电路的稳态特性是通过分析电路中的电阻、电容、电感等元件的作用来理解和解释的。
1. 电阻的稳态特性电阻是电路中常见的元件，它能够阻碍电流流过。
在直流电路中，电阻的稳态特性可以通过欧姆定律来描述：当电阻两端有电压差时，通过电阻的电流与电压成正比，即I = V/R，其中I为电流，V为电压，R为电阻值。
2. 电容的稳态特性电容是电路中常见的元件，它能够储存电荷并且随时间的推移释放电荷。
在直流电路中，电容的稳态特性可以通过电容的充电和放电过程来理解。
当电容两端接入电源时，在初始时刻，电容不导电，电压为0。
随着时间的推移，电容会逐渐充电，电流逐渐减小，并最终达到稳态，电压达到电源的电压。
稳态时电容对稳定电流具有阻断作用。
3. 电感的稳态特性电感是电路中常见的元件，它能够储存磁场能量并且随时间的推移释放能量。
在直流电路中，电感的稳态特性可以通过电感的充电和放电过程来理解。
当电感两端接入电源时，在初始时刻，电感通过电感的磁场储存能量，并且阻碍电流的变化。
随着时间的推移，电感的磁场能量会逐渐释放，电流逐渐增加，并最终达到稳态，电感对稳定电流具有阻碍作用。
二、电路的暂态特性暂态是指电路在初始时刻或者在电路发生改变时，不同于稳态的状态。
电路的暂态特性是通过分析电路中的瞬时响应来理解和解释的。
1. 回路分析法当电路发生瞬态响应时，可以通过回路分析法来分析电路中电压和电流的变化。
回路分析法是通过建立回路方程和初始条件，利用基尔霍夫定律和欧姆定律，求解电路中各节点和分支的电压和电流。
现代电力电子技术报告—SEPIC电路分析
现代电力电子技术报告SEPIC 电路分析一、电路结构图：图1为SEPIC 电路拓扑图V R图1 SEPIC 电路拓扑图二、 电路分析SEPIC 变换器原理电路如图1所示。
1L i 、2L i 分别为电感1L 、2L 上的电流，D 表示占空比，T 表示开关周期，on T 、off T 分别表示开关导通和关断的时间。
由于SEPIC 电路中存在两个电感，一般定义电路连续或不连续导电模式以整流二极管D 的导电模式为准。
在一个开关周期中开关管1Q 的截止时间()1-D T 内，若二极管电流总是大于零，则为电流连续;若二极管电流在一段时间内为零，则为电流断续工作。
若二极管电流在T 时刚好降为零，则为临界连续工作方式。
假设1C 很大，变换器在稳态工作时，1C 的电压基本保持不变（1）连续状态连续导电模式时电路工作可以分为1Q 导通和1Q 关断两个模态： 工作模态1：（0，on T ）模态V R图2 1Q 导通时SEPIC 电路等效电路图（连续）在这个模态中，开关管1Q 导通，二极管D 截止，如图2所示。
变换器有三个回路： 第一个回路：电源、1L 和1Q 回路，在g V 的作用下，电感电流1L i 线性增长; 第二个回路：1C ，1Q 和2L 回路，1C 通过1Q 和进行放电，电感电流2L i 线性增长; 第三个回路是2C 向负载供电回路，2C 电压下降，因2C 较大，故2C 上电压下降很少，可以近似地认为2C O U U =,流过1Q 的电流112=+Q L L i i i11=L g di L V dt(1) 22=L o di L U dt(2) 当t=on T 时，1L i 和2L i 达到最大值1max L i 和2max L i 。
工作模态2：（on T ，T ）模态V R图3 1Q 关断时SEPIC 电路等效电路图（连续）在t=on T 时刻，1Q 关断，此时形成两个回路，如图3所示：第一个回路：电源、1L 、1C 经二极管D 至负载回路，电源和电感1L 储能同时向1C 和负载馈送，1C 储能增加，而1L i 减小;第二个回路是2L 和D 至负载的续流回路，2L 储能释放到负载，故2L i 下降。
第三章现代非线性电路研究方法
VA IA
VA IR1
VA VA-VC
R1 1 VC
R2 1 VC
1
R2 R2 R3
R3
3-6
R1
VA VB
R3
对应的斜率为电导G， G I A 1 0
