加入星計(jì)劃,您可以享受以下權(quán)益:

  • 創(chuàng)作內(nèi)容快速變現(xiàn)
  • 行業(yè)影響力擴(kuò)散
  • 作品版權(quán)保護(hù)
  • 300W+ 專業(yè)用戶
  • 1.5W+ 優(yōu)質(zhì)創(chuàng)作者
  • 5000+ 長期合作伙伴
立即加入
  • 正文
  • 相關(guān)推薦
  • 電子產(chǎn)業(yè)圖譜
申請(qǐng)入駐 產(chǎn)業(yè)圖譜

你一定要知道的電路分析中避不開的幾個(gè)定理

2020/04/27
174
閱讀需 4 分鐘
加入交流群
掃碼加入
獲取工程師必備禮包
參與熱點(diǎn)資訊討論

再過幾天五一了,從清明過后就沒咋好好休息過,希望能夠休整一下,把正事辦了,然后迎接下一段的工作。

?

這次介紹在分析電路時(shí)用到的幾個(gè)定理。

基爾霍夫定律包括了電流定律(KCL)與電壓定律(KVL),它反映了電路中所有支路電壓和電流所遵循的基本規(guī)律,是分析集總參數(shù)電路的基本定律,構(gòu)成了分析電路的基礎(chǔ)。KVL 任一時(shí)刻電路中任一閉合回路,沿回路繞行方向,各段電壓代數(shù)和恒等于 0。在下圖回路中,根據(jù)定律內(nèi)容,可以得到等式:-U1+Ur+Uc=0;注意應(yīng)用時(shí)要規(guī)定一個(gè)參考繞行方向(如圖中紅色箭頭),然后根據(jù)這個(gè)方向來列出每處的電壓。

KCL

在電路中,任一時(shí)刻流入某個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。具體如下圖所示,根據(jù)定律內(nèi)容,在節(jié)點(diǎn) A 處可以列出等式:I1+I2=I3+I4+I5。

定義:在一個(gè)線性電路中,如果含有多個(gè)獨(dú)立電源,那么每一個(gè)支路的電流或電壓等于各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和;分析某一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí),要把其他獨(dú)立源做處理,其中電壓源要短路,而電流源要開路。在下圖中,這是一個(gè)兄弟之前問我的問題:打耐壓時(shí),正負(fù)極相對(duì)于地的電位是多少?我們就可以用疊加定理來計(jì)算 ab 兩點(diǎn)相對(duì)于車身地的電位。

?

在上圖中,高壓源連接到電池的負(fù)極與車身地之間,電路中一共存在兩個(gè)電壓源,根據(jù)疊加定理,可以等效為下圖。

這樣的話,分別計(jì)算 ab 兩點(diǎn)相對(duì)于車身地的電位:a 點(diǎn)電位=0V+1000V=1000Vb 點(diǎn)電位=500V+1000V=1500V 同時(shí),我們又發(fā)現(xiàn)了一件事情,如果耐壓測(cè)試按照上圖施加到 PACK 上時(shí),電池正極相對(duì)于車身地的電位會(huì)更高,相差整個(gè)電池的電壓。

戴維南定理之前在絕緣檢測(cè)一文中有簡單介紹過。定義:一個(gè)含有獨(dú)立電源的線性二端網(wǎng)絡(luò),對(duì)外可以等效為一個(gè)電壓源和電阻串聯(lián)的模型;其中,電壓源的電壓 Vs 等于這個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)在負(fù)載 RL 開路時(shí)的開路電壓,電阻 Rs 等于二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部獨(dú)立電源置 0 時(shí)的等效電阻(電壓源短路、電流源斷路),下圖綠色框內(nèi)的部分就是單端口電路。(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))

?

?

同樣舉一個(gè)之前的例子,電池的絕緣電阻模型實(shí)際就可以做如下等效:將主正和車身地當(dāng)做單端口網(wǎng)絡(luò)的接口,其中:
Rs=R1//R2//R3//R4//R5//R6U12 等于主正對(duì)車身地的電壓

注意,戴維南定理只適用于線性的有源二端網(wǎng)絡(luò),如果有源二端網(wǎng)絡(luò)中含有非線性元件時(shí),則不能應(yīng)用戴維南定理等效。

總結(jié):從我舉的幾個(gè)例子中就會(huì)發(fā)現(xiàn),這些定理是真正能用到 BMS 的電路分析計(jì)算中的;這些定理在大學(xué)課本上都有,這里只是挑選出來放到一起,節(jié)省時(shí)間到處找了;以上所有,僅供參考。

相關(guān)推薦

電子產(chǎn)業(yè)圖譜

公眾號(hào)“新能源BMS”主筆,從事新能源汽車電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作,具體為BMS硬件設(shè)計(jì)工作將近10年,在幾個(gè)大的主機(jī)廠都工作過;希望通過文字,把一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)分享給大家,共同成長。