VA
R3
3-7
现在求输入电压VA的线性工作区的电压范围E1。因为当输入
信号较小时，运算放大器工作在线性工作区，Vee＜Vc＜Vcc，随
dVc1
dt
1 C1
(G NL
Vc2 Vc1) R
dVc2
dt
1 C2
(Vc1 Vc2 R
iL
)
diL dt
1 Vc2 L
3-1
方程中，GNL表示图3-1(a)中的子电路，它的伏安特性函数关系
曲线由图3-1（b）表示，斜率的量纲是电导，是电压控制型的
电流源，在线性电路中是一次方形式且为正数，称为线性电导，
图3-2 根据式3-4设计的引例电路仿真图
仿真结果很有意思，波形图是一种奇怪的振荡，没有周期 性。相图呈双螺圈状，是永无休止的运动。
(a) 上图，x波形图， 下图，y波形图 (b) x,y相图 图3-3 引例电路仿真结果
仿真图3-2尽管不是具体电路图，但是它的使用仍然很有必 要，第一，它能很容易、很快地得到原始电路方框图的运行结 果，并且能够及时地调整原始设计思想，而不必通过工作量较 大的具体电路设计， 第二，如果原始设计思想正确，它的仿真
着输入信号增加到某一个临界值时，Vc值将达到供电直流稳压
电源的电压Vcc，输入信号继续增加，Vc将保持不变，这个输入
电压在图3-9中即为E1。由转折电压E1得，注意R1=R2，从而得
到
《现代电路分析》课件
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详细描述
现代电路分析是电子工程和电气工程领域的基础学科之一，主要研究电路中电子、电磁场以及光子的运动和相互 作用。它涉及到电子器件的工作原理、电路的基本定律和定理、信号的传输和处理等方面的知识。现代电路分析 具有理论性强、实践性强、应用广泛等特点，是电子工程和电气工程领域的重要基础。
电路分析的重要性
详细描述
控制电路是实现控制功能的电路，广泛应用于工业自动化、航空航天等领域。控制电路 分析主要研究控制系统的稳定性、响应速度、精度等问题，通过优化电路设计来提高控
制系统的性能和可靠性。
05
现代电路分析的新技术
计算机辅助电路分析
要点一
总结词
利用计算机技术进行电路分析，提高分析效率和精度。
要点二
详细描述
《现代电路分析》ppt课件
• 现代电路分析概述 • 电路分析的基本概念 • 电路分析方法 • 电路分析的应用 • 现代电路分析的新技术 • 现代电路分析的挑战与展望
01
现代电路分析概述
定义与特点
总结词
现代电路分析是一门研究电路中电子、电磁场以及光子等相互作用和相互转换的学科，其特点包括理论性强、实 践性强、应用广泛等。
节点电压法
总结词：实用方法
详细描述：节点电压法是一种求解电路中电压和电流的方法，通过设定节点电压并利用基尔霍夫定律，可以求解出其他节点 的电压和电流。
网孔电流法
总结词：常用方法
详细描述：网孔电流法是一种求解电路中电压和电流的方法 ，通过设定网孔电流并利用基尔霍夫定律，可以求解出其他 网孔的电流和相关支路的电压和电流。
详细描述
电力电子电路主要应用于电力系统、电机控 制、可再生能源等领域，其特点是工作电压 高、电流大。电力电子电路分析主要研究功 率转换、能量传输过程中的电路性能，如电 压、电流、功率等，通过优化电路设计来提
现代电路理论与设计：现代电路基础知识
传统的线性电路与非线性电路的定义简单明 了，但是有一定的局限性。例如，当我们着重研 究一个电路的输入－输出关系时，传统的线性与 非线性电路的意义已经不是很重要，而重要的是 端口变量之间的关系。
1.1 电路的基本分类
课程介绍
本书共5章。第1章介绍现代电路的基本知识， 包括电路的基本分类、网络函数、滤波器的基本 概念和分类、滤波函数的逼近、滤波函数的转换、 灵敏度、网络的归一化等内容。
第2章介绍无源网络的分析和设计，包括无源网 络的直接综合法、部分分式综合法、连分式展开 综合法以及端接电阻的LC梯形网络的综合和设计。
1.1 电路的基本分类
1.1 电路的基本分类 电路理论是研究电路的基本规律及其基
本分析方法的学科。电路设计则是以电路理论 为基础，从工程应用的角度研究电路的设计和 实现方法。电路理论中研究的对象是电路模型 而不是实际电路。电路设计则需要考虑实际电 路。电路模型简称为电路。
1.1 电路的基本分类
1.1 电路的基本分类
倍时，输出并不是也增大α倍。即电路的输入－
输出关系不满足齐次性。
当然，如果该电路的初始条件V0=0、独立电压 源VS=0，则电路的输入－输出关系满足齐次性。
1.1 电路的基本分类
（2）讨论可加性
根据可加性的定义，如果该电路有两个输入iS1
和iS2，则输出电压为：
vo'
C
t
(iS1
0 iS2 )dFra bibliotek课程介绍
第7章介绍过取样数据转换电路的分析和设计， 包括数据转换的必要性、奈奎斯特取样和过取样、 理想的D/A电路、理想的A/D电路、过取样技术、 有噪声整形的过取样电路的组成、高阶调制器、 带通过取样电路。
《现代电力系统分析》
工程硕士研究生2014年《现代电力系统分析》复习提纲2014.6一、 简述节点导纳矩阵自导纳及互导纳的物理意义；试形成如图电路的节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵。
答：节点导纳的阶数等于网络的节点数，矩阵的对角元素即自导纳等于与该节点连接的所有支路的导纳之和，非对角元素即互导纳则为连接两点支路导纳的负值。
（李）在电力网络中，若仅对节点i施加单位电压，网络的其它节点接地时，节点i对网络的注入电流值称为节点i的自导纳；此时其它节点j向网络的注入电流值，称为节点j对节点i的互导纳。
节点导纳矩阵为：在电力网络中，若仅对节点i施加单位电压，网络的其它节点接地即U =0时，节点i对网络的注入电流值称为节点i的自导纳；此时其它节点j向网络的注入电流值，称为节点j对节点i的互导纳。
j j jk jk j jk jk j j j jj Y 1021001102111211100112；李105.0001.111.1105.01.115.2100112j j jj j j j j j j Y 节点阻抗矩阵为：在电力网络中，若仅对节点i施加单位电电流。
22222544244424452k k k k k k k jZ ；李22.2222.205.64.44.424.44424.445j j j j j j j j j j j j j j j j Z 二、 写出下图所示变压器电路的П型等效电路及物理意义。
1：k答：1、物理意义： ①无功补偿实现开降压；②串联谐振电路；③理想电路（r<0）。
2、П型等效电路：20121212121022211211Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y ，令U1=1时，点2接地U2=0 可得1210Y Y y T ，12Y k y T ，12102Y Y k yT 得：)1(Y 10k k y T ，)1(Y 220k k y T ，ky T 12Y 图一Y 10 Y 20 Y 12三、按Ward 等值写出图二等值表示成内部节点的功率（网络）方程式。
现代电路分析第六章ppt课件
充分非必 要条件
如果原点是平衡点且在其邻域中，正定函数W(x) 沿
着状态方程x=f(x)的解轨道的时间导数是非正的，则 平衡点是稳定的。如果 d W ( x ) 是正定函数，则
dt
平衡点是渐进稳定的。
.
§6-5 李雅普诺夫直接法
二、李氏稳定性判断定理 2 平衡点不稳定定理 设原点是平衡点且在其邻域中存在一个连续的标量 函数W(x)，当x=0时有W(0)=0。若函数沿着状态方程 x=f(x)的解轨道的时间导数是正定函数，而且在任意 接近平衡点处至少有一点x1，使得W(x1)>0，则原点 是不稳定平衡点。
鞍点 不稳定焦点 稳定焦点
中心
非线性方程的平衡点
稳定结点 不稳定结点
鞍点 不稳定焦点 稳定焦点
不确定
.
§6-5 李雅普诺夫直接法
一、李氏稳定性的概念
如果对于任何给定的ε>0,存在δ(ε)>0,使得对任何起 始点x0=x(t0),只要距离||x(t0)-xs ||<δ,且对所有的t都 有||x(t)-xs ||< ε成立,就称平衡点是按李雅普诺夫意 义稳定的。
dxi dt
f
i(x1,x2,...xn,t)
（6-3）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
对6-3式可能无数条轨道 通过相空间的同一点。
.
§6-3 相空间、轨道、平衡点
二、二阶自治系统、平衡点
二阶自治系统只含两个状态变量，因此相空间是 二维的，可在一个平面上进行分析研究，称为状 态平面或相平面。
二阶自治系统的状态方程为：
x=X(x,y) 或
如果极限环存在，则内部至少有一个平衡 点；如果没有平衡点，则一定不存在极限 环；如果只有一个平衡点，且指数不为+1， 则不存在极限环；如果只有一个指数为+1 的平衡点，且平面上每条轨线多趋向于它， 则极限环也不存在。
现代电力系统分析王锡凡
现代电力系统分析简介现代电力系统是指由发电厂、输电网、变电站和配电网等组成的一个庞大的能源供应系统。
在许多国家和地区，电力系统已经成为经济发展和人类生活的重要基础设施。
而现代电力系统的可靠性和安全性对于保障供电质量以及社会稳定至关重要。
因此，对于电力系统的分析和优化具有重要意义。
王锡凡是电力系统分析领域的知名学者和专家，在这个领域中做出了许多重要贡献。
他的研究主要集中在电力系统建模、功率流计算、稳态和暂态分析、电力市场等方面。
本文将以王锡凡的研究为基础，对现代电力系统的分析方法进行介绍和探讨。
电力系统建模电力系统建模是电力系统分析的基础。
它的主要目的是将复杂的电力系统抽象成一系列简化的数学模型，以便进行系统分析和优化。
王锡凡在电力系统建模方面做出了重要贡献，提出了准确有效的建模方法。
节点和支路模型电力系统可以看作是由节点和支路组成的网络。
节点表示电力系统中的发电厂、变电站、负荷等，支路表示节点之间的连接。
王锡凡提出了基于支路导纳矩阵的节点和支路模型，可以有效地描述电力系统中节点之间的电压和电流关系。
发电机模型发电机是电力系统中重要的组成部分，它负责将机械能转化为电能。
王锡凡提出了基于发电机精确模型的方法，可以准确地描述发电机的动态行为和输出特性。
负荷模型负荷是电力系统中消耗电能的部分，其行为和特性对电力系统的运行和稳定性有着重要影响。
王锡凡提出了基于负荷模型的方法，可以准确地描述负荷的功率特性和响应行为。
功率流计算功率流计算是电力系统分析中的重要环节，其主要目的是求解电力系统中各节点的电压和功率分布。
这对于电力系统的稳态分析和潮流控制具有重要意义。
王锡凡在功率流计算方面做出了重要贡献，提出了高效准确的计算方法。
潮流方程求解潮流方程是功率流计算中的核心问题，其主要目的是建立节点电压和功率之间的关系。
王锡凡提出了基于牛顿-拉夫逊方法的潮流方程求解方法，可以快速高效地求解大规模电力系统的潮流问题。
多工况潮流计算多工况潮流计算是电力系统分析中的一项重要任务，其主要目的是分析电力系统在不同负荷和故障条件下的稳态行为。
现代电力电子技术报告—SEPIC电路分析分析
现代电力电子技术报告SEPIC 电路分析一、电路结构图：图1为SEPIC 电路拓扑图V R图1 SEPIC 电路拓扑图二、 电路分析SEPIC 变换器原理电路如图1所示。
1L i 、2L i 分别为电感1L 、2L 上的电流，D 表示占空比，T 表示开关周期，on T 、off T 分别表示开关导通和关断的时间。
由于SEPIC 电路中存在两个电感，一般定义电路连续或不连续导电模式以整流二极管D 的导电模式为准。
在一个开关周期中开关管1Q 的截止时间()1-D T 内，若二极管电流总是大于零，则为电流连续;若二极管电流在一段时间内为零，则为电流断续工作。
若二极管电流在T 时刚好降为零，则为临界连续工作方式。
假设1C 很大，变换器在稳态工作时，1C 的电压基本保持不变（1）连续状态连续导电模式时电路工作可以分为1Q 导通和1Q 关断两个模态： 工作模态1：（0，on T ）模态V R图2 1Q 导通时SEPIC 电路等效电路图（连续）在这个模态中，开关管1Q 导通，二极管D 截止，如图2所示。
变换器有三个回路： 第一个回路：电源、1L 和1Q 回路，在g V 的作用下，电感电流1L i 线性增长; 第二个回路：1C ，1Q 和2L 回路，1C 通过1Q 和进行放电，电感电流2L i 线性增长; 第三个回路是2C 向负载供电回路，2C 电压下降，因2C 较大，故2C 上电压下降很少，可以近似地认为2C O U U =,流过1Q 的电流112=+Q L L i i i11=L g di L V dt(1) 22=L o di L U dt(2) 当t=on T 时，1L i 和2L i 达到最大值1max L i 和2max L i 。
工作模态2：（on T ，T ）模态V R图3 1Q 关断时SEPIC 电路等效电路图（连续）在t=on T 时刻，1Q 关断，此时形成两个回路，如图3所示：第一个回路：电源、1L 、1C 经二极管D 至负载回路，电源和电感1L 储能同时向1C 和负载馈送，1C 储能增加，而1L i 减小;第二个回路是2L 和D 至负载的续流回路，2L 储能释放到负载，故2L i 下降。
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§2-3 运算放大器 运算放大器是最通用的，它广泛用于所能想到 的、几乎每一个电子设备中的模拟集成电路。
运算放大器应用范围极广，常用于各种测量电 路、音响电路、控制电路及报警电路等。在这 些电路中，运放除主要用于比例放大器外，还 用于有源滤波器、电压比较器、恒流源、加减 法器等运算。
A(s) A00 1 s s
增益带宽乘积 时间常数
§2-3 运算放大器
二、实际运放
误差分析 H(j) H(j) j() （2-11） H(j) H(j)
H(j) H ( j )
Re
H ( j ) H ( j )
(
)
Im
H ( j ) H ( j )
虚部为辐
角变化量
实部为网络函 数幅值的相对 变化量
所谓滤波器，即按给定的要求对输入信号进行处理。 一、按处理信号分类 模拟滤波器用于处理模拟信号；
采用有源器件的模拟滤波器通称为有源滤波器。根据 信号的连续性，模拟滤波器也可分为连续时间滤波器 和取样数据滤波器。
数字滤波器用于按元件分类 ➢LC滤波器(高频采用，低频时L笨而贵)；
§2-5 低通滤波器
设计1：为了减小元件值的分散性，取R1=R2=R、 C1=C2 =C，则
对给定的ωp通常选取电容C值，求出电阻R，然后根 据Q的值求得K。再根据K的值确定Ra和Rb 设计2：先给出两个电容的比值和同相放大器的增益K， 然后确定两个电阻的比值。令：
§2-5 低通滤波器
为使β为实数，与K的取值必须使上式第二个根号内 的值大于零。
§2-3 运算放大器
一、理想运放
运放是一种具有极高的开环增益的直接耦合差分放 大器。
§2-3 运算放大器
一、理想运放
§2-3 运算放大器
一、理想运放
特点：（1）开环增益A→∞ （2）输入阻抗Zin→∞ （3）输出阻抗Zo→0 （4）无限带宽 （5）无噪声，无漂移
分析规则：
“虚断”，由于Rin为无穷大，所以输入端的电流等于零。 故称两个输入端为虚断。
当ωz=ωp时，幅频特性具有对称性。
§2-2 滤波器的分类
前面考虑的主要时幅频特性，而对滤波器的相频特性和 时延未作专门讨论。在音频应用场合，由于人耳对相位 畸变不十分敏感，相频特性不像幅频特性那样重要，但 在视频和数字传输中，滤波器引入的相位变化能够在信 号的时域波形中导致无法容许的失真。
§2-2 滤波器的分类
R4
R1 HB
或 R4
R3 HB
P
1 R2 R3C1C2 , Q R1
C1 R2 R3C2
HB
R4 R1
, HL
R3 R4
可获得不同种类的滤波器
用有源器件容 易实现
适合高阶电路设计 有利于改善电路性能
设计过程简单明了 物理量意义明确
易于对电路进行变换， 得到各种不同形式的电路结构
§2-8 双积分回路滤波器
高通传 递函数
带通传 递函数
双积分回路滤波器的框图
低通传 递函数
§2-8 双积分回路滤波器
KHN滤波器
§2-8 双积分回路滤波器
增益对X的 灵敏度
三、转移函数灵敏度
相位角对X 的灵敏度
§2-4 灵敏度
在正弦稳态情况下：
设一有源低通滤波器的转移函数为
§2-4 灵敏度
§2-4 灵敏度
四、零、极点灵敏度 极点灵敏度和零点灵敏度定义
半归一化灵敏度 设网络函数分母多项式为D(s,X)，其中s为复频率，X 代表某个元件参数，考虑线性电路，D(s,X)总可写为
Tow-Thomas滤波器
§2-8 双积分回路滤波器
s1
H BP
s
V1 ( s ) Vin (s)
s2
s
R4C1 1
1
R1C1 R2 R3C1C2
1
H LP
s
V2 (s) Vin (s)
s2
s
R2 R4C1C2 1
1
R1C1 R2 R3C1C2
取C1=C2=C，得：
1
R2 R3 pC R1 QR2
（2-12）
§2-4 灵敏度
电路设计人员需要在设计事先估计上述非理想因素 对电路性能影响的大小，换言之，应当能够分析电 路性能对各种非理想因素敏感的程度，以便使设计 的电路在工作环境下能满足设计的技术要求，而且 有满意的性能/价格比。
评价一个网络优劣的判据之一是看网络的实际性能是 否对元件参数的变化敏感，这种性能参数的相对变化 量与元件参数的相对变化量之比定义为灵敏度。
§2-4 灵敏度
反映无源元件参数变化对电路性能影响的灵敏度称为 无源灵敏度；而分析有源元件参数影响的灵敏度称为 有源灵敏度。
评价网络的优劣；
网络的优化设计(选择灵敏度低的方案，指导元件 公差、稳定性的选择)；
网络故障诊断的一条分析途径(归结为元件值的偏 差)。
§2-4 灵敏度
一、普通灵敏度定义
电路性能参数y对元件参数x的灵敏度定义为
§2-5 低通滤波器
§2-6 带通滤波器
由Ra、Rb和运放构成的同相放大器的增益为K，
§2-6 带通滤波器
与标准形式的二阶带通函数作比较，可得以下设计公 式
§2-6 带通滤波器
§2-6 带通滤波器
§2-6 带通滤波器
§2-6 带通滤波器
灵敏度分析
§2-6 带通滤波器
从该例可看出，尽管Q值很大，但最大电阻比并不 大，此外，H0值还可以独立地加以指定。这是一个 性能颇为良好的二阶带通电路。 对某些滤波器电路，要推导出确定元件参数的公式 有时比较困难，而且常常需多次试算才能获得满意 的设计结果。元件参数的确定可在计算机上进行。
高通滤波器允许高于指定截止频率的信号顺路通过， 而使低频分量受到衰减。
H0为s=∞处的增益
同样也有等纹波特性。
§2-2 滤波器的分类
带通滤波器允许非零频率起始的特定有限频率范围的 信号顺利通过，而使通带两侧的低频和高频分量信号 受到抑制。
§2-2 滤波器的分类
§2-2 滤波器的分类
带阻滤波器的幅频特性可认为是带通滤波器的互补形式， 它对一定频率范围内的信号进行抑制，而让此频率范围 以外的低频和高频分量信号通过。
“虚短”，对于线性电路而言，由于运放输出电压小于等于电源 电压，而开环增益为无穷大，即 Vo=A(V+-V-)， 因此V+-V-=0，即V+=V-，故称两个输入端为虚短。
§2-3 运算放大器
二、实际运放
实际运放的增益为有限值，且与频率有关，可 近似表示为：
A(s) A0
1 s /0
在分析电路时，若考虑ω远大于ω0, 则
➢晶体滤波器和陶瓷滤波器(单一频率滤波)； ➢机械滤波器(共振、笨重)； ➢声表面滤波器(较高频率)； ➢RC有源滤波器(尺寸小、可集成、有增益；但高频 性能差，温度漂移大)。
§2-2 滤波器的分类
三、按功能分类
低通滤波器允许低于指定截止频率的信号顺利通过， 而使高频分量受到很大的衰减。
§2-2 滤波器的分类
目前，全集成滤波器朝着高频、低电压和低功耗的方向发
§2-1 引言
➢尺寸小，重量轻； ➢采用集成工艺可以大批量生产，价格低，可靠性高； ➢可以提供增益； ➢可以与数字电路集成在同一芯片上。
➢适用频率范围受有源器件有限带宽的限制； ➢受元件值的容差和漂移的影响较大，即灵敏度 相对来说比较高。
§2-2 滤波器的分类
§2-4 灵敏度
设K的标称值为2，可求得H(s)的一个极点为
§2-4 灵敏度
五、ωp和Q灵敏度
设上、下3dB频率为ω2和ω1，可以证明当Q》1时
§2-4 灵敏度
六、多(个)参数(变化)灵敏度
若考虑最坏的情形，上式中各量应加绝对值。
§2-5 低通滤波器
§2-5 低通滤波器
同相放大器的增益
待确定的参数共有5个，R1、R2、C1、C2和K，而关 系式只有3个，因此在选择元件值时有一定的自由度。 通常K并不独立取值，这样就有3个自由参数。
S
y x
S
y x
xy yx
y / x /
y x
ln y ln x
(2-15)
y可以是网络函数 、极点频率 ω p、品质因素Q等。 灵敏度反映元件参数的相对变化量对网络性能参数
相对变化量的影响，称为归一化灵敏度。
y y
S
y x
x x
§2-4 灵敏度
二、灵敏度的性质
§2-4 灵敏度
§2-4 灵敏度
设计KHN电路，要求fp=2kHz，Q=10
设取C1=C2=0.01μF，R3=R5=R6=10kΩ，由式 （2-45）有 R1=R2=1/ωpC=7.96kΩ，R4=190k Ω KHN电路的主要优点： ➢电路能同时提供LP、HP和BP滤波函数 ➢电路具有比较低的灵敏度
§2-8 双积分回路滤波器
K通常取1或2。当K=1时，可用短路替代Ra并除去Rb，
为使β为实数，要求
，由于电容比与有关，因
此K=1只能用于低Q电路的设计。当K=2时，
要求
，对Q大的电路，电容比并不大。
电路的无源灵敏度为
§2-5 低通滤波器
§2-5 低通滤波器
§2-5 低通滤波器
§2-5 低通滤波器
两个反馈通路，为负反馈结构，不会出现振荡或不稳 定情况。
§2-4 灵敏度
当X=X0时，令D(s,X)=0的根为s=p，设X的变化量为 ΔX，极点的变化量为Δp，则应有: 利用泰勒级数将上式在p、X0处展开，并取一阶项
由于上式等号右方第1项为零，则
§2-4 灵敏度
当ΔX→0时，有 则极点灵敏度为
设一有源低通滤波器的转移函数为 求H(s)的极点对K的灵敏